信息学科导论 教学课件 作者 施荣华 张祖平 第7章数字图像处理.ppt

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7.5 图像国际标准(续) 国际标准 视频格式/制式列表 7.5 图像国际标准(续) 二值图像压缩国际标准 ? G3和G4 由CCITT(ITU的前身)的两个小组(Group 3和Group 4)负责制定,最初是为传真应用而设计。G3采用了非自适应、1-D游程编码技术,对每组N行(N = 2或N = 4)扫描线中的后N–1行也可以用2-D方式编码,G4是G3的一种简化版本,其中只使用2-D编码。G3的压缩率约为15:1,G4的压缩率要高1倍。对半调灰度(halftone)图编码时常产生扩展效果。 7.5 图像国际标准(续) ? JBIG 联合二值图像专家组(Joint Bi-level Image experts Group,JBIG)于1991年制定的二值传真图像压缩编码标准。采用了自适应技术,提高了压缩比:打印字符的扫描图像可提高1.1 ~ 1.5倍;计算机生成的打印字符图像可提高约5倍;用抖动或半调表示的“灰度”图像可提高2 ~ 30倍。可用于渐进(累进)的传输与重建应用。 7.5 图像国际标准(续) 静止图像压缩国际标准 ? JPEG 联合图像专家组(Joint Picture Expert Group,JPEG)1992年提出的一种用于连续色调静止图像压缩的国际标准。 JPEG定义了3种编码系统:(1)基于DCT(离散余弦变换)的有损编码基本系统,可用于绝大多数压缩应用场合;(2)用于高压缩比、高精确度或渐进重建应用的扩展编码系统;(3)用于无失真应用场合的无损系统。 7.5 图像国际标准(续) ? JPEG2000 2000年问世,对JPEG标准进行更新换代,压缩率比JPEG高约30%。 提高低码率时对图像的压缩质量,增加了许多功能: ①根据图像质量、视觉感受和分辨率进行渐进传输; ②可对码流随机存取和处理。编码变换采用了小波变换,消除了DCT的块效应。 7.5 图像国际标准(续) 运动图像压缩国际标准 ? Motion JPEG 用JPEG方法对运动视频/电视信号进行编码,对每一帧独立工作,所以它并不能减少帧之间的冗余。提供了一个快速访问视频中任意帧的方法。JPEG需要较多的带宽,很少用在基于网络的应用中。 ? H.261 是使会议电视/可视电话图像压缩编码技术走向标准化和实用化的一个里程碑。 7.5 图像国际标准(续) H.261适用的速率范围是P×64 k bit/s(P = 1, 2, …, 30),即64,128,…,1920 k bit/s。 最基本步骤有2个: (1)I-frame:对序列中的第一帧(或某参考帧)图用类似于JPEG中用的DCT压缩,以减少帧内冗余度; (2)P-frame:估计目标的运动(通过计算帧间的相关),以确定如何压缩下一帧以减少帧间冗余度。 编(解)码序列的结构:在每个I-帧后面接续若干个P-帧,I-帧独立编码,而P-帧则参照上一帧编码。 7.5 图像国际标准(续) ? MPEG-1(ISO/IEC 11172) 是ISO和国际电工委员会(International Electro Technical Commission,IEC)联合成立的活动图像专家组(Moving Picture Experts Group,MPEG)制定的第一个视频和音频有损压缩标准。适用于视频和双声道,众所熟知的VCD就采用了MPEG-1编码。 其基本编码步骤为: ①DCT压缩,以减少帧内冗余度; ②运动估计,以减少帧间冗余度。 7.5 图像国际标准(续) 编(解)码序列的结构如图7-19所示: (1)I图像:仅进行帧内编码,不参照其他图像; (2)P图像:参照前一幅I图像或P图像进行帧间编码; (3)B图像:也称双向预测图像,参照前一幅和后一幅I图像或P图像进行双向运动补偿。 7.5 图像国际标准(续) ? MPEG-2(ISO/IEC 13818) 1990年~1994年制定,主要用于视频传输(场景变化快,所以每15帧一定要编一帧),适用带宽5 ~ 10 M bit/s 到 30 ~ 40 M bit/s。 7.5 图像国际标准(续) ? MPEG-4(ISO/IEC 14496) 基于模型/对象的第二代压缩编码技术,对各种AV对象(Audio Visual Object,AVO)进行统一编码和操作。充分利用了人眼的视觉特性,抓住了图像信息传输的本质,从轮廓、纹理思路出发,支持基于视觉内容的交互功能,适应了由播放型转向基于内容的访问、检索及操作的多媒体信息应用的发展趋势。 7.5 图像国际标准(续) ? H.264/AVC(ISO/IEC 14496-AVC,ITU-T H.264) 由ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视频组(JVT,

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