27、数字图像与视频存储及压缩技术解析

数字图像与视频存储及压缩技术解析

1. 研究方向与结论概述

随着传输和存储技术的进步，未来很可能会开发出比超高清（UHD）更高的视频分辨率，特别是用于更大尺寸的显示屏。除了更高的分辨率，为图像（尤其是高分辨率的动态图像）添加真正的立体深度，将需要更快的数据传输速率和存储容量。例如，多摄像头角度捕获的数据按照如今的标准需要巨大的存储空间，一部具有高分辨率立体内容的两小时商业电影发行媒体可能需要 1TB 或更多的信息。

在内容使用方式随不同尺寸显示设备增多的情况下，将一种内容格式转码为另一种格式变得十分重要。这需要借助更快的电子信号处理实现实时转码，以缓解单一内容多种格式带来的管理问题。

丰富的内容需要大量存储，且随着分辨率的提高，存储需求也在增加。专业内容的分辨率和丰富度持续提升，立体动态图像就是一个例子。要使高分辨率内容发挥作用，需要以更高数据速率运行的更快处理和交付系统。内容压缩有助于充分利用可用带宽，但压缩的数量和类型取决于内容的使用方式。有损压缩通常仅适用于内容交付。即便使用压缩技术，专业媒体和娱乐市场的数字存储需求仍将持续增长。

2. 视频压缩的必要性

视频是动态图像的电子表示。与胶片不同，视频需要处理才能转换为可观看的图像。胶片图像在单帧内可直接呈现完整图像，属于未压缩状态，而电子存储未压缩图像需要大量空间，传输也需要大量带宽。因此，历史上视频压缩技术的应用是为了使视频系统更具经济性，同时也用于克服技术或物理限制。

虽然存在使用未压缩视频的场景，如越来越多的好莱坞电影在数字编辑和特效处理时使用未压缩的超高清视频（如 4096×4096），但这需要极大的磁盘空间和高速网络，成本超出普通消费者承受范围。即使是能