第六章 图象编码标准进展.ppt

第六章 图像编码标准的进展 中国矿业大学 信电学院 H.26X系列和MPEG系列标准的差异 从标准体系结构角度，H.26X系列侧重于视频层，将系统层、音频层等问题放在其他标准中。而MPEG系列标准涵盖整个多媒体系统，更便于形成完整应用体系。 从整体编码技术发展角度，H.26X系列侧重于视频图像的高效编码传输，而MPEG系列在确保音视频信息高效压缩同时，还注重应用层面上各种功能的增加。 半个像素精度的运动估计 半像素位移点像素值由双线性内插求得，解码器具有运动补偿能力，可与编码器所采用的可选功能相互配合，以提高预测精度，降低编码速率。 运动矢量预测范围是-16~+15.5 H.264主要内容 早期的8?8子块的DCT变换转成4?4的整数变换与量化 基于空域的帧内预测。H.263或MPEG4采用基于变换域的帧内预测。 ?像素的运动估计。以往采用整像素或半像素运动估计， 灵活选择运动补偿块大小，共支持16?16、16?8、8?16、 8?8、8?4、4?8、4?4等7种大小的块。 多参考帧预测方法。H.264支持前向或后向预测。 熵编码采用自适应变长编码或自适应算术编码。 采用自适应环内消块效应滤波器。 各种编码标准的主要技术和应用目标 6. 2 MPEG1视频压缩标准 基本概念 画面类型 编解码过程 编码细节 视频语法 系统层简介 画面类型: 帧内编码帧（Intra-pictures，I帧） 前向预测编码帧（Predicted pictures，P帧） 双向预测编码帧（Bidirectionally predicted  pictures，B帧） DC编码帧（DC-coded pictures，D帧） 画面类型: P帧 P帧是运动主体在与I帧相隔一定时间，在同一背景上已有明显变化的画面。P帧以前面I帧作为参考，与I帧相同信息不发送，只传送主体变化差值，这样省略大部分细节信息。 P帧采用具有运动补偿的前向预测，即用过去最近的前一个内帧I或前一个预测帧P进行预测编码，对预测误差有条件传送。 画面类型: D帧 类似于I帧。 D帧仅使用画面中每个子块的DC(直流)系数进行编码，全部是帧内编码，用作正/反向快速有哪些信誉好的足球投注网站。D帧单独进行编码与存储(仅MPEG-1使用)。 不能用于对其他帧的预测中，定义它的目的是提供一种快速有哪些信誉好的足球投注网站的方法，一般不常见。 p4利用p1进行运动补偿预测编码，p7利用p4进行运动补偿预测编码。 p2利用p1进行前向运动补偿预测编码；p3利用p1和p4进行双向运动补偿预测编码; p5利用p4进行前向运动补偿预测编码；p6利用p4和p7进行双向运动补偿预测编码。 MPEG中对于P帧和B帧的使用没有任何要求 采用B帧可以获得最高的压缩比。 但单纯增加I帧和P帧之间的B帧并不能获得更好的压缩比，因为B帧与相应的I帧和P帧的时间距离增大，时间相关性降低，降低了运动补偿预测的性能。 编码过程 MPEG标准并没有定义特定的编码过程，只是定义了编码比特流的语法和解码过程。基于以上要求，可以通过下图来表示一个MPEG编码器的功能。 视频流的各层 MPEG-4的视频码流逻辑结构图 6.3.6 纹理编码 纹理：由许多相互接近、互相编织的元素构成的，并且具有一定程度的规律性或周期性。 VOP的纹理信息包含在视频信号的亮度分量Y和两个色度分量U、V中。 纹理编码主要目的：压缩数据量 VOP纹理编码的对象可以是帧内编码模式的I-VOP，也可以是帧间编码模式B-VOP或P- VOP运动补偿后的预测误差。 纹理编码流程 VOP纹理编码过程图 利用算术编码的特点，并根据待编码数据实际的概率情况来建立统计模型，实现了自适应的算术编码技术，同时，通过事先将待编码数据二进制化，实现了二进制算术编码。 实验证明，采样CABAC比CAVLC在同等编码质量前提下节约10％～15％的码率，但是CABAC要用到大量码表，需要巨大的存储空间，且复杂度高于CAVLC。 主要用于主要档次。 0Bs4 时的滤波过程 采用4阶FIR滤波器，输入为p1，p0，q0和q1，滤波输出P0，Q0有： 对于tc 的取值有： 对于亮度块 对于色度块 tc = tc0 + 1 其中，?p和?q的取值有： ?p=|p2-p0| ?q=|q2-q0| tc0根据indexA和Bs查表得到： Q1、P1的计算过程如下： 如果是亮度块并且?p?，则有： 如果是色度块并且?p≥?，则有： P1 = p1 如果是亮度块并且?q?，则有： Q1 = q1+?1 其中?1含义向上，只是有： 如果是色度块并且?q≥?，则有： Q1 = q1 而Q2、P2为： Q2 = p2 P2 = p2