视频处理技术为动图像带来新的意义.doc

视频处理技术为运动图像带来新的意义 上网时间：2006年12月01日 打印版?? 推荐给同仁?? 发送查询 在不久的将来，一根光缆就能为家庭提供电话服务和互联网连接，当然，还有数字电视、电影以及其它多媒体服务。而在此之前，大多数消费者不得不采用POTS电话线、数字卫星、电缆、以太网、USB、无线网络等多种技术。 如果我们只关注DTV和其它形式的高清晰视频应用的话，可以说大多数消费产品都需要一种或几种视频解码和处理方式。HDTV、IPTV、机顶盒、HD DVD以及移动媒体设备中使用的视频处理方法有数百种，每种方法都各有利弊。 视频标准和编解码器 虽然目前正在使用的视频编解码器多达数百种，但是，为了实现标准化并希望采用的编解码器能提供最佳的基准，大多数消费设备只采用了少数几种编解码器。 1. MPEG-2曾获得艾美奖的MPEG-2彻底改变了消费者在家看视频节目的方式，这种变化是由采用MPEG-2编码标准的DVD带来的。MPEG-2今天仍在大量使用，主要用于广播信号和DVD电影的编码，甚至目前刻在蓝光DVD上的商业视频节目也是用MPEG-2进行编码。随着大多数的HD DVD采用VC-1和H.264标准进行编码，这种情况即将有所改变。 MPEG-2有10个类 profile ，位速率范围从96kbps 适用于172×144像素、15fps的图像 到300Mbps 适用于1920×1080、30fps或者1280×720、60fps的图像 。DVD、数字视频广播 DVB 和先进电视系统委员会 ATSC 标准支持不同的分辨率。MPEG-2还具有其它几个关键品质：1. 视频图像被分为一个亮度 Y 和两个色度 Cb和Cr 通道。2. 亮度和色度矩阵模块被组织成宏模块。3. 这些宏模块再用于运动估计和运动向量。4. 每个模块先进行离散余弦变换，然后进行量化并重新排序以实现最大化的压缩，最后进行霍夫曼编码压缩。 图1：在这种视频代码转换方法中，经过编码的视频信号通过一个解码器，然后在对视频进行重编码之前采用几种视频处理技术。最终得到一个经过代码转换的位流。 2. MPEG-4在MPEG-1、MPEG-2标准基础上形成的MPEG-4包含了许多组成部分，算上正在批准过程中的部分，总共有22个。它能以更低的速率传输与MPEG-2相同质量的视频图像，而且MPEG-4引入了描述自然的或合成的对象等新概念来构成场景并支持与用户的交互。 MPEG-4给视频节目制作商提供了改进的内容保护功能和创建更灵活、可复用内容的能力。由于这些改进，视频可以通过宽带链路进行传输。卫星和DVB提供商也采用了MPEG-4。 由于MPEG-4有如此多的组成部分，因此开发者可以根据最终系统的需求来决定需要实现哪些部分。除非你正在做后向兼容性设计，否则根本不需要实现MPEG-4的所有部分，因为其中一些部分仅仅是对旧的部分作了改进。对于视频，第2部分和第10部分都包括编解码器，但是第10部分的编解码器性能是第2部分编解码器的2倍。 3. H.264/MPEG-4 AVC正在迅速成为家庭消费视频产品事实标准的H.264 MPEG-4第10部分 高级视频编码 AVC ，主要以其高数据压缩率和质量而出名。由国际电信联盟电信标准局 ITU-T 视频编码组开发的H.264包含了丰富的视频处理性能。 H.264包含7个类16个等级，这使得编解码非常灵活。在最高的类中 高4:4:4 ，最大位速率范围从256kbps 128×96像素、30.9fps时 到960Mbps 1920×1088、120.5fps, 4096×2048、30fps或4096×2304、26.7fps时 。H.264包括了许多视频处理性能，以下几项是其中一部分：1. 脉冲编码调制 PCM 宏模块表示方法和基于上下文的自适应二进制算术编码 CABAC 技术，两者都允许对一些数据抽样值进行无损的编码/再生；2. 具有对缩放比例和偏移量进行加权预测功能的多图像和可变块大小运动补偿；3. 采用6抽头滤波器产生半像素抽样预测值来进行图像锐化；4. 适合运动补偿的/-像素精度；5. 环内去块滤波器；6 . 主要用于减少误码率的灵活宏模块排序 FMO 、任意片排序 ASO 、数据划分 DP 和冗余分片 RS 功能；7. 可减少振铃、提高压缩率的空间模块转换。 图2：这是电视工程师用以评估色彩质量的一幅修改过的视频图像。它分为四个色区，以显示偏差对色度的影响。四种情况下的偏差都是±36mV，在上面两个色区内，蓝色偏差是正的，而在下面两个色区内是负的；在左边的两个色区内，红色偏差是正的，而在右边的色区里是负的。 4. SMPTE 421M VC-1 /WMV视窗媒体视频 WMV 第9版是微软