08MPEG压缩技术探究.ppt

第8章 MPEG压缩技术; 8.1 视频信号数字化; 8.1 视频信号数字化 ; 常用的电视制式：NTSC制和PAL制。 PAL制即625/50制，场频为50HZ，两场为1帧，帧频为25Hz，每帧有625行。根据隔行扫描原理，每一场由312.5行组成，每一帧为625行，由此构成一幅完整的电视图像。同步信号和消隐信号是始终不变的，变化的是亮度信号，它随图像的明暗程度而变化。 视频信号与音频信号的区别： 1、由于亮度信号被同步信号和消隐信号分成一段一段的，在时间上成为不连续； 2、音频信号的频率范围只有0~20kHz，而视频信号的频率范围则达0~6MHz，两者之间相差很大。; 对视频信号数字化的方式：全信号数字化和分量数字化 全信号数字化：对图C信号直接进行数字化 分量数字化：对图a、d和e信号分别进行数字化，然后利用时分复合方法进行处理。 分量数字化由于省去了电视信号的反复解码和编码，亮度信号和色差信号被分开处理，相互间不存在干扰，同时对制式的兼容性也好，所以目前普遍采用分量数字化。;视频信号的取样结构;取样频率;色度信号的取样频率;量化位数和码电平的分配;量化位数和码电平的分配;;传输速率;视频信号数字标准 ;;;视频图像信号经数字化后，数据量变的非常庞大。按电视信号数字化的标准，1帧信号有效行为576，每秒传递25帧(PAL制)。 1行视频传号，若取720个像点，每个像点用16位量化，则1行视频信号的为： 数字码=720×16 bit=11520bit。 码率=l1520×576×25bit／s＝166Mbit/s。 ;;8.2 MPEG标准简介;;MPEG-1;MPEG-1;MPEG-1;MPEG音频压缩算法是第一个高保真音频数据压缩国际标准，它同时可完全独立应用。;;MPEG压缩编码基本原理;;利用这些视觉特性和规律，对数字信号的信息量安排上作适当调整，这就是数据压缩。要把这些视觉特性和规律用于数据压缩，还需要定量化、数字化，这就需要通过视觉实验来完成。;;;帧内编码技术;帧内编码技术——DCT变换;;帧内编码技术——量化处理;帧内编码技术——可变长编码(VLC); MPEG数据压缩过程中存在的主要问题是： （1）仅使用帧内编码方法无法达到很高的压缩比； （2）用单一的静止帧内编码方法能最好地满足随机存取的要求。;;宏块： 一个块由一个16×16的亮度信息和两个8×8色度信息构成 运动信息包含在宏块中 每个宏块可有一个/二个运动矢量;帧间编码技术;帧间编码技术——三种帧的概念;(1)I图像(帧) 利用图像自身的相关性压缩，提供压缩数据流中的随机存取的点，采用基于ADCT的编码技术，压缩后，每个像素为1～2比特。 I图像也称帧内图，类似与JPEG中的帧内编码。 帧内编码帧(Intracoded Frame)。该帧内图像信号为全帧编码传输，它是场景更换后的第一帧画而，用较高的清晰度逐点取样传送。它是独立的，不需要参考其他画面而产生。I帧画面信息代表图像背景和运动主体的详情，作为其他画面产生的基础。;(2)P图像(帧) 用最近的前一个I图像(或P图像)预测编码得到(前向预测)，也可以作为下一次预测的参照图像，也称为预测图。 前向预测编码帧(Forward Predictive Code Frame)。该帧只传送与在它前面的I帧的差值信息，称之为预测误差，预测误差可看成是运动图像的变化部分，而背景等重复信息则不必传送。P帧是在I帧基础上获得的，如果P帧前面不是I帧而是P帧，也可以由前面的P帧获得。;(3)B图像(帧) 双向预测内插编码帧(Bidirectionally Predictive Coded Frame)。 B帧是根据前面的I帧(或P帧)和后面的P帧来获得预测误差的。由于B帧传送它前面的I帧(或P帧)与后面的P帧之间的预测误差，故称为双向预测。I帧(或P帧)和P帧之间一般可内插两个B帧，即IBBPBBP…。;（4）帧组;运动补偿技术——;;运动补偿技术主要用于消除P图像和B图像在时间上的冗余性，提高压缩效率。 在MPEG方案中，运动补偿技术在宏块一级工作。;最佳宏块有哪些信誉好的足球投注网站法 ;二维对数有哪些信誉好的足球投注网站法 ;2）三步有哪些信誉好的足球投注网站法 ;三步有哪些信誉好的足球投注网站法 ;3）对偶有哪些信誉好的足球投注网站法;对偶有哪些信誉好的足球投注网站法 ;每个包含运动信息的16×16宏块，相对于前面相邻块的运动信息作差分偏码，得到运动差值；然后对运动差值，使用变长码编码方法，进一步压缩数据。 注意：MPEG标准只说明了怎样表示运动信息，并没有说明运动矢量如何计算。 ; (2)运动补偿差值 将连续帧分为I、P、B后，传输的信息量大为减少，P、B中几乎不传送反映实物的像素，而只传送其主体移动的差值。每种画面分配的