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文檔簡介

1、XZ. rJ udoi; com 角個人都足生活的與演編解碼和視頻處理技術介紹焦華龍2010/11/04 土豆網(wǎng)土 網(wǎng) T udou com 每個人都督生沽的與演Agenda編解碼技術1. 視咅頻采集和播放形式2 為什么要壓縮及怎樣壓縮3. 主要壓縮標準介紹4. 編解碼的關鍵技術視頻處理技術1為什么要做視頻處理2. 視頻處理的主要方而介紹原始圖像數(shù)據(jù) 鍛在攝像設備中需要經(jīng)過Image Signal Processor芯片進 行壞點修補.白平衡.瀕色校正.銳利度、威乜插值、去噪、去抖動 等再編碼成某個標準的格式視音頻采題積題形式(1)視頻的采集單CMOS/CCDsensor (非業(yè)DV或DC)采

2、集Bayer模式形式,通過插值來得到缺省的像素顏色值;3 CCD sensor (佇業(yè)DV)可以直接采集得到每個 像索的RGB值,有較好的色彩和清晰度。逐行和隔行扌T描采集RGB Bayer 模式(十心 1 JEZ. PM * Udou com視音頻采齢時番放形式(2)音頻的采集以固定的頻率(比如48KHZ)采集得到16bit/24bit的數(shù)據(jù)形式視音頻的播放口前主要顯示設備(比如CRT,液晶/等離子顯 示器或電視機)基本上都是將視頻信息還原成 一幀幀的RG B值最終顯現(xiàn)出來;音頻也都是還原成16bit/24bit的數(shù)據(jù)播放(1)1. 原始數(shù)據(jù)太大導致保存和傳輸受限幀標清分辨率(720x576

3、)原始視頻數(shù)擁要占川720x576x3=1,244,160 BYTES=9,953,280 BITS秒的實時數(shù)據(jù)就足近250M (9,953,280x25) BITS 當前的網(wǎng)絡帶寬顯然無法達到這么高的要求其實硬盤存儲空間也不能保存這么人的數(shù)據(jù)量,則便當 前匸流的1TB換盤也只能保看10小時的DVDlllij質(zhì)視頻原 始數(shù)拯2. 視音頻有很多信息的兀余,具有進行高比例丿E縮的潛力(2)無損壓縮和仃損壓縮無損壓縮主要有:1. 游程編碼(彳丁程編碼)RLE (Run-Length Encoding)2. 爛編碼(比如變長編碼和算術編碼)JPEG/MPEG/H.264上流視頻標準基本都有用到 算術編

4、碼比變氏編碼效率iUjIO%15%,汁算復雜度也高很多3. 字典序壓縮LZW算法主要冇ZIP壓縮,GIF圖片等4. 其它還有一些預測加爛編碼的混合形式不過一妙無損壓縮的壓縮率只自3倍冷右,對于象視頻這樣的人數(shù)擁流,純粹的無損壓縮不能滿足耍求。(乙丄)1 00 00 00 00 01 01 01 02 02 02- (4)00(3)01(3)022.00 0 01-10 02-1100 0000 00 01 01 01 02 02 02- 00 0 0 10 10 101111 11 3 P00 = 04 P01=03 P10=0.30。4)-000.407)010.7丄0)100.00.40.

5、71.00.96. T00-0.0, 00:00+04x00=00, 00-0.0+0.4A2x0.0=0.0/ O0-O.O+O.4A3xO.O=O.O01-0.0+0.4A4x0.4=1.024xl0A(-2)/01-1.024xl0A(-2)+0.4A4x0.3x0.4=1.3312xl0A(-2)01-l,3312xl0A(-2)-K).4A4x0.3A2x0.4=1.42336xl0A(-2)10-1.42336xl0A(-2)+0.4A4x0.3A3x0.7/.;加活產(chǎn)5的那個小數(shù)的二進制表示就是壓縮碼(3.1) LZW算法的優(yōu)點就是可以動態(tài)牛成字典,并H.這個 甬殲廳琴魏餅壓縮后

6、的數(shù)據(jù)流中了,不必原始數(shù)據(jù):ABCCAABCDDAACCDB,ABCD可以用03的數(shù)來衣示。那么注意這個符串屮出 現(xiàn)了好幾個重復的字串:ABCCAABCDDAACCDB那么就町以用4來代農(nóng)AB, 5來代農(nóng)CC等等,原來的字 符串就變?yōu)閴嚎s后的數(shù)據(jù):45A4CDDAA5DB(3)有損壓縮匸要思想是通過預測去除時空冗余,再川變換將信息集中到 少數(shù)的兒個部分,然后通過雖化來精簡數(shù)據(jù)量,最后用無損 壓縮的方法*壓量化的結(jié)果。1. 預測仃空域預測和時域預測空威預測 般足利川 幀陽像內(nèi)部的佶息亦石煥預測編碼的像玉周邊寸找相近像 索來作為預測來減少數(shù)據(jù)址(示例見左圖):iij域預測一般肚通過前麻兒幀的圖像來

7、険測需宴編碼的幀.從附達到減少數(shù)卅 呈的作用(水例見右圖) IMBaW-1Im-Hil | lipH o FLL底N方向3.量化按照丸化的維數(shù)分肚化分為標笊準化和矢“血化標冊址化是 維的堪化. 個幅度對 M -個址化結(jié)果n向欠址址化是二維孩至多維的星化.悶個或兩個以上的幅嚶決朮個呈 化結(jié)果.標呈 H 化 Quantization )例如一犬時間如果以小時來作為啟化單位.則用24個數(shù)就可以r:但是如果以分鐘來作為 取位.就翌用24x60個數(shù)才能農(nóng)示了.矢 h:厳 化(VQ Vector Quantization)洌如,幀16M色BMP圖像.石咚轉(zhuǎn)換成GIFIVI像.而GIF格式圮*只支持256色

8、;選出哪256個 顏色作為代表色能讓原來的16M色BMP圖像失真最小 1付毎個頗色是山(RGB)表小的,是3 淮的.這就是一個3維矢H卅化問題。視頻壓縮的主要標準Motion JPEG, H.261, H.262/MPEG2, H.263, MPEG4 (Part2 ) , H.264/MPEG4 AVC/MPEG4 PartlOVC-1/WMV9, AVS, RMVB 等StandardMain ApplicationsYearJPEG JPEG20O0Imagi1992X999 2000JBIGFax1995-2000H.26LVideo Conferencing1990H.262, H.

9、262-DTV SDTV1995, 280H.263, H.263- +Video ph cxw1998, 2000MPEG-1Video CO1992MPEG 2DTY SDTVC HDTY DVD199SMPEG-4InteractivQ vidoo2000MPEG-7Muttimedia Content dxeriptton Ineorfaee2001MPEG-21Fiarievvot k2002t1part IOAdvanced Vldcso Coding2003Fidelity Rangci EMtonslons (High profllK 冷 V I6x Its da 4 - 13

10、Qu*mote r4olution fw Una* miWml of NtIntru Prud tani j、fl m7nrfi、jIntorOotlingrInvokeBit itriMHi OHFTamtf siurtLUmatkMiQuM krationVklt-u Got-rreQuaMNUg Trin%forni CooffUktt&xvw BocK sues orx1怦krmr. tM.tnre w*e(tKJti l/r vc nivLtjrivUJiiMUuvi WLurauy “glLRBCm (| ffMoUunCompensationlcmu FalUrr畑卄 llr)M

11、)f%4l VIC 4 (uritexl Ayrvf VLC【幟(i onffwa tixcci lllncy AHltttiirtM i crinalIrttMOHv 16 bn ftoced poitrf nnut( It(8)2.主要檔次Profiles and ToolsC or lineMil laiCxteudvcl1 Aid P SlicesXXXAVT.XXXCABACXB SlicesXXIntet liKcd Coding i PicAFF. MBAFFXXEnh Error R”H. (FMO. /XSO. RS)XXrsthcr 口山 Enox Rci! ple Bit

12、 Depth 8x8 v.4k= TrA、fmiQik?iZ4litMi S*2 iceSeparate C h and Cr QP controlMonocl ironic vidcoiotuut -uxl 川 H S KIIJ :?)c hnomn ronihit Chroma FomutF3小si C oloi TinlistenniPrcihc tiveLoltimIibwXxXxXIkxJT(8) Specific coding parts for the ProfilesError Rwiince SupportHigh ProfileB x on d d P f o fileEr

13、Tcr RiBanco TookAri|X 曲 twsnn (d i4) _t (3x6)B atelin P rofile I 丿” _ 一 一 . 一- ki sliceP - ICCAYLCrbitra ry , ice a rdr ri-xit h macrob Io - k ordprriunadnisio0 sliceMam P rofiltDat3 HrtittonongS I slierWe ghted pre zictianv(10)kJ level 的 R!;JLc% _(MF9 lti w)11 880UH192I7MaxCPB izrVlaiCPB(1000 or120

14、0 bit%)a_JLVnllcnl NfVcamponeiitI *IB(CVfVm、Rlumn fi auk5nmpk9衣63利:i2S*l2-75卜 1M.T27.7SMiucotupresslOBratioMIbCRM!n30/松顯示: 圖像U制技術一會產(chǎn)生不連續(xù)的跳躍式運動 國像插(11技術一介嚴生模糊運動拘休 運動補償幀速彳轉(zhuǎn)換技術一 V滑的運動,圖像頃於品, 舷 女糸及高 hreMaf rwotlanr motion “mponMNon icpMt Iflroge銳化視頻墻蹲處理后處理前輯態(tài)特性増強:改變邊緣過渡速度邊緣過渡處理前處理后亮度/色彩增叱在w坐標系中,扶色在123。的亡線附近的區(qū)域中.丿慶色增強包括狀色像索檢 測及改變像素色彩便其按近希里的顏色藍色和綠色同樣通過角度檢測

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