多媒体通信技术第四章——视频数据的压缩编码 (第1讲) [兼容模式].pdf

多媒体多媒体多媒体多媒体通信技术通信技术 第四章视频数据的压缩编码 ((第第1讲讲)) Multimedia Communication TechnologyMultimedia Communication TechnologyMultimedia Communication TechnologyMultimedia Communication Technology Chapter 4： Video data compression 物理与电子信息物理与电子信息工程学院程学院 阮秀凯  4.4.1..1 典型的编码器和解码器典型的编码器和解码器  现在流行的图象压缩的国际标准无一例外地采用变换编码变换编码+运动运动 补偿补偿补偿补偿++熵编码熵编码 的混合编码方案来实现图象以及图象序列的混合编码方案来实现图象以及图象序列 （（视频流视频流）） 的压缩。  如如HH.261261 ，HH.263263 ，MPEG1MPEG1 ，MPEG2MPEG2  即用即用DCTDCT变换来消除图象的变换来消除图象的帧内相关性帧内相关性，用运动补偿来，用运动补偿来 消除图象序列的消除图象序列的帧间相关性帧间相关性。用熵编码来提高编码效率。。用熵编码来提高编码效率。  框图见下 ，，可见该编码算法的基础是混合的DCT/DPCM编 码方法与宏块结构、运动补偿的结合。 速率控制 输入 输出 图象分块 DCT变换 量化 熵编码 缓冲 运动估计与补偿 MPEG对视频数据流规定了分层的结构对视频数据流规定了分层的结构:  从顶层开始依次为：  第第一层是图像序列层层是图像序列层 ，它包含序列头它包含序列头、若干个图像组层若干个图像组层 的数据以及序列终止符。  第二层是图像组 ，它由定义的一组或多组帧内编码帧 （（II 帧帧））或非帧内编码帧或非帧内编码帧 （（PP 帧或帧或BB 帧帧）） 图像组成图像组成。每组每组 包括组头和图像层数据。  第三层是图像层本身 ，由图像头和宏块条层数据组成。  第四层是宏块条层第四层是宏块条层 ，它由条层头和若干个连续的宏块组它由条层头和若干个连续的宏块组 成。  第五层是宏块层 ，由宏块头加块层数据组成，图 像以亮度数据矩阵为基准像以亮度数据矩阵为基准 ，分为分为1616 ××1616像素的宏像素的宏 块，作为运动补偿的基本单元宏块分为亮度宏块 和色度宏块，色度宏块大小与抽样格式有关。  第六层是块层第六层是块层 由图像数据和块结束符组成由图像数据和块结束符组成，，是进是进 行离散余弦变换的单元。  在这六层数据结构相应的序列头在这六层数据结构相应的序列头、图像组头图像组头、图图 像头、宏块条头、宏块头等头部包含了对MPEG 码流进行解码所需的起始码、定时、以及其他相 关的参数和信息 关的参数和信息。 分割分割 ： 运动图像序列 图片组（GOP） I B B P B B P … 图片图片 条（Slice） 块（Block） 8 宏块 16 Macro Block