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150 2002年第六届全国有线电视、卫星、覆盖、音频、视频及记录研讨备论文集 视频制作网中数字压缩格式的选择 伍建平连林军(陕西省宝鸡电视台技术部) 【摘要】：谖立以通俗的语言讲述了数字压缩问题地提出厦其教字压缩在视频制作厨中的重要性和不可缺少性。同时执 Motion--JPEG和MPEG--I的比较中探讨了采用不同压缩格式对网络的运行和经济效益所产生的影响。 【关键词】：相关性冗棠度无损压缩有损压缩像素视频制作网Motion--JEPGMPEG--I压缩宰 由于未压缩的图像及其伴音数据量是相当大的，对于HDTV(高清晰度电视)，其比特流将超过1Gbps 信号，需要4400秒，超过1小时!这样大的数据量对存储和传输来讲都是极难解决的问题。同时对于图像数 特别对于像素值分散得比较平(flat)的图像。为满足电视图像数据的存储和传输要求，人们开始研究在考虑 到人的视觉特点、保证图像质量的前提下，能达到比较高的压缩比的有损压缩方法。 七十年代，人们在探索卫星遥感图像的传输、存储和处理的研究中，发现电视信号存在着很大冗余度，印 电视图像的像元之间存在着很大的相关性。除了空间轴上的冗余度之(即每一场图像内各像素之间的统计相 关性)，在时间轴上也有冗余度(电视信号前一场信号与其后若干场信号中大部分像素投有发生变化，尤其是 静止画藏，或者是运动不太激烈的画面)。 根据像元之间的统计相关性，对数据进行某种运算变换，使变换后图像比特数少于原始图像的比特数， 即将图像数据压缩的方法称为码率压缩技术。码率压缩技术的出现为使电视数字化的普遍应用开辟了道路。 MPEG—I的压缩格式。 由于技术发展的局限，前几年发展起来的非线性编辑(简称非编)及非编网络制作系统，大都采用 t JPEG压缩而言。JPEG是针对一帧图像DCT变换(余弦变换)来对电视数字信号(经42：2采样地数 据)的每一帧进行JPEG压缩(即帧内压缩，这是因为电视编辑和特技制作均需以帧为基本单位)。由于M— JPEG压缩是帧内压缩即只是在空间轴上对电视数字信号的冗余数据(即各像素之间的统计相关性)进行压 缩，而来在时间轴上对电视数字信号的冗余数据(电视信号前一场信号与其后若干场信号中大部分像素没 有发生变化而产生的统计相关性)进行压缩，使得M—JPEG的压缩率在保证电视信号的广播级质量水平前 t 提下不可能很大。目前我国成熟的非编大多推荐采用压缩比为4 1的M--JPEG压缩以保证信号的广播级 t 解压缩过程中对图像的损伤程度和压缩比成正比)。当PAL制4：2：2数字信号采用41压缩时，其数据 率是5MByte／s(40M 成倍减少，降低了存储成本，提高了数据传输速度、减少了对计算机总线和网络带宽的压力。由此看出压缩给 存储制作、传输带来的好处是显而易见的。所以自电视信号进入数字化以来在保证最佳视觉质量前提下，提 高数字压缩比一直是人们努力追求的目标。但当人们面对进一步的以台为单位的规模化网络、数据链路交换 分配、大规模数字化存储、多通道数字播出以及DVB直接接收、DVB播出、宽带网上电视的直接数字化链接 t 和交互电视等一系列课题时，由于M--JPEG理想的压缩率不能大于41，及M--JPEG格式的不开放性， 2002年第六届全国有践电视、卫星、覆盖、音频、视频覆记录研讨套论文集 151 使M--JPEG压缩又成了网络化和保证最佳视觉质量前提下，进一步降低制作成本的瓶颈．这使人们纷纷把 目光投向了MPEG—I的压缩格式． Picture 所谓MPEG(全称一MotionExpert MPEG—I 标准是其制定的一系列利用数字压缩手段使运动图像频带压缩的国际标准，如MPEG—I 测，参考相邻两帧相似情况，去掉与前一帧相同的数据，只保留