一、Inter Indeo Video 简介

二、发展历程

三、先进的技术及功能(1、Indeo交互视频的预压缩技术 —— YVU9C 2、视频交互功能 3、视觉品质的增强)

四、其他特点(1.视频产权的保护 2.主帧的灵活性 3.调色板处理的改进 4、最后说明)

一、Inter Indeo Video 简介

常见的视频编码，常见的有4.5和5.10两种，质量比Cinepak和R3.2要好，但不如TecSmith Screen Capture Codec等新压缩技术。可以适应不同带宽的网络，但必须有相应的解码插件才能顺利地将下载作品进行播放。适合于装了Intel公司MMX以上CPU的机器，回放效果优秀。如果一定要用AVI的话，推荐使用5.10，在效果几乎一样的情况下，它有更快的编码速度和更高的压缩比。

二、发展历程

Intel的Indeo Video技术已得到广泛的应用。在不安装MPEG-1回放卡的情况下显示视频图像,几乎都是采用Indeo Video技术。

1995年10月,Intel推出了Indeo Video 4.1版,与Indeo Video 3.2版相比,从基本算法上都作了变动,并且增加了许多特殊功能。特别值得一提的是,Intel公司免费对用户提供这一软件。 硬件支持的个人电脑视频系统可以提供高质量的影像,但由于安装回放卡和把原始影像送到专门的压缩编码公司进行压缩的费用较高,不少用户已把目光转向软件支持的视频系统。在众多的编码解码软件中,Intel公司的Indeo独树一帜,并且随着1995年10月Indeo Video Interactive(Indeo Video 4.1版)的推出,Indeo技术上了一个新台阶,采用Indeo Videonteractive(以下译为Indeo交互视频)技术的MPC只用软件就可达到MPEG-1的视频回放质量。

三、先进的技术及功能

1、Indeo交互视频的预压缩技术 —— YVU9C

在用YVU9方式转换视频信号时,以16个像素为一组,每个像素用8位表示Y(亮度),而U、V(色差)则是16个像素共用8位表示,所以对16个像素需要16×8+2×8位表示,即每个像素用9位表示。Indeo交互视频提供了YVU9C捕捉脱机压缩。它首先将捕捉到的视频信息转换为YVU9格式,再使用一种几乎无损的压缩技术对之压缩,以降低数据速率而能直接将压缩后的信息输入硬盘,最后再对硬盘上的视频片段进行脱机压缩。在进行YVU9C预压缩时,仍需用硬件压缩,可采用捕捉卡iSVR(Intel’s Smart Video Recorder)或iSVR Pro。

2、视频交互功能

Indeo交互视频一改人们传统思想中视频是个矩形物体的概念。它可以把视频加入到多媒体交互中,具有透明片(Transparency)、局部解码(Local Decode)和实时视频效果控制等视频交互功能。

【1】透明片：影视业常使用色品键控(Chroma Keying)技术将前景物体置于合成背景上,天气预告节目中的解说员(前景)和气象图(背景)便是一例。现在Indeo交互视频的透明片功能也可以做到这一点。透明片的制作过程大致如下:

步骤1:采用色品键背景和照明技术摄取一段前景物体的活动片段,然后对该片段数字化,形成视频文件A。

步骤2:提供透明罩(mask)。透明罩的颜色可以是单一色或是一段连续的颜色变化区域。透明罩的颜色应和文件A中较单一的背景颜色一致。

步骤3:压缩编码。编码器会分析每一帧(把透明罩”扣”在该帧上),将其中与透明罩颜色一致的像素(背景像素)透明掉,然后只对代表前景物体的像素进行编码,形成文件B,即透明片。

步骤4:回放。回放透明片时应同时向解码器提供背景,背景仅从透明片每帧的透明部分显示出来。

Indeo交互视频的透明片编码十分灵活,能形成多个形状复杂的前景物体。在回放过程中,前景物体的背景帧可以切换,使背景看似也在活动,即建立所谓的”视频鬼影”(Video Sprites)。

【2】局部解码： 有时,我们只要看到整幅图像的一部分就够了。例如在游戏中,通过潜艇的潜望镜,视野只是整个影像的一部分,随着潜望镜的转动,显示区会被移到影像的另一部分。 在这种情况下,除了视野内的这一部分外,大部分影像不用显示,因而设有必要在回放时占用CPU时间为后者解码。Indeo交互视频通过局部解码技术来实现这种功能。它在回放时只对源影像的一块指定的矩形子区域进行解码,这个矩形子区称为观景窗口(Viewpoint)。窗口的大小和位置在回放过程中可以调整,但其不能小于在压缩该视频段时所定义的最小窗口尺寸。

【3】实时视频效果控制： 在回放过程中,Indeo交互视频的影像亮度,对比度和颜色饱和度都是可调的。这样就可以模拟出不同的灯光效果,也可视用户或特殊的图像环境要求进行调节。

3、视觉品质的增强

从基本操作上看,Indeo交互视频与Indeo视频软件的前期版本相似,都是作为Microsoft Video for Windows的编解码器。但这个新的编解码器采用了更先进的技术,能达到相当高的编解码质量。例如,在320×240×24帧/秒即每秒2兆比特或双倍速光驱数据速率下,在基于90MHz奔腾处理器的平台上进行回放,Indeo交互视频的回放效果可以和MPEG-1相媲美。

【1】新的混合压缩编码算法： Indeo交互视频在压缩编码上采用了近年发展起来的一种新的图像分析方法———小波变换(Wavelet Transform)。它具有许多其他图像处理方法(如快速傅立叶变换FFT,离散余弦变换DCT等)所不具备的优良特性,例如正交性、方向选择性、可变的时频域分辨率、可调整的局部支持等。 通过采用包括小波变换在内的几种先进算法的混合,Indeo交互视频的编解码器能够建立通常与硬件加速技术相关联的视觉品质。

【2】增强的压缩技术： 与MPEG-1类似,Indeo交互视频也支持帧内编码帧I(Intra frame)、前向预测编码帧P(forward Predictive frame)和双向预测编码帧B(Bi-directional predictive frame)。P帧的内容建立在参照前面帧的基础上,B帧的内容则建立在对前面(过去)帧和后面(将来)帧参照的基础上。为了形成一个GOP(Group of Pictures),I帧中的主帧K(Key frame)要求前面没有B帧以它作为参照。 这里的I帧和MPEG的I帧是有区别的,Indeo交互视频支持的I帧除了包括主帧外,还包括非主帧I帧(Non-key Intra frame)。对非主帧I帧的压缩比高于对主帧的压缩比,因此在保证视觉品质的前提下获得了更低的数据速率。Indeo交互视频支持非主帧I帧,是由于某些帧序列只是起到使回放过程线性化的缘故。 采用了B帧就意味着在回放时,如要解码并显示当前的帧,有时需要首先对后面(将来)的一帧解码,因为当前帧可能是基于以前和将来的帧编码的。因此,Indeo交互视频有时对帧解码的顺序与显示的不一样,即无序解码(Out-of-order Decode)。由于使用了双向预测技术,Indeo交互视频的视觉品质有了显著的提高,尤其是有高速动作的视频序列。 Indeo交互视频的编解码器采用双向预测技术后,使数据速率降得更低,或在同样的数据速率下能提供比以前的Indeo视频更好的视觉品质。这是由于B帧对其前后帧都进行参照,因而能达到更加精确的预测效果。但采用双向预测技术压缩的视频片段在回放时要多占CPU%的时间,所以在性能较低的平台上,可能会引起丢帧而造成运动的不连贯,这一点需注意。

【3】处理器的可伸缩性：以前的Indeo视频编解码器在速度较慢的CPU上回放影像时,当遇到过高的数据速率或解码过于复杂时,只有靠丢帧来弥补”马力”的不足,以致视频回放出现不连贯现象。而Indeo交互视频则靠可用的CPU来调整视频质量以维持稳定的帧速。也就是说,Indeo交互视频除了丢帧外,还可以通过降低视觉品质来避免被迫丢帧。处理器的可伸缩性几乎不额外占用CPU的时间,但它却保证了回放过程高质量的帧速率。

【4】目标平台的可选择性： 对于待压缩编码的视频段,Indeo交互视频允许操作者指定将来回放该片段时所基于的平台,目前它对高、中、低平台的下限是这样划分的: 高平台:奔腾/90MHz处理器,8MB内存,256KB高速缓存,33MHz总线。 中平台:奔腾/75MHz处理器,8MB内存,无高速缓存,25MHz总线。 低平台:Intel 486DX2/66MHz处理器,8MB内存,无高速缓存,33MHz总线。 与这些平台相对应,Indeo交互视频提供了一系列压缩时的建议及参数的设置。这些参数除了主帧间距和数据速率外,还包括可伸缩性开关、双向预测开关和目标平台(三档)设置。在压缩时,编码器将参照这些要求来调整比特流(Bit Stream)以在指定的目标平台上回放时达到最佳效果。

四、其他特点

1.视频产权的保护

Indeo交互视频采用了存取密钥(Access Keys)来避免他人非法使用受保护的视频段。存取密钥通过数字口令的形式在压缩该视频段时加入(口令的取值范围0～4,294,967,295)。在回放已加入存取密钥编码的视频段时,对于每个主帧解码器将检查该片段是否受存取密钥保护:若是,则对从该帧开始的帧序列的每一帧核对口令,看使用者输入的口令是否和存取密钥相同;若不相同,则停止解码并返回出错信息。

2.主帧的灵活性

Indeo交互视频除了仍支持周期性主帧的使用外,还支持非周期性的主帧。在压缩编码时,视频创作人可在帧序列的任一处设置主帧来指定随机存取点。 主帧间距可以取下列数值: 0:该视频段只有第一帧是主帧。 1:该视频段的每一帧都是主帧。 2,3,4,…,n:该视频段的第n帧是主帧,n值没有上限。

3.调色板处理的改进

Indeo视频从来就提供给开发者一个灵活的处理8位视频调色板的机制,容许”默认调色板”和”活跃调色板”方式。 在”默认”调色板方式中,Indeo视频编解码器提供了一个用236默认颜色的标准调色板(编解码器不理会头10个和尾10个调色板颜色,因为它们是被Windows保留的)。默认的调色板对所有的Indeo视频文件是一样的(它被储存在编解码器里,而不是附在每个文件上)。开发者常通过使用In-deo视频的默认调色板,来将这种一致性用于它们的应用背景图形。 在”活跃调色板”方式中,Indeo视频编解码器接受应用提供的一个调色板,将视频颜色振动到该调色板中。一个应用典型地送来显示背景图形的调色板到编解码器,使该视频”播放进”现存的背景颜色而不产生调色板闪光。使用活跃调色板方式的额外好处是视频编解码器可以全用上256个调色板的项目(包含保留给Windows的20种颜色)来显示视频,有时会改进视频的品质。 除了活跃和默认调色板方式外,Indeo交互视频还提供第三种名为”可配置”的调色板方式。除了236个项目的默认调色板之外,Indeo交互视频编解码器还储存了第二个内置的调色板,即可配置调色板,它只有195个项目(是默认调色板236个项目的子集)。在视频中只使用首195个调色板项目,而忽略尾41个项目。这容许开发者保留一组41个颜色只给该应用使用,甚至在回放过程中动态地更改这些项目。Indeo交互视频的编解码器不使用可配置调色板的尾41个项目。

4、最后说明

【1】本文所述功能除了可采用菜单和对话框(如高性能压缩选项)的形式实现外,还可以通过编程的方式,作为MS Video for Windows的编解码器。

【2】解码时CPU的限制使用。

Indeo视频软件对计算机的能力进行预算,将CPU总处理能力的35%用到Indeo解码上,而把其余大部分留给其他应用程序。具体到Indeo交互视频,它还允许使用者决定将CPU的多少时间用于解码过程。 总之,Indeo交互视频的软件编解码技术实现了高质量的视觉品质,交互能力和编程的灵活性。使用者配之以强有力的奔腾处理器,可以开发出新颖动感的交互多媒体作品。