常用的信源壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)課件

現(xiàn)代電視技術(shù)

湖南大眾傳媒職業(yè)技術(shù)學(xué)院新聞與傳播學(xué)院李煥英多媒體圖象編碼壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG視頻通信壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.261(即P×64)P是參數(shù)，1~30。傳輸率為64~384kbps。用于可視電話和視頻會議。為了適應(yīng)各種為了在狹窄頻帶上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的視頻圖象和高保真的聲音的傳遞。為了對靜態(tài)圖像的數(shù)字圖像進(jìn)行壓縮。信道容量的數(shù)據(jù)傳輸，通過調(diào)整參數(shù)P來適應(yīng)不同帶寬的信道，并提供交互控制。JPEG標(biāo)準(zhǔn)的2類算法JPEG標(biāo)準(zhǔn)的2類算法JPEG標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種相互獨(dú)立的算法：1、可逆編碼（無失真）。DPCM+熵編碼（哈夫曼/算術(shù)編碼）2、非可逆編碼（有失真）。DCT+DPCM+Z型掃描+熵編碼不常用 JPEG2000常用 JPEG不常用 JPEG2000 .jp22’、非可逆編碼（有失真）。DWT+DPCM+Z型掃描+熵編碼JPEG標(biāo)準(zhǔn)之

基于DPCM的無失真編碼原始圖象數(shù)據(jù)DPCM預(yù)測熵編碼器哈夫曼或算術(shù)編碼無失真編碼器壓縮后的圖象數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：無失真；容易用硬件實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)：壓縮比太低，只有約2∶1編碼表JPEG標(biāo)準(zhǔn)之

基本系統(tǒng)基于DCT的有失真編碼正向離散余弦變換FDCT量化器熵編碼器8×8塊源圖象數(shù)據(jù)壓縮后的圖象數(shù)據(jù)量化表編碼表編碼器壓縮比10∶1-100:1，小于40:1與原圖主觀效果幾乎一樣?；贒CT的有失真編碼

解碼步驟流程圖逆向離散余弦變換IDCT逆量化器熵解碼器重建后的圖象數(shù)據(jù)壓縮后的圖象數(shù)據(jù)量化表編碼表解碼器反向；壓縮數(shù)據(jù)包含編碼表和量化表編碼和解碼的區(qū)別：MPEG-2與MPEG-1比較MPEG-1，數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，帶寬1.5Mbps，1993年發(fā)布。主要應(yīng)用是VCD，它將圖象數(shù)據(jù)壓縮到1/25~1/200，聲音數(shù)據(jù)壓縮到1/65，并且圖象質(zhì)量還略優(yōu)于錄象帶。分辨率為352×240，播放頻率為30幀/秒MPEG-2，高清晰度數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。帶寬為3~100Mbps。典型應(yīng)用為DVD和HDTV廣播。DVD采用可變速率1~10Mbps，速率大小根據(jù)圖象復(fù)雜程度和聲音多少而改變。分多個(gè)檔次，分辨率和播放頻率也隨之不同。DCT變換不僅可在幀內(nèi)進(jìn)行，也可在場內(nèi)進(jìn)行MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生背景

-------引例足球比賽轉(zhuǎn)播：球賽現(xiàn)場聲音

和解說員的聲音MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生背景

問題1未來的視聽系統(tǒng)是以嵌入式個(gè)人計(jì)算機(jī)為核心的軟件編碼的開放式系統(tǒng)，電視也將由“純線性”推進(jìn)到“非線性”階段。例如，迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)非線性編輯、交互式計(jì)算機(jī)游戲圖象顯示、交互式視頻點(diǎn)播（VOD）、交互式控制視音頻數(shù)據(jù)庫中的素材等，都表明電視從“純線性”到“非線性”的發(fā)展趨勢。為了增強(qiáng)非線性電視的交互性、靈活性，提高編碼效率，就需要制定一個(gè)對圖象內(nèi)容中的音視頻對象（AVO）進(jìn)行編碼、組織和傳輸?shù)臏?zhǔn)則。視聽系統(tǒng)發(fā)展趨勢--------非線性和交互性MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生背景

問題1MPEG-1、MPEG-2及MHEG都不能解決非線性和交互性的問題MPEG-1和MPEG-2都以音頻幀、視頻幀為編碼對象，沒有交互功能（如果說有，也只是在“幀”這一級有）。MPEG-1和MPEG-2的音頻幀、視頻幀以及MHEG中的大范圍媒體對象，都不能再細(xì)分為更小的AV對象。故圖象中的音視頻對象（AVO）所組成的AV場景不能與人進(jìn)行交互。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生背景

問題2較窄帶寬上的視頻應(yīng)用MPEG-1的數(shù)據(jù)率大約1.5Mbps，MPEG-2的數(shù)據(jù)率大約3~100Mbps隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的音視頻多媒體應(yīng)用越來越廣。在較窄帶寬上的音視頻應(yīng)用產(chǎn)生了一個(gè)很大的市場。MPEG-4是一種嶄新的低碼率、高壓縮比的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率為4.8~64kbit/s，使用時(shí)占用的存儲空間比較小。

傳統(tǒng)編碼器------

編碼對象是幀(音頻幀、視頻幀)若干音頻幀若干視頻幀MPEG-4編碼器------

編碼對象是AO和VO將若干視頻幀中的對象分開MPEG-4編碼器電影：《哈特之戰(zhàn).avi》，MPEG-4格式將若干視頻幀中的同一個(gè)對象，作為一個(gè)在時(shí)空上的VO。MPEG-4的特點(diǎn)MPEG4的重要特點(diǎn)：（1）基于內(nèi)容的普遍性。MPEG4能夠直接選取音頻、視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼，并對其靈活地進(jìn)行控制和顯示，用戶可以自行選擇場景中的物體的解碼質(zhì)量，進(jìn)行家庭影視節(jié)目制作和編輯。（2）以AV為對象，增強(qiáng)了交互性和擴(kuò)展性，從而提高了交互應(yīng)用的靈活性。（3）將各種功能應(yīng)用在自然的和合成的AV對象上，增強(qiáng)了節(jié)目編輯制作能力。（4）MPEG4在誤碼環(huán)境中，尤其是在惡劣誤碼條件下的低比特率應(yīng)用中的抗誤碼性，有利于節(jié)目制作、分配和顯示。MPEG-4----傳統(tǒng)、內(nèi)容編碼的統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償紋理DCT比特流運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償紋理(DCT)比特流形狀(反DCT)(傳統(tǒng)編碼，類似于MPEG-1、MPEG-2和H.261、H.263)基于內(nèi)容的編碼通用MPEG-4內(nèi)核編碼器MPEG-4VLBV內(nèi)核編碼器MPEG-4和MPEG-1、-2的區(qū)別MPEG-1和MPEG-2及其它傳統(tǒng)編碼器MPEG-4編碼對象視頻幀和音頻幀。即，將視頻信號轉(zhuǎn)換成PAL制式(25幀/秒)和NTSC制式(30幀/秒)，并將音頻信號編碼為48kbpsAVO（音視頻對象）視頻流包含的信息運(yùn)動(dòng)矢量紋理信息(DCT系數(shù))運(yùn)動(dòng)矢量紋理信息(DCT系數(shù))以及形狀信息交互功能無有H.261標(biāo)準(zhǔn)（簡稱為P×64）

的傳輸率P是參數(shù)，1~30。傳輸率為64~384kbps。用于可視電話和視頻會議。為了適應(yīng)各種信道容量的數(shù)據(jù)傳輸，通過調(diào)整參數(shù)P來適應(yīng)不同帶寬的信道，并提供交互控制。當(dāng)P=1或2時(shí)，碼率為64~128kbps。由于碼率太低，只能傳輸清晰度不太高的圖象，所以只適用于面對面的可視電話。當(dāng)P≥6時(shí)，碼率384kbps，可傳輸清晰度良好的圖象，故可用于會議電視。圖像格式H.261標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)圖象格式352288176×144176×144176×14488×7288×72CIFQCIFYUVH.263與極低碼率視頻編碼技術(shù)為了在帶寬低于64kbps的情況下（如，模擬電話網(wǎng)）傳輸視頻，實(shí)現(xiàn)可視電話通信。極低碼率視頻編碼技術(shù)：是編碼后的數(shù)據(jù)率低于64kbps的各種編碼技術(shù)的總稱。H.261就是極低碼率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)之一。H.263H.261和H.263

數(shù)據(jù)率比MPEG-1，-2更低的原因?qū).261和H.263來說，每2幀之間，有3幀不傳（B圖）；計(jì)算沒有傳輸?shù)腂圖時(shí)，H.261和H.263用簡單的插值法；而在MPEG-1，-2中，同P圖的編碼一樣，用基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測方法。盡管有相同點(diǎn)：在計(jì)算P圖時(shí)，都用基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測方法。但是下面2條不同點(diǎn)導(dǎo)致H.261和H.263的數(shù)據(jù)率更低

：JPEG和MPEG的差別

MPEG視頻壓縮技術(shù)是針對運(yùn)動(dòng)圖像的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。為了提高壓縮比，幀內(nèi)圖像數(shù)據(jù)和幀間圖像