CH數(shù)字電視的國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1CH數(shù)字電視的國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用22023/1/17CCIR601數(shù)字電視編碼圖6-1數(shù)字電視信號(hào)分量編碼原理框圖第1頁/共66頁32023/1/176.1.2靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG

是數(shù)字圖像壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)，含兩種基本壓縮方式：（JointPictureExpertGroup）1、無損壓縮（預(yù)測壓縮）2、有損壓縮聯(lián)合圖像(靜止)專家組

以DCT變換為基礎(chǔ)的壓縮方法，其壓縮比較高，是JPEG標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。

以二維DPCM為基礎(chǔ)的壓縮方式，解碼后能完全精確地恢復(fù)原圖像采樣值，其壓縮比低于有損壓縮方法。第2頁/共66頁42023/1/176.1.3．H.26x標(biāo)準(zhǔn)

包括H.261、H.262、H.263和H.264等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。H.261標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)適合在較高速率的ISDN數(shù)字網(wǎng)上傳輸，H.262是圖像質(zhì)量較高的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，H.263是極低速率的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，H.264在性能上超越H.263，是AVC或MPEG-4第四部分，可用于視頻會(huì)議。第3頁/共66頁52023/1/176.1.4．MPEG標(biāo)準(zhǔn)MPEG是ISO和IEC兩個(gè)國際組織的聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)(JTCI---JointTechnicalCommitteeISO/IEC)領(lǐng)導(dǎo)下的“活動(dòng)圖像專家組”的英文簡稱，1988年成立以來已經(jīng)制定了包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21等多個(gè)數(shù)字視頻／數(shù)字音頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。（MovingPictureExpertGroup）第4頁/共66頁62023/1/176.1.5超高清晰度成像(HRI)建議(ITU-RBT.1201)ITU-RBT.1201建議提出了超高清晰度成像(HRI)格式和規(guī)范建議。表6-1HRI

４種圖像格式規(guī)范建議(HRI---HighResolutionImage直譯為高分辨圖象)第5頁/共66頁6.16JVT標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC特點(diǎn)：(JointVideoTeam)JVT是由ISO/IECMPEG和ITU-TVCEG成立的聯(lián)合視頻工作組（JointVideoTeam），致力于新一代數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的制定。JVT標(biāo)準(zhǔn)在ISO/IEC中的正式名稱為：MPEG-4AVC(part10)標(biāo)準(zhǔn)；在ITU-T中的名稱:H.264。

1、和以往標(biāo)準(zhǔn)相比最多可節(jié)省50％的碼率，使存儲(chǔ)容量大大降低；2、不同分辨率、碼率下都能提供較高的視頻質(zhì)量；3、易于視頻會(huì)議、視頻電話，更易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。第6頁/共66頁6.1.7．AVS標(biāo)準(zhǔn)1.AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容（Audio

Video

coding

Standard）

由我國的“數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組”制定。AVS

1.0包括系統(tǒng)、視頻、音頻和一致性等標(biāo)準(zhǔn)支撐部分。

包括：變換、量化、預(yù)測、變長編碼、環(huán)路濾波器、幀間預(yù)測、熵編碼器和場編碼。圖6-1AVS視頻編碼器框圖

前5個(gè)模塊使用不受專利保護(hù)的公開技術(shù)，后3個(gè)模塊是創(chuàng)新技術(shù)。第7頁/共66頁92023/1/17(1)高效2.AVS標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)比MPEG-2編碼效率高2倍,與H.264編碼效率相當(dāng)。(2)復(fù)雜度低

編碼復(fù)雜度相當(dāng)于H.264的30％，解碼復(fù)雜度相當(dāng)于H.264的70％。AVS只有2個(gè)參考圖像，最小運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊為8×8；許多在HD-TV和HD-VD(HighDefinitionVideoDisk高清晰度視盤)應(yīng)用中不需要的編碼工具被刪除，與MPEG-2兼容。電視臺(tái)現(xiàn)有的基于MPEG-2編輯與傳輸系統(tǒng)不需要改變。(3)許可費(fèi)低MPEG-2許可費(fèi)為20元，而AVS初步定為1元。第8頁/共66頁6.2H.261標(biāo)準(zhǔn)6.2.1概述1990年12月國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)通過H.261標(biāo)準(zhǔn)，是一種用于雙向通信的ITU標(biāo)準(zhǔn)，主要用于在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN上傳輸電視電話會(huì)議等低碼率的多媒體領(lǐng)域。采用p×64kbit/s的聲像業(yè)務(wù)的圖像編解碼，其中p=1,2,…，32，為實(shí)現(xiàn)低成本，只用Y、U、V為4∶2∶0的一種格式。幀格式有兩種，CIF（352288）和QCIF（176144）。第9頁/共66頁6.2.2H.261標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式

其中CIF(CommonIntermediateFormat)為通用中間格式，QCIF(QuarterCIF)為1/4通用中間格式，SQCIF為擴(kuò)展的通用中間格式，4CIF為4倍的通用中間格式，16CIF為16倍的通用中間格式。表6-2H.261與

H.263圖像格式第10頁/共66頁122023/1/17H.261圖像的像素結(jié)構(gòu)1.宏塊2.宏塊組3.每幀圖像每塊為8×8個(gè)像素，每宏塊為16×16個(gè)像素每個(gè)宏塊組為176×48[(16×11)×(16×3)]個(gè)像素每幀CIF格式圖像為352×288[(176×6)×(48×6)]個(gè)像素第11頁/共66頁132023/1/176.2.3H.261信源編碼器圖6-2H.261編碼器方框圖

采用基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測和對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行8×8共64個(gè)像素的DCT（設(shè)置自適應(yīng)量化器；再采用Huffman或算術(shù)變字長編碼（VCL）實(shí)現(xiàn)熵編碼。

圖像輸入以宏塊MB為單位輸入，MB中包含亮度信號(hào)Y的4個(gè)8×8像素方塊，色度信號(hào)Cb、Cr的各一個(gè)8×8像素方塊，共6個(gè)8×8像素方塊。第12頁/共66頁1、幀內(nèi)編碼模式

幀內(nèi)幀I圖像采用幀內(nèi)編碼，不參考其它圖像幀而只用本幀信息進(jìn)行編碼。編碼圖像僅經(jīng)DCT，量化器和比特流編碼器即生成編碼比特流，而不經(jīng)過預(yù)測環(huán)處理。DCT直接應(yīng)用于原始的圖像數(shù)據(jù)。游程編碼RLE(run-lengthcoding)差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)圖6-3幀內(nèi)圖像壓縮編碼算法框圖第13頁/共66頁152023/1/172、幀間編碼模式(1)預(yù)測幀P

(Predictivecodedpicture)圖像壓縮編碼算法

前向預(yù)測編碼幀圖像，參照前一幅I幀或P幀圖像做運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測圖6-4預(yù)測圖像P的壓縮編碼算法框圖

原圖像先與幀存儲(chǔ)器中的預(yù)測圖像比較，算出運(yùn)動(dòng)矢量，由此矢量和參考幀生成預(yù)測圖像。而后將原圖像與預(yù)測像素差值進(jìn)行DCT變換，再經(jīng)量化器和比特流編碼器生成輸出編碼比特流。進(jìn)行更有效的；通常用于進(jìn)一步預(yù)測之參考。第14頁/共66頁162023/1/17(2)雙向預(yù)測幀B壓縮編碼算法

雙向預(yù)測編碼幀圖像，參照前一幅(I幀或P幀)和后一幅（P幀）圖像做運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾p前向預(yù)測編碼。提供最高的壓縮。(BidirectionallyPredictedPicture)圖6-5雙向預(yù)測圖像B的壓縮編碼算法框圖第15頁/共66頁172023/1/173、環(huán)路濾波器表6-2(1)

環(huán)路濾波器的系數(shù)

環(huán)路濾波器屬于低通濾波器，用于幀間編碼模式時(shí)消除運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程中的高頻噪波。第16頁/共66頁182023/1/17表6-2(2)

環(huán)路濾波器的系數(shù)第17頁/共66頁192023/1/17

6.2.4H.261信源解碼器圖6-6H.261解碼器方框圖第18頁/共66頁6.3JPEG標(biāo)準(zhǔn)6.3.1基于DCT的編碼器和解碼器圖6-7JPEG編解碼原理框圖第19頁/共66頁212023/1/171、DCT的編碼原理(1)DCT變換(2)量化

輸入端將原圖像分成8×8像素塊(Block)后送入DCT變換器，目的是去除圖像數(shù)據(jù)的空間冗余。利用人眼的視覺特性設(shè)計(jì)量化表。1611101624405161121214192658605514131624405769561417222951878062182237566810910377243555648110411392496478871031211201017292959811210010399亮度量化表色度量化表17182447999999991821266699999999242656999999999947669999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999第20頁/共66頁(3)之字形掃描(4)可變長熵編碼

編碼之前，需要把二維的變換系數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換為一維序列。為消除碼字中的統(tǒng)計(jì)冗余，采用可變長熵編碼。第21頁/共66頁232023/1/176.4MPEG標(biāo)準(zhǔn)6.4.1MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)（MovingPictureExpertGroup）1992年制定，主要任務(wù)是制訂活動(dòng)圖像及相應(yīng)的聲音及數(shù)字存儲(chǔ)媒體上用于存儲(chǔ)及重放時(shí)的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-1“用于高至1.5Mb/s的數(shù)字存儲(chǔ)媒體的活動(dòng)圖像和相應(yīng)的音頻編碼”?；灸繕?biāo)是將活動(dòng)的視頻圖像及其伴音進(jìn)行壓縮編碼等處理，形成一個(gè)復(fù)合的既包括視頻又包括音頻信息的統(tǒng)一的二進(jìn)制比特流，同時(shí)還要保持圖像和聲音的同步，壓縮比可高達(dá)200：1，相當(dāng)VHS畫質(zhì)。第22頁/共66頁242023/1/171、MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容

最主要的三部分：MPEG系統(tǒng)，MPEG視頻和MPEG音頻。亮度、色度塊均由8×8個(gè)像素組成，塊是MPEG-1中最小的圖像處理單元，由4個(gè)8×8的亮度塊和兩個(gè)8×8的色度塊組成。MPEG-1允許用戶在任何兩參數(shù)幀（I或P幀）之間安排任意幅B幀。MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了VCD以及影視節(jié)目存儲(chǔ)的應(yīng)用與發(fā)展。第23頁/共66頁252023/1/17MPEG-1編解碼過程圖6-9MPEG-1編解碼過程圖6-11通信處理板電路框圖圖6-10MPEG-1解碼器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖

緩存器來平滑時(shí)變的數(shù)碼率，以便和信道的碼率相匹配。第24頁/共66頁262023/1/172、MPEG中的三種圖像類型(1)

I幀(Intra-Frame)(2)

P幀(Predicated-Frame)

是幀內(nèi)壓縮，不使用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，提供中等的壓縮比。由于I幀不依賴于其他幀，所以是隨機(jī)存取的入點(diǎn)，同時(shí)是解碼中的基準(zhǔn)幀。

根據(jù)前面的I幀或P幀進(jìn)行預(yù)測(向前預(yù)測)，使用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法進(jìn)行壓縮，因而壓縮比要比I幀高，數(shù)據(jù)量平均達(dá)到I幀的1/3左右。P幀是對前后的B幀和后繼的P幀進(jìn)行解碼的基準(zhǔn)幀。P幀本身是有誤差的，如果P幀的前一個(gè)基準(zhǔn)幀也是P幀，就會(huì)造成誤差傳播。第25頁/共66頁272023/1/17

是基于內(nèi)插重建的幀，它基于前后的兩個(gè)I、P幀或P、P幀，它使用雙向預(yù)測，數(shù)據(jù)量平均可以達(dá)到I幀的1/9左右。

B幀本身不作為基準(zhǔn)，因此可在提供更高的壓縮比的情況下不傳播誤差。(3)

B幀(Bidirectinal-Frame)第26頁/共66頁282023/1/17I

幀、P幀和B幀圖像的依賴關(guān)系表6-3I幀、P幀、B幀的數(shù)據(jù)字節(jié)和壓縮比B幀有較高的壓縮比，所以視頻編碼器總編碼效率提高；I幀和P幀的壓縮比不高，可保證較高的重建圖像質(zhì)量。第27頁/共66頁1)碼流組成2)傳輸碼流組成第28頁/共66頁302023/1/17Ⅰ圖像序列層（VideoSequencelayer）Ⅱ圖像組層（GroupofPicture）Ⅲ圖像層（Picture）Ⅳ宏塊條/片層（Slice）Ⅴ宏塊層（Macroblock）Ⅵ塊層（Blocklayer）3．MPEG-1視頻流結(jié)構(gòu)圖6-12MPEG-1視頻流結(jié)構(gòu)第29頁/共66頁312023/1/17(1)MPEG-1視頻流分層結(jié)構(gòu)圖6-13MPEG-1視頻流分層結(jié)構(gòu)Ⅰ圖像序列層Ⅱ圖像組層Ⅲ圖像層Ⅳ宏塊條/片層Ⅴ宏塊層Ⅵ塊層（六個(gè)層次）第30頁/共66頁322023/1/17

圖6-14MPEG-1宏塊結(jié)構(gòu)(2)

MPEG-1宏塊結(jié)構(gòu)類型第31頁/共66頁6.4.2MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)

由ISO/IEC的MPEG專家組與ITU-T的ATV的圖像編碼專家組于1994年共同制定。

主要包括系統(tǒng)、視頻、音頻、一致性、參考軟件、數(shù)字存儲(chǔ)媒體的命令與控制、高級(jí)音頻編碼、10比特視頻編碼和實(shí)時(shí)接口9個(gè)部分。應(yīng)用范圍包括標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視、高清晰度電視和MPEG-1的工作范圍。MPEG-2的解碼器可以對MPEG-1碼流進(jìn)行解碼。第32頁/共66頁1．MPEG-2系統(tǒng)部分圖6-15簡化MPEG-2系統(tǒng)框圖圖6-16碼流解碼器第33頁/共66頁352023/1/17

MPEG-2節(jié)目

碼流的組成圖6-17MPEG-2

節(jié)目碼流組成示意圖第34頁/共66頁362023/1/17圖6-17MPEG-2傳送碼流組成示意圖(2)MPEG-2傳送碼流的組成第35頁/共66頁372023/1/172．圖像部分(1)級(jí)(levels)(2)類(profiles)

圖像編碼可分級(jí)性是MPEG-2及以上標(biāo)準(zhǔn)的顯著特征,指接收機(jī)可視具體情況對編碼數(shù)據(jù)流進(jìn)行部分編碼。其重要目標(biāo)是對具有不同帶寬、顯示能力和用戶需求的接收機(jī)提供靈活支持，使多媒體應(yīng)用環(huán)境中可實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)庫瀏覽和多分辨率回放的功能。

為適應(yīng)適應(yīng)不同數(shù)字電視體系，MPEG-2有4種輸入格式，用級(jí)加以劃分；

用類劃分不同編解碼技術(shù)處理方法。MPEG-2有5個(gè)類，類之間存在向后兼容性，若接收機(jī)能解碼用高類工具編碼的圖像，也能解碼用較低類工具編碼的圖像。第36頁/共66頁382023/1/17表6-4MPEG-2圖像編碼的分級(jí)第37頁/共66頁392023/1/173、MPEG2編碼器

兩層空間可分級(jí)編碼器，對基本層將原視頻進(jìn)行空間下采樣，然后進(jìn)行DCT變換、量化和VLC編碼。通過將每2×2個(gè)像素用它們的平均值替換，可實(shí)現(xiàn)4:1比率的空間下采樣。圖6-18MPEG2編碼器原理框圖第38頁/共66頁402023/1/17

兩層空間可分級(jí)編碼器用更復(fù)雜的預(yù)濾波器可以減少下采樣圖像的重疊效應(yīng)，但以增加復(fù)雜度作為代價(jià)。對增強(qiáng)層，進(jìn)行以下工作：①通過反量化和IDCT重建基本層圖像；②對基本層圖像進(jìn)行空間上采樣。每個(gè)像素復(fù)制4次可實(shí)現(xiàn)1:4比率的空間上采樣。③從原始圖像中減去上采樣的基本層圖像；④對殘差進(jìn)行DCT變換，并用小于基本層的量化參數(shù)進(jìn)行量化；⑤用VLC編碼量化比特。由于增強(qiáng)層使用了較小的量化參數(shù)，它可以達(dá)到比基本層更高的質(zhì)量。第39頁/共66頁412023/1/174.MPEG-2視頻解碼器TS流ESVLDMCIQIDCT+MB解復(fù)用+I(P)幀存儲(chǔ)P幀存儲(chǔ)MV1MV2I,PB重建圖像量化參數(shù)幀重排圖6-19MPEG-2視頻解碼器示意圖TS流經(jīng)解復(fù)用輸出視頻基本流ES和運(yùn)動(dòng)矢量MV。ES經(jīng)IQ反量化和IDCT變換后輸出重建的宏塊差值MB。解碼直接用TS流中傳輸來的運(yùn)動(dòng)矢量MV進(jìn)行準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從幀存儲(chǔ)器中讀出匹配宏塊MC，在加法器中與宏塊差值MB相加，還原出相應(yīng)的P、B圖像，重新排列成編碼前原始的圖像順序。解碼所需許多參數(shù)如運(yùn)動(dòng)預(yù)測值和量化參數(shù)等都在傳輸碼流中以規(guī)定的句法元素格式提供給接收端使用。第40頁/共66頁422023/1/17

兩層空間可分級(jí)解碼器對基本層，與不分級(jí)的視頻解碼器完全一樣。對增強(qiáng)層，須接收到兩層，用VLC解碼，進(jìn)行反量化和IDCT變換。然后上采樣基本層圖像。把上采樣的基本層圖像與增強(qiáng)層的細(xì)節(jié)相結(jié)合形成增強(qiáng)層解碼視頻?；緦訅嚎s比特流增強(qiáng)層壓縮比特流VLCQDCT原視頻IQIDCT+VLCQDCT-上采樣下采樣(a)編碼器(b)解碼器VLDIQIDCT+基本層解碼的視頻增強(qiáng)層解碼的視頻VLDIQIDCT圖6-20MPEG2編解碼器示意圖第41頁/共66頁5.數(shù)字電視接收的基本原理(MPEG-2解碼)圖6-208ATSC8VSB接收機(jī)簡化框圖

第42頁/共66頁6.4.3MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)1.概述MPEG-4于2000年初正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)，是適應(yīng)多媒體應(yīng)用的“音頻視頻對象編碼”標(biāo)準(zhǔn)，針對低比特率的遠(yuǎn)程會(huì)議和要求高比特效率的相關(guān)應(yīng)用。MPEG-4不只是具體算法，是針對數(shù)字電視、交互式繪圖應(yīng)用（影音合成內(nèi)容）、交互式多媒體等整合及壓縮技術(shù)的需求而制定的國際標(biāo)準(zhǔn)。它為視音頻的通信、存取和管理提供更為靈活的格式和框架。目標(biāo)：支持多種多媒體的應(yīng)用，特別是基于內(nèi)容的檢索和訪問，可根據(jù)不同應(yīng)用需求現(xiàn)場配置解碼器。應(yīng)用范圍包括實(shí)時(shí)視聽通信、多媒體通信、遠(yuǎn)地監(jiān)測/監(jiān)視、VOD、家庭購物/娛樂等。第43頁/共66頁2.MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)MPEG-4提供不同視頻標(biāo)準(zhǔn)源格式、碼率、幀頻下矩形圖像的有效編碼，同時(shí)也將支持基于內(nèi)容的圖像編碼。圖6-21MPEG-4支持的碼率和相應(yīng)功能圖MPEG-4可對合成的面部與人體進(jìn)行參數(shù)化描述；對面部與身體活動(dòng)信息以參數(shù)化的數(shù)據(jù)流進(jìn)行描述；支持具有紋理映射功能的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)網(wǎng)格編碼；支持視點(diǎn)有關(guān)應(yīng)用（ViewDependentApplication）中的紋理編碼。第44頁/共66頁462023/1/17(1)極低比特率視頻VLBV功能層

（VeryLowBitRateVideo）

適用5-64kbits/s視頻操作與應(yīng)用，支持較低的空間分辨率（低于352×288像素）和較低的幀頻（低于15Hz）。VLBV核心支持的專用功能：1)實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用：支持矩形圖像序列的有效編碼，具有高編碼效率、高精度、高容錯(cuò)度、低延時(shí)等特點(diǎn)。2）多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)用：支持多媒體數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)、隨機(jī)存取以及FF/FR(快進(jìn)/快退)等功能與操作。圖6-22MPEG-4甚低碼率編碼第45頁/共66頁472023/1/17(2)高低比特率視頻HBV功能層

適用范圍為64kbits/s-4Mbits/s，同樣支持上述VLBV功能，但它支持較高的空間與時(shí)間分辨率。（HighBitRateVideo）1)基于內(nèi)容的交互性，可對不同來源的視、音頻對象進(jìn)行合成。

2)高效的壓縮性，采用了基于對象(Object-Based)編碼等的第二代編碼技術(shù)。3)通用的訪問性。具有魯棒性和糾錯(cuò)功能，從而保證在易出錯(cuò)的通信環(huán)境下實(shí)現(xiàn)安全的低碼率編碼和傳輸。MPEG-4特點(diǎn)：第46頁/共66頁482023/1/173.MPEG-4視頻位流的層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

由視頻序列、視頻對象、視頻對象層、視頻對象平面、視頻包、宏塊和塊組成，如圖所示。圖6-20MPEG-4視頻的層次結(jié)構(gòu)視頻段序列VS層視頻對象VO序列層視頻對象層VOL序列層視頻對象片面VOP序列層視頻包VP（GOB）層宏塊MB層塊層第47頁/共66頁492023/1/17(2)視頻對象VO(VideoObject)：MPEG―4自然視頻碼流的層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為如下五層：(1)視頻序列VS(Video

Sequence)：VS對應(yīng)于場景的電視圖像信號(hào)，是整個(gè)場景在各段時(shí)間的圖像。VS也由一個(gè)或多個(gè)VO構(gòu)成。VO對應(yīng)于場景中的人、物體或背景，它可以是任意形狀。是從VS中提取的不同視頻對象。第48頁/共66頁502023/1/17

(3)視頻對象層VOL(Video

ObjectLayer)(4)視頻對象平面組GOV(Group

ofVOP)VOL指VO碼流中包括的紋理、形狀和運(yùn)動(dòng)信息層。VOL用于實(shí)現(xiàn)分級(jí)編碼。GOV層是可選的。GOV由多個(gè)VOP組成。GOV提供了比特流中獨(dú)立編碼VOP的起始點(diǎn)，以便于實(shí)現(xiàn)比特流的隨機(jī)存取。第49頁/共66頁512023/1/17(5)視頻對象平面VOP(VideoObjectPlane)：VOP可以獨(dú)立地進(jìn)行編碼(I―VOP)，也可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼(P―VOP和B―VOP)，VOP可以是任意形狀的。VOP（VideoObjectPlane）視頻對象面：表示視頻對象形成的畫面，其形狀可以是任意的，當(dāng)VOP是矩形時(shí)，則圖像編碼還原成傳統(tǒng)圖像編碼。第50頁/共66頁522023/1/17

基于對象的編碼理念:將一幅景物分成若干時(shí)間、空間上相互聯(lián)系的視頻頻對象VO

分別編碼，再經(jīng)復(fù)用傳輸?shù)浇邮斩?，然后對不同對象分別解碼，從而組合成所需的視頻和音頻。這樣既方便對不同對象采用不同編碼和表示方法，又利于不同數(shù)據(jù)類型間的融合，且方便實(shí)現(xiàn)對各種對象操作及編輯。如，將一個(gè)卡通人物放在真實(shí)場景中，或者將真人置于一個(gè)虛擬的演播室里，還可在互聯(lián)網(wǎng)上方便的實(shí)現(xiàn)交互，根據(jù)自己的需要有選擇的組合各種視頻音頻以及圖形文本對象。4.MPEG-4視頻編解碼第51頁/共66頁532023/1/17(1)MPEG-4基于對象的編碼方法

每個(gè)場景由單獨(dú)編碼的視頻對象VO組成；每個(gè)VO由幾個(gè)可分級(jí)層(基層和增強(qiáng)層)---視頻對象層VOL組成；每個(gè)VOL依次組成在時(shí)間上有序的快照序列---視頻對象面VOP；每個(gè)VOP編碼器處理其形狀、運(yùn)動(dòng)和紋理特征；形狀信息的編碼是通過一個(gè)矩形框界定并將矩形框分成多個(gè)宏塊MB(MacroBlocks)來完成，形狀、運(yùn)動(dòng)和紋理信息在MB層進(jìn)行復(fù)合

。第52頁/共66頁542023/1/17(2)基于VOP的視頻編碼MPEG-4的編碼和解碼是針對VOP進(jìn)行的，編碼時(shí)首先由輸入的視頻序列通過與用戶的交互形成一個(gè)VOP，然后針對每一個(gè)VOP分別進(jìn)行編碼，最后將所有的VOP編碼結(jié)果合成一個(gè)視頻數(shù)據(jù)流。第53頁/共66頁1)視頻對象VO2)視頻對象平面VOP(VideoObject)

是視頻序列中的人物或具體的景物(例如電視新聞中的播音員或是電視劇中一輛奔馳的汽車)，也可以是由計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)生成的二維或三維圖形。

是視頻對象在某一時(shí)刻的采樣，同一對象連續(xù)的VOP稱為視頻對象。MPEG-4在編碼過程中針對不同VO采用不同的編碼策略，即對前景VO的壓縮編碼盡可能保留細(xì)節(jié)和平滑；對背景VO則采用高壓縮率的編碼策略，甚至不予傳輸而在解碼端由其他背景拼接而成。MPEG-4支持任意形狀圖像與視頻的編解碼。第54頁/共66頁562023/1/173)

基于VOP的視頻編碼過程①首先，對自然視頻流進(jìn)行VOP分割編碼過程分為以下三個(gè)步驟：aVO的形成b各個(gè)VO分別獨(dú)立編碼c

將各個(gè)VO的碼流復(fù)合成一個(gè)位