视频压缩标准发展简史

帧间压缩首次出现

英国的 R.D. Kell 提出将帧间压缩用于模拟视频，这一概念随后便延续下来并应用在今天的数字视频上。

差分脉冲编码调制

贝尔实验室的 B.M. Oliver 和 C.W. Harrison 提出可以在视频编码中使用差分脉冲编码调制（DPCM）。在此之前，DPCM 一直被用于音频（今天依然如此）。

使用时间压缩的帧间预测编码

日本广播公司（NHK）的研究人员 Y. Taki、M. Hatori 和 S. Tanaka 提出使用时间压缩的预测性帧间视频编码的概念。

行程长度编码

伦敦大学的研究人员 A.H. Robinson 和 C. Cherry 提出行程编码这一概念，最初用于降低模拟电视信号的传输带宽。今天，行程长度编码仍在数字视频中使用。

CCD（电荷耦合元件）问世

美国贝尔实验室的 Willard S. Boyle 和 GeorgeE. Smith 发明世界上第一个半导体图像传感器 CCD。

数字视频首次压缩

堪萨斯州立大学的 Nasir Ahmed 提出使用 DCT 编码压缩图像。DCT 将图像分成由不同频率组成的小块，在量化过程中，舍弃高频分量，剩下的低频分量被保存下来并用于后面的图像重建。

DCT成为一种图像压缩算法

Nasir Ahmed 与德克萨斯大学的 T. Natarajan 和 K.R. Rao 合作，实现了DCT图像压缩算法。

混合编码的发展过程

南加州大学的 Ali Habibi 将预测编码和 DCT 编码组合在一起使用。Habibi的算法只能应用于帧内图像，无法预测帧间图像。

混合编码的进一步发展

John A. Roesse 和 Guner S. Robinson 进一步发展了 Habibi 的算法，使它可以应用于帧间。为此，他们尝试了各种方法，最终发现 Ahmed 的 DCT 技术和预测编码结合起来使用是最高效的。

更快的DCT算法

陈文雄、 C.H. Smith 和S.C. Fralick一起优化了 DCT 算法，他们创立了 Compression Labs 公司，将 DCT 商业化。

首个数字视频压缩标准 H.120 问世

前期的所有研究最终取得第一个视频压缩标准 H.120 的问世。H.120 主要用于视频会议，这是一次伟大的成就，但由于 H.120 多方面的低效，许多公司不得不试验各种方法来完善这个标准。

H.261 获得批准

H.261 很可能是你见过或者使用过的一系列编解码器中的第一个。它是第一个有效使用帧内和帧间压缩技术的数字视频压缩标准。H.261 也是第一个在商业上成功的数字视频编码标准。它被用于全世界的视频会议，并引入混合的基于块的视频编码，该编码今天仍在许多视频标准（MPEG-1 第 2 部分、H.262/MPEG-2 第 2 部分、H.263 MPEG-4 第 2 部分、H.264/MPEG-4 第 10 部分和 HEVC）中使用。创建 H.261 标准的方法今天依然被广泛使用。

虽然这个标准在国际上很受欢迎，但它在刚发布时并不完整。该标准分别在 1990 年和 1993 年进行了修订。H.261 不包括处理编码的细节，仅用于解码视频。

Motion JPEG（MJPEG）被发明

Motion JPEG 被创建出来用于计算机上的多媒体应用。这种视频压缩技术将视频每一帧都分别压缩成JPEG图像。

出现了使用 MPEG-1 的VCD

MPEG表示Moving Pictures Experts Group（动态图像专家组），它是ISO（International Standardization Organization，国际标准化组织）与IEC（International Electrotechnical Commission，国际电工委员会）联合成立的专门针对媒体编码制定国际标准的组织。1988年左右，他们开始合作制定今天为人所知的视频编码标准——MPEG-1。与 H.261 类似，MPEG-1虽然提供了示例实现，但没有包含如何编码视频的标准。因此，MPEG-1 会根据编码方式展现出截然不同的性能。

出现了使用 H.262 和 MPEG-2 的电视广播和 DVD

MPEG-2 和 H.262 是同一个视频标准的不同名称，它由许多公司共同开发而成。

开始使用 DV 存储数字视频

第一个 DV 规范被称为Blue Book，其中定义了录像带、录制调制方法、磁化和基本系统数据等共同特征。DV 使用 DCT 逐帧压缩视频。同MPEG-2一样，它使用色度二次采样进行进一步压缩。DV 是由索尼和松下为专业用户和广播用户设计的。现在有了存储卡和固态驱动器，这种存储方法早已过时了。

出现使用 MPEG-4 part 2 的互联网视频

MPEG-4 第二部分（也称为 MPEG-4 Visual）是一种与H.263兼容的标准，常用于监控摄像以及高清电视广播和 DVD。它使用了比MPEG-2更高效的算法，且压缩速度更快。不过，因为它无法处理AVC（Advanced Video Coding，高级视频编码）格式，后面才有了MPEG-4 AVC。

H264 获得批准

MPEG-4 第二部分（也称为 MPEG-4 Visual）是一种与H.263兼容的标准，常用于监控摄像以及高清电视广播和 DVD。它使用了比MPEG-2更高效的算法，且压缩速度更快。不过，因为它无法处理AVC（Advanced Video Coding，高级视频编码）格式，后面才有了MPEG-4 AVC。

H.265/HEVC 获得批准

H.265/HEVC（High Efficency Video Coding，高效率视频编码）不仅可以做到H.264所能做的一切，而且表现更佳。它将文件大小减少了 50%，并支持非常高质量的视频分辨率——高达 8K（最大分辨率为 8192x4320）。虽然你通常无需用到 8K 或无法通过今天的设备和网络获取到它，但H.265对于AR、VR和 360° 等沉浸式体验非常有用。高昂的成本是它没有得到广泛应用的主要原因。除了Netflix 和 Amazon Prime Video 等大公司可以负担这笔费用外，其他许多公司仍然选择使用 H.264。

VP9

VP9由谷歌开发，它是H.265的竞争对手。和H.265不同，它是免费的。

AV1

谷歌、亚马逊、思科、英特尔、微软、Mozilla 和 Netflix 决定一起创建一个新的视频格式标准——AV1。它是 VP9 之后的下一代视频标准，开源且免费。这种格式专为实时应用（如 WebRTC）设计且支持更高分辨率，目的是能够处理 8K 视频。

H266/VVC

H.266/VVC（Versatile Video Coding，多维度视频编码）主要面向 4K 和8K视频服务。它于 2020 年 7 月发布，是目前为止最新发布的视频压缩标准。H.266进一步优化了压缩（但没有其他创新），大约可节省50%的视频码率，同时确保视频清晰度不变。它使用基于块的混合视频编码方法，其思想是找到优化和改进现有算法和压缩技术的方法。H.266编码速度仍然很慢，但该标准在较低码率下提供了良好的质量改进。