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2006年07月第七章数据压缩编码技术*2.心理声学模型MPEG-1音频编码过程中用到了“心理声学模型”,这是为了使编码符合人的听觉系统特点。人的听觉系统对不同频率音频信号的敏感度、不同频率处的噪声容忍度有着很大的差异。通常把“一个音频信号可使人的听觉系统感觉不到另一个音频信号的存在”的现象称为音频信号的掩蔽特性。心理声学模型是为计算掩蔽特性而设计的,MPEG-1标准中,推荐了模型Ⅰ和模型Ⅱ两个心理声学模型。心理声学模型Ⅰ通过对频率的分析,得到声音信号和噪声的成分,并且求得掩蔽阈值,最后得到子带的信号掩蔽比;声音心理学模型Ⅱ从能量入手,运用卷积等工具,也可得到信号的掩蔽比。2006年07月第七章数据压缩编码技术*3.三层编码结构MPEG-1音频编码标准构造了一个通用的编码系统,分为三层:1层(Layer1)、2层(Layer2)和3层(Layer3),层次越高,其性能和复杂度也越高。1)层1是MUSICAM(MaskingpatternadaptedUniversalSubbandIntegratedCodingAndMultiplexing,自适应掩蔽模式的通用子带综合编码和复用)编码方案的简化版本,编码器最简单,压缩比较小,编码器的输出数据率为384Kbps。是适合于家庭数字磁带录音、本地硬盘、磁光盘等不要求很低码率的应用。2006年07月第七章数据压缩编码技术*2)层2编码器的复杂程度属中等,使用了更精确的量化,编码器的输出数据率为256Kbps~192Kbps,主要用于数字声音广播、电视、录音、多媒体、通信等民用或音频专业领域。3)层3(通常称为MP3)是ASPEC(AdaptiveSpectralPerceptualEntropyCodingofhighqualitymusicalsignal,高质量音乐信号自适应谱感知熵编码)中最高效部分和MUSICAM系统的结合,编码器最为复杂,通过对每个子带中18个子带样值进行线性变换,每个子带被进一步分成了高分辨率的频谱线,采用非均匀量化、自适应分段、量化值熵编码等措施,提高了编码效率,编码器的输出数据率为64Kbps,应用于网络音频传输特别是窄带ISDN和要求很低码率的专业领域。2006年07月第七章数据压缩编码技术*7.5H.26视听通信编解码标准系列H.26是ITU-T(国际电联)制定的用于通信的音视频编码系列标准,主要包括:H.261H.262H.263+/++H.26LH.264等其中H.262与MPEG-2相当,H.263+/++与MPEG-4相当。这里将介绍H.261的基本内容。2006年07月第七章数据压缩编码技术*7.5.1H.261简介H.261视频编码标准又称P?64标准,它支持音频和实时动态图像的压缩编码和解码,应用目标是可视电话与电视会议。其中P是一个可变参数,取值范围是1~30。所以该标准的最低传输速度是64kbps。H.261视频编码压缩算法,采用混合编码方案,该算法与前面介绍的MPEG-1压缩算法有许多共同之处,但区别在于:H.261的目标是为了适应各种信道容量的传输;而MPEG标准的目标是为了在狭窄的频带上实现高质量的图像和高保真声音的传递。2006年07月第七章数据压缩编码技术*7.5.2H.261视频压缩编码算法H.261视频压缩编码包括信息源编码和统计编码(熵编码)两部分。信息源编码采用有失真编码方法,包括为帧内编码和帧间编码两种情况。帧内编码采用基于DCT的8?8块变换编码方法,8?8块的DCT系数经线性量化后输出;帧间编码采用基于DCT的离散余弦变换编码方法和带有运动预测的差分脉冲编码调制(DPCM)方法相混合的编码方案,可以减少时域的冗余信息。2006年07月第七章数据压缩编码技术*7.5.3H.261视频数据结构H.261采用层次块的视频数据结构形式,可以保证解码器对接收到的位流进行解码时不出现二义性。如图7-31所示的是以CCITT-QCIF为视频格式的数据结构图。图7-31结构包含4个层:1)图像层2)块组层3)宏块层4)块层2006年07月第七章数据压缩编码技术*本章小结通过本章学习,应掌握以下基本思想和内容:1)多媒体数据的最大特点就是数据量巨大,必须进行有效的数据压缩后,才能在多媒体系统中有效处理、存储和传输。2)多媒体数据中存在着多种冗余信息(信息
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