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

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，