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H.261视频编解码标准简介 黄辉德 主要内容 视频压缩原理简介 视频压缩标准简介 H.261视频编解码协议 三色假说和三基色原理 彩色光基本参量 亮度 色调 饱和度 三色假说 人眼只能分辨颜色种类，不能判断色光的光谱分布 几乎所有颜色都能由三种基本的色光混合配出 三基色原理 选择三种基色按不同比例组合，引起不同的彩色感觉 相加混色法：红、绿、蓝 相减混色法：黄、品、青 RGB计色制和XYZ计色制 RGB计色制 F = R[R] + G[G] + B[B] 物理配色，系数包含了亮度，色调和饱和度信息 XYZ计色制 F = X[X] + Y[Y] + Z[Z] 配色的另一坐标系，比较常用 合成色光的亮度仅由Y[Y]确定，色度由系数比值确定 视频压缩的目的 视频压缩标准发展历史 视频压缩标准对比 视频压缩标准对比（续） 视频压缩标准对比（续） 视频压缩标准对比（续） 视频压缩标准对比（续） 视频压缩标准对比（续） H.261概述 H.261也称P×64，这是ITU-T（前身为CCITT）最早制定的关于视频编码的国际标准。考虑到ISDN的传输码率以64kbps为单位，因此以p×64kbps（p＝1～30）作为为H.261的标准码率。H.261标准主要用于电视电话和电视会议。它支持QCIF（p=1、2）、CIF（p2）两种图像输入格式。 H.261解决的问题 第一是编码算法问题。确立了一种合理的、保证图像质量且为各国图像编码专家所公认的统一的算法。算法必须能够实时操作，解码延时要短。 第二是与PCM标准兼容的问题。编解码器以64～1920kb／s的工作速率去覆盖N-ISDN或PCM一次群的通道。 第三，解决电视制式不同的问题。为了使同一标准既能用于PAL（625）和NTSC（525）两种电视制式系统，源编码基于中间格式CIF格式，所以输入输必须 经转换到CIF或QCIF格式再进行源编码。 H.261的信源编码框架 H.261数据流格式 * * 物理图像 (X,Y,Z) (X,Y,Z) 010101110……0011110001 比特流 ITU: ISO/IEC: H.261 H.262 H.263 H.263+ H.264 MPEG1 MPEG2 MPEG4 (Part2) MPEG7 MPEG21 MPEG4(Part10) 可视电话、视频会议等对称应用 应用 运动补偿帧间预测与分块DCT相结合的混合编码 压缩算法 20~30 小于MPEG1 压缩率 p×64kb/s(p=1,2,…,32) 输出 176×144(QCIF) 352×288(CIF) 帧速率可变=30 输入 1990年12月 时间 H.261 p×64kb/s视频编码标准 VCD、MP3、局域网视频传输 应用 运动补偿帧间预测（单向预测＋双向预测）＋DCT 压缩算法 20~30 压缩率 1.5Mb/s、32-384 Kb/s(音频) 输出 视频：352×240×30，352×288×25 音频：32、44.1、48kHz的线性PCM 输入 1993年8月 时间 MPEG1 数据传输速率为1.5Mb/s的数字存储媒体运动图像及其伴音编码标准 DVD、DVB、HDTV 应用 运动补偿帧间预测（单双向预测）＋DCT、可伸缩性、前向兼容 压缩算法 30－40 压缩率 1.5－80Mb/s、8-640 Kb/s(音频) 输出 352×288～1920×1152 采用频率为16、22.05、24、32、44.1、48kHz的线性PCM、支持5.1声道 输入 1994年11月 时间 MPEG2H.262 运动图像及其伴音通用编码标准 通用电话交换网、局域网的视频通信 应用 运动补偿帧间预测（单双向预测）＋DCT 局部算法改进 可伸缩性 压缩算法 H.263+H.263MPEG2 压缩率 30kb/s～ 输出 QCIF、CIF、128×96(SubQCIF)、704×576(4CIF)、1408×1152(16CIF) 输入 1996年3月、1998年1月 时间 H.263 H.263+ 甚低码率通信的视频编码标准 可应用范围很广、目前多用于因特网视频传输、流媒体应用 应用 基于对象的新一代编码技术，注重交互性，即可包含自然对象，又可包含人工合成对象 压缩算法 ≧ 100 压缩率 4.6Kb/s～64Kb/s 输出 ≧176×144的多种分辨率格式 输入 1999年 时间 MPEG4(Part 2) MPEG4 Visual 甚低码率活动图像及其伴音编码标准 视频广播、视频通信和存储媒体（CD DVD）等多种应用 应用 基于传统框架的混合编码系统，只是做了局部优化。更注重编码效率和可靠性 压缩算法 压缩率最高的视频压缩标准，比MPEG4 Visual