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MPEG-2 视频编码及其测量 , class 03 32 数字电视原理与应用 ? 8x8 象素块做二维 DCT 后得到频域中的 8x8 数组 : ? 第一个系数是 DC 系数,对应整个块的直流分量。 ? 第二个系数对应水平方向最粗图象结构的能量。 ? 第一行最后一个系数对应水平方向最精细图象结构的能量。 ? 第一列从上到下对应垂直方向最粗到最细图象结构的能量。 ? 对角线上系数对应对角线方向从粗到细图象结构的能量 。 5 、 DCT 和量化 MPEG-2 视频编码及其测量 , class 03 33 数字电视原理与应用 ? DCT 后即量化,除以合适的量化步长 ? MPEG 定义了量化表,可以自定义 ? 量化后很多系数变为 0 ? 量化后矩阵关于对角线近似对称 ? 量化后矩阵系数通过 Z 扫描过程使得连续 0 的个数最大,便 于采用游程编码可以大大节省码率。 ? 量化是控制基本视频流码率的唯一手段。 ? DCT +量化对宏块中的 Y 分量和 C B 、 C R 分量进行。 ? 量化在宏块层可以通过量化因子调整来控制码率。 ? 量化表只能在视频序列层修改。 ? I 帧的宏块即按上述方式编码 ? P 帧和 B 帧的宏块先按运动向量得到参考帧中的预测值,再 计算与当前宏块的差值,残差值再经过 DCT 变换到频域, 再进行量化。 5 、 DCT 和量化 MPEG-2 视频编码及其测量 , class 03 34 数字电视原理与应用 ? 量化 DCT 系数进行 Z 扫描之后,使得连 0 数目最大。 ? 码流中不传这些连续 0 系数,而是通过游程编码只传连 0 的个数, ? Z 扫描和游程编码,与 DCT 和量化相配合,是 MPEG-2 高压缩比 的主要因素。 6 、 Z 扫描和游程编码 Z 扫描 173 6 0 0 -1 0 2 0 -2 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 173, 6,2*0,-1,1*0,2, 1*0,-2, 6*0,-1,13*0,-1,34*0 RLC 173 0 0 0 0 0 0 0 6 - 1 - 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 1 0 0 0 0 0 0 0 0 - 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 MPEG-2 视频编码及其测量 , class 03 35 数字电视原理与应用 ? 游程编码后的码流再进行霍夫曼编码。 ? 出现频率高的码字编码为短码,出现频率低的码字编码为长码。 ? 进一步冗余度消除,无损过程。 7 、霍夫曼编码 DC coefficient 173, 6,2*0,-1,1*0,2, 1*0,-2, 6*0,-1,13*0,-1,34*0 图 6.23 Huffman 编码 Huffman code table Codes of variable length MPEG-2 视频编码及其测量 , class 03 36 数字电视原理与应用 2 、 MPEG-2 视频编码 视频压缩步骤 压缩算法总结 视频 ES 流结构 MPEG-2 视频编码及其测量 , class 03 37 数字电视原理与应用 ? 将 IUT BT.R601 的 4:2:2 标清电视信号 (270Mbit/s) 压缩 到 2 ~ 6Mbit/s 。 ? 核心压缩算法是运动补偿 DPCM 与 DCT 变换编码相结合。 ? MPEG-2 的不同应用支持 4:2:0 和 4:2:2 不同格式。 ? SD 4:2:0 —— Main Profile@Main Level ? SD 4:2:2 —— High Profile@Main Level ? HD 4:2:0 —— Main Profile@
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