《通信技术导论(原书第5版)》——1.4 压缩

1.4 压缩

压缩减少了视频、数据、图像和声音文件的大小。这样就降低网络传送文件所需的容量。压缩在不改变线路速率的情况下增加了吞吐量。

因为压缩过后只需发送很少的数据,所以一首歌可以在几秒内下载完成而不需要等待几分钟。在接收端,兼容的压缩软件和硬件将会解压缩接近或相同于原始图像或声音的文件。而文本文件解压后文件与压缩前原始文件一样。但是当视频或者语音被接收时,压缩可能会不同程度地降低分辨率或语音质量。这些微小品质质量的降低是可以接受的。
通过去掉空白部分和缩写最经常出现的字母,常常减少文本和传真压缩传送的数据总量。举例来说,重复的字母缩写成3比特的代码而不是8比特代码。类似地,一种视频压缩的方法只传送改变的图像,而忽略不变的图像。在一个视频会议里,一个人的初始图像出现后如果那个人不活动或讲话就不会再传送。固定物体如墙体、桌子和背景就不需要重复传送。
这有一些标准的压缩算法(用于执行压缩的数学公式),能使压缩的文本和视频在接收端很容易被解压。下面是常用的解压协议列表:
用于压缩和解压音频和视频有多种多样的MPEG标准。MPEG是移动图像专家组英文缩写。
用于下载音乐和其他文件到iPod播放器的MP3。
苹果的iPod 使用高级音频编码技术(AAC)。
大部分Windows系统的个人电脑安装的WinZip 压缩软件。
安装在运行了OS10.x.x的苹果电脑中的Zipit。
1.13节的表1-1更完整地列出了压缩标准。
1.4.1 压缩:互联网电视后面的引擎
视频和多媒体已经改变了人们使用互联网的方式。电视和电影网站,如Hulu(NBC环球集团、福克斯娱乐集团和华特迪士尼公司的一个合资企业)和You-Tube(谷歌的一部分)使人们可以从互联网上获得他们的喜爱的娱乐节目、体育赛事和新闻视频。通过宽带接入除了观看电视和电影,观看者还希望能观看实时体育赛事等高品质的视频。为了满足客户的需求,广播公司和有线电视网络在它们的产品套餐中制定了包含宽带流的战略计划。
未来的另一个看点是可以与互联网连接的智能电视,这样人们可以更容易地在他们的高清数字电视上观看宽带节目了。提高压缩技术使这些变化成为可能。
1.4.2 流媒体:聆听和观看但不下载
对于大部分人来说,在互联网上看电视和电影时,内容是流向他们的。他们并不能拥有或保留观看内容的拷贝。
流媒体不同于下载。下载要求文件被观看或打开之前,要具有完整性。但使用流媒体,用户可以实时的听音乐或观看视频,但不能存储。当用户从网站(如iTunes)下载时,他们可以在电脑硬盘上存储这些音乐文件。Spotify是一家提供免费的流媒体和每月下载音乐收费10欧元的欧洲网站。免费的流媒体音乐也可以在诸如潘多拉网络电台之类的网站获取。用户可以根据音乐的分类如艺术家、流派,来选择想听的音乐。潘多拉网站随后将用户选择的音乐流发送给他们。
流媒体和音乐下载使唱片公司和艺术家的版权费大大缩水。现在消费者主要是从零售商,如iTunes 购买音乐,而不是CD光盘。还有一些用户,特别是十几岁的年轻人,从免费的网站如LiveWire和Kazaa下载音乐。根据投资银行高管在2008年4月9日的调查,调查学生中的61%曾非法下载过音乐。低**版权费已经迫使流行歌手依靠演唱会销售来作为收入的主要来源。
1.4.3 压缩技术的提升**
视频压缩技术的进步刺激了视频硬件产品的发展,如多处理芯片速度更快。当然这和软件的发展也有很大关系,如Adobe的Flash和微软的Silverlight。新处理器以及优秀的数学算法能够更快速地压缩大块媒体。Flash是一款用来在电子游戏、网络视频会议和视频中创建动画制作的多平台软件程序。事先将Flash事先安装到某些移动设备(并不包含只和HTML5兼容的苹果平板或便携式音乐播放器)和许多视频网站。但是现在Adobe在移动设备上使用的也是HTML5编程技术。这款软件的免费版本常常绑定到个人电脑里,从而可以让人们观看用Flash创建的视频。Adobe系统有限责任公司拥有Flash的所有权和开发权。
On2 Technologies(美国一家视讯压缩科技公司)公司是Flash软件中视频压缩技术的创造者。据谷歌公司网站项目经理John Luther称在过去的四年里,视频技术取得显著的发展很大程度上归功于Flash的改进。现在安装了不同类型压缩软件的苹果或Window电脑从网站上下载或观看流视频工作方式是一样的。这是因为谷歌已经创建了具备同一芯片同时支持苹果的QuickTime和微软公司Window媒体播放器的软件外挂。外挂是延伸其他软件和硬件能力的插件。
因此下载电影或体育比赛类型视频的人们现在不用再担心他们需要一个专门的解压缩软件。因为苹果公司的移动设备使用HTML5观看视频,所以它是一个例外。开发者正在使用HTML5编程技术来实现苹果与其他设备兼容。
1.4.4 使用压缩和数字化语音编解码器
语音、音频和电视信号的最初形式是模拟信号。模拟信号以电磁波的形式传输;数字信号则以0,1比特传送。在有线或无线数字网络传输前,编码器先压缩模拟信号,然后将其转换成数字信号。编码器沿着不同的振幅的声波对语音取样,然后将其转换成1或0。解码器在接收端将1或0还原为模拟声音或视频波。
编码器存在于蜂窝手机、电话、高清电视传送器、机顶盒、电视、IP电话和收音机中。编码器也可以压缩语音识别和语音信箱系统中的声音。利用压缩技术,编码器不用对声波每个高音取样以实现高质量的声音传送。它们可以跳过沉默声音或在以前声音的基础上预测未来的声音。因此每秒需要传送更少比特来表示这个语音。

时间: 2024-12-21 00:16:14

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