电视原理讲义之视频压缩标准.ppt

第4章 视频压缩标准;4.1 JPEG标准;JPEG标准包括两种基本压缩方法。 (1)有损压缩方法：它是以DCT变换为基础的压缩方法，其压缩比较高，是JPEG标准的基础。 (2)无损压缩方法，又称预测压缩方法，是以二维DPCM为基础的压缩方式，解码后能完全精确地恢复原图像采样值，其压缩比低于有损压缩方法。;JPEG标准还包括多种工作模式。 (1)顺序模式 (2)累进模式 (3)分级模式;4.1.2 JPEG压缩编码算法 基于DCT的JPEG编解码原理框图如图4-1所示。;图4-1 JPEG编解码原理框图;1．DCT变换 输入端把原始图像分成8×8像素块(Block)之后送入DCT变换器，目的是去除图像数据的空间冗余。 2．量化 利用人眼的视觉特性设计量化表。 3．之字形扫描 在编码之前，需要把二维的变换系数矩阵转换为一维序列。;4．可变长熵编码 为了消除码字中的统计冗余，采用可变长熵编码。 具体的编码方法如下。 (1)首先对系数序列分组，把每个非零系数和它前面相邻的全部零系数分在一组内。; (２)将每一组用两个符号表示为 [ (符号1)，(符号2)] 相应的交流系数(AC Coefficient)组表示成 [(Run ，Size)，(Amplitude) ] (3)对每个符号组进行编码;4.1.3 编码举例;4.2 H.261标准;4.2.1 图像格式 H.261与H.263的图像格式如表4-13所示。; 其中，CIF(Common Intermediate Format)为通用中间格式，QCIF (Quarter CIF)为1/4通用中间格式，SQCIF为扩展的通用中间格式，4CIF为4倍的通用中间格式，16CIF为16倍的通用中间格式。;4.2.2 H.261编码器 在H.261算法中，不仅使用了JPEG算法中的帧内压缩，还使用了帧间预测和运动补偿技术。下面简单介绍H.261编码算法。H.261编码器框图如图4-3所示。;图4-3 H.261编码器框图;4.3 MPEG标准简介;4.3.1 MPEG-1  MPEG专家组于1992年制定了MPEG-1标准。标准的文件编号为ISO/IEC11172。MPEG-1主要包括三个部分： 第一部分系统(ISO/IEC11172-1)，是关于数字视频、数字音频和辅助数据等多路压缩数据流复用和同步的规定；; 第二部分视频(ISO/IEC11172-2)，是关于位速率约为1.5Mbit/s的视频信号的压缩编码的规定； 第三部分音频(ISO/IEC11172-3)，是关于每通道位速率为64kbit/s，128kbit/s和192kbit/s???数字音频信号的压缩编码的规定。; MPEG-1标准的目标主要包括以下几方面： (1)在图像和声音的质量上必须高于可视电话和会议电视的声像质量，至少应达到VHS家用录像机的声像质量； (2)压缩后的数码率应能存储在光盘、数字录音带DAT或可写磁光盘等媒体中；; (3)压缩后的码率应与目前的计算机网络传输码率相适配，为1.2～1.5Mbit/s； (4)在通信网络上能适应多种通信网络的传输。;4.3.2 MPEG-2 MPEG-2是由ISO/IEC的MPEG专家组与ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)的ATV的图像编码专家组共同开发的，所以MPEG-2标准也是ITU-T的建议。;(1)MPEG-2的组成 MPEG-2分为许多个部分，其中主要有三个部分： 第一部分系统(ISO/IEC13818-1)，是关于多路音频、视频和数据的复用和同步的规定； 第二部分视频(ISO/IEC13818-2)，主要涉及各种比特率的数字视频压缩编解码的规定；; 第三部分音频(ISO/IEC13818-3)，扩充了MPEG-1的音频标准，使之成为多通道音频编码系统，可达到的环绕声5.1声道。 (2)兼容性 MPEG-2以空间和时间可分级方法提供空间和时间不同分辨率视频格式之间的兼容。;(3)MPEG-1与MPEG-2的区别 在许多情况下，MPEG-2表示成MPEG-1的一个超集。 (4)MPEG-2的应用 MPEG-2已广泛应用于DVD，SDTV和 HDTV中。;4.4 MPEG-2 视频;1．级(Level) 级表示MPEG-2编码器输入端的信源图像格式。 (1)低级(Low Level，LL) LL级对应的输入信源格式是CIF格式，约是601标准中的信源格式的1/4，即352×248×30或352×288×25，相应编码的最大输出码率为4Mbit/s。;(2)主级(Main Level，ML) ML对应于ITU