數(shù)字視頻技術(shù)-H標(biāo)準(zhǔn).ppt

2.3 CCIR601,H.261, H.263,H.264,JPEG標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介2.3 CCIR601,H.261, H.263,H.264,JPEG標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介,CCIR601標(biāo)準(zhǔn),1982年2月國際無線電咨詢委員會(huì)(CCIR)第15次全會(huì)上，通過了601號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（ITU-RT.601標(biāo)準(zhǔn)），也稱CCIR601號(hào)建議： 確定以分量編碼為基礎(chǔ)，即以圖像亮度分量Y和兩個(gè)色差分量R-Y(Cr)、B-Y（Cb）為基礎(chǔ)進(jìn)行編碼，作為電視演播室數(shù)字編碼（廣播質(zhì)量）的國際標(biāo)準(zhǔn)。 它使625行電視系統(tǒng)與525行電視系統(tǒng)相互兼容。,CCIR601標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了彩色電視圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像應(yīng)使用的采樣頻率，非線性RGB和YCrCb兩個(gè)彩色空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系等 CCIR601標(biāo)準(zhǔn)已改名為ITU-RT.601標(biāo)準(zhǔn)，在美國成為DI標(biāo)準(zhǔn)。,1. CCIR601標(biāo)準(zhǔn)的幾項(xiàng)規(guī)定,（1）對(duì)于PAL制、NTSC值的電視系統(tǒng)，模擬視頻信號(hào)Y,R-Y,B-Y三分量的采樣頻率分別為13.5，6.75，6.75MHZ. 這就是著名的4：2：2電視演播室數(shù)字編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)。即Y,R-Y,B-Y信號(hào)分量被采樣點(diǎn)數(shù)的比例為4：2：2，也就是說每采4個(gè)Y信號(hào)點(diǎn)，同時(shí)采R-Y,B-Y信號(hào)各兩個(gè)點(diǎn)。 對(duì)于PAL制系統(tǒng)，每掃描行有效顯示的Y,R-Y,B-Y信號(hào)的樣本數(shù)（像素）為720：360：360； 對(duì)于NTSC制系統(tǒng)，其樣本數(shù)也為720：360：360。,1. CCIR601標(biāo)準(zhǔn)的幾項(xiàng)規(guī)定,（2）每采樣點(diǎn)采樣值的線性量化比特?cái)?shù)（分辨率）分為兩種，即用于演播室的定為10位二進(jìn)制；用于電視傳輸?shù)亩?位二進(jìn)制。,1983.9補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn),（1）規(guī)定被編碼的Y,R-Y,B-Y信號(hào)是經(jīng)過預(yù)校正的信號(hào)； （2）相應(yīng)于量化等級(jí)的第0級(jí)和第225級(jí)的數(shù)據(jù)用于同步，第1級(jí)至第254量化等級(jí)用于視頻信號(hào)數(shù)據(jù)； （3）為便于PAL制和NTSC制的轉(zhuǎn)換，規(guī)定625行、50場(chǎng)或525行、60場(chǎng)兩種制式數(shù)字有效的亮度信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)均為720個(gè)，兩色差信號(hào)的樣點(diǎn)數(shù)均為360個(gè)。,事實(shí)上，電視系統(tǒng)傳輸信號(hào)的過程中，如果要獲得逼真的圖像重現(xiàn)質(zhì)量，就要求從攝像到顯像全過程的總傳輸特性是線性的，即顯像亮度與景物亮度成正比。因此，把控制灰度的信號(hào)送給LED驅(qū)動(dòng)電路之前對(duì)其進(jìn)行校正，稱之為校正。在校正的過程中，還考慮到人的視覺明亮度與物理亮度并不是成線性關(guān)系，使輸入輸出信號(hào)在視覺上呈現(xiàn)線性關(guān)系，以保證LED彩色屏重現(xiàn)電視畫面的質(zhì)量。,1983.9補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn),4：2：2標(biāo)準(zhǔn)被稱為圖像信號(hào)數(shù)字編碼的主標(biāo)準(zhǔn)，它常用于演播室的數(shù)字設(shè)備及其相互間的連接和國際節(jié)目交流。 對(duì)于圖像信號(hào)的信源編碼及某些高質(zhì)量視頻信號(hào)有高于4：2：2的編碼標(biāo)準(zhǔn)，并且可以相互兼容，4：4：4，采樣頻率均為13.5MHZ。 對(duì)于電子新聞采訪設(shè)備和窄帶視頻傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)，其要求應(yīng)低于4：2：2，許多國家定為2：1：1，也就是說采樣頻率為6.75，3.75，3.75MHZ，每行采樣數(shù)為360，180，180個(gè),黑電平 定義圖像數(shù)據(jù)為0時(shí)對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平，調(diào)節(jié)黑電平不影響信號(hào)的放大倍數(shù)，而僅僅是對(duì)信號(hào)進(jìn)行上下平移。如果向上調(diào)節(jié)黑電平，圖像將便暗，如果向下調(diào)節(jié)黑電平圖像將變亮。 白電平 白電平與黑電平對(duì)應(yīng)，它定義的是當(dāng)圖像數(shù)據(jù)為255時(shí)對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平，它與黑電平的差值從另一角度定義了增益的大小，在相當(dāng)多的應(yīng)用中用戶看不到白電平調(diào)節(jié)，原因是白電平已在硬件電路中固定，比如HV系列攝像機(jī)。,2.H.261, H.263標(biāo)準(zhǔn),1. H.261標(biāo)準(zhǔn) 是由國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT）于1990年12月完成和批準(zhǔn)的。 該標(biāo)準(zhǔn)適用于電視電話（所用的電話網(wǎng)絡(luò)為綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)ISDN）和電視會(huì)議（規(guī)定數(shù)據(jù)速率為p*64kbit/s，p為正整數(shù)），作為圖像業(yè)務(wù)的圖像編解碼，因而H.261標(biāo)準(zhǔn)也簡(jiǎn)稱為p*64標(biāo)準(zhǔn)。,2.H.261, H.263標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于圖像清晰度要求不太高的面對(duì)面的電視電話，規(guī)定其數(shù)據(jù)速率為64-128kbit/s; 對(duì)圖像清晰度要求較高的電視會(huì)議等，規(guī)定其數(shù)據(jù)速率可384kbit/s(6*64kbit/s),最高可達(dá)1920kbit/s。 通常窄帶ISDN的最高傳輸率為1920kbit/s,次最高傳輸速率也稱其為通道容量。,2.H.261, H.263標(biāo)準(zhǔn),H.261標(biāo)準(zhǔn)也采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、幀間預(yù)測(cè)等去除圖像在時(shí)間域的冗余度； 然后用離散余弦變換（DCT）去除圖像信息空間的冗余度； 最后用變字長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)編碼去除量化后的DCT系數(shù)中所含的統(tǒng)計(jì)冗余度，達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。 （MPEG） H.262 ，H.263， H.263+ H.262與MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)基本相同，它是一種較高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)。,2.H.263標(biāo)準(zhǔn),H.263標(biāo)準(zhǔn)是一種低數(shù)據(jù)傳輸速率的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，其壓縮措施與H.261基本相同。 所謂基地?cái)?shù)據(jù)傳輸速率視頻編碼技術(shù)是對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)速率低于64kbit/s的各種編碼方法的總稱。 H.263建議就是極低數(shù)據(jù)傳輸速率編碼標(biāo)準(zhǔn)之一。視頻數(shù)據(jù)要能在公共模擬電話網(wǎng)上傳輸，其速率比較低。 P84,所謂自適應(yīng)就是類似機(jī)考試題的出題方法一樣，在你答得好的情況下，題目會(huì) 越來越難，在你答得差的情況下，題目會(huì)越來越容易，由系統(tǒng)自動(dòng)完成。環(huán)路濾波器 環(huán)路濾波器是具有以下兩種作用的低通濾波器：在鑒相器的輸出端衰減高頻誤差分量，以提高抗干擾性能；在環(huán)路跳出鎖定狀態(tài)時(shí)，提高環(huán)路以短期存儲(chǔ)，并迅速恢復(fù)信號(hào)。,3.H.264標(biāo)準(zhǔn),H.264的前身是由國際電信聯(lián)盟ITU-T視頻編碼專家組（VCEG）于1998年首先提出的， 2001年起，ITU-T的VCEG與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IEC的MPEG(動(dòng)態(tài)圖像專家組)共同組織了聯(lián)合視頻合作組（JVT）， 在H.261標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上開發(fā)出新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264， 同時(shí)它將作為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)新的第10部分， 它與MPEG-4中的第2部分的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，有更優(yōu)異的性能。,3.H.264標(biāo)準(zhǔn),也稱為MPEG-4Part10, MPEG-4AVC(高級(jí)視頻編碼) 活動(dòng)圖像編碼方式的國際標(biāo)準(zhǔn) 2003年7月有ITU正式批準(zhǔn)，MPEG-2相比，同樣的圖像質(zhì)量下， H.264 的數(shù)據(jù)速率只有其1/2左右，壓縮比大大提高。 通常把H.264稱作高級(jí)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（AVC）,3.H.264標(biāo)準(zhǔn),1.結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了視頻編碼層（VCL）和網(wǎng)絡(luò)抽象層（NAL） VCL用于提供高質(zhì)量的視頻編碼，NAL提供在不同媒介上的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。 2. 采用了全向運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)。 對(duì)于給定的圖像宏塊，首先根據(jù)其周圍的宏塊作出預(yù)測(cè)值，再對(duì)這個(gè)預(yù)測(cè)值和實(shí)際值的差值進(jìn)行編碼，與直接變換編碼法相比，使編碼效率大大提高。 H.264的幀內(nèi)預(yù)測(cè)是在空間域中進(jìn)行的，而H.263+和MPEG-4的幀內(nèi)變換是在變換域中進(jìn)行的,3.H.264標(biāo)準(zhǔn),3. 采用更精確的幀間預(yù)測(cè)技術(shù)。H.264標(biāo)準(zhǔn)編碼效率的提高在很大程度上源于幀間預(yù)測(cè)精確度的提升。 例如： H.264中定義了7種不同大小和形狀的圖像塊用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)，使預(yù)測(cè)效果更好； H.264采用了1/4像素精確度的運(yùn)動(dòng)矢量,3.H.264標(biāo)準(zhǔn),4.采用了近似于離散余弦變換（DCT）的基于整數(shù)的4*4變換。 即使用了類似于DCT的整數(shù)變換，輸出為DCT變換的近似值。 由于變換系數(shù)為+/-1和+/-2，因此計(jì)算時(shí)僅需要移位和相加操作，使運(yùn)算量大為降低，使數(shù)據(jù)壓縮量大為提高。,3.H.264標(biāo)準(zhǔn),5.采用新的圖像類型。 H.264中引入了兩種新的圖像類型，即SP圖像和SI圖像 前者類似于P幀圖像，但它允許在參考圖像不同的情況下重構(gòu)出相同的圖像，這一特性能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)碼流切換、快進(jìn)、實(shí)時(shí)訪問等功能； SI圖像與I幀類似，采用幀內(nèi)編碼，可以在不需要參考幀的情況下完全相同的重構(gòu)出另一幅SP圖像。,3.H.264標(biāo)準(zhǔn),6.糾錯(cuò)編碼使用了能削減編碼量?jī)?nèi)容的自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼（CABAC）,并采用后端環(huán)路濾波器，以降低塊噪聲技術(shù),3.H.264特點(diǎn),1.編碼效率高，數(shù)據(jù)壓縮比大。 2.編解碼的復(fù)雜程度高 3.占用資源較多,3.H.264特點(diǎn),1.編碼效率高，數(shù)據(jù)壓縮比大。 在相同圖像質(zhì)量的條件下，H.264的編碼效率比MPEG-2和H.263基本配置提高了49.2%，即提高了1倍多； 比H.263CHC配置提高了25.4%，即提高了近4倍。 也就是說，圖像的碼率降低了，數(shù)據(jù)的壓縮比大大提高了。,3.H.264特點(diǎn),H.264也分為3個(gè)檔次，即基本檔次，主要檔次和擴(kuò)展檔次。 基本檔次是該標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)單版本，應(yīng)用面較廣； 主要檔次采用了多種提高圖像質(zhì)量和增大壓縮比的算法和技術(shù)，如更高壓縮效率的算術(shù)編碼等方法，并應(yīng)用了多項(xiàng)專利技術(shù)； 擴(kuò)展檔次是壓縮比更大、性能更好、算法更復(fù)雜的高檔次壓縮編碼方法。,3.H.264特點(diǎn),2.編解碼的復(fù)雜程度高 H.264在編碼復(fù)雜度上要比MPEG-4提高1個(gè)量級(jí)，在解碼復(fù)雜度上要比MPEG-4提高3倍多。與MPEG-2相比，解碼器的軟硬件的復(fù)雜度幾乎要高出幾倍，但在超大規(guī)模集成電路技術(shù)飛速發(fā)展的今天，實(shí)現(xiàn)起來已無問題。,3.H.264特點(diǎn),3.占用資源較多 在資源占用方面，H.264比MPEG-4高得多。,H.264的意義,H.264一經(jīng)面試后，已引起許多廣播公司、服務(wù)提供商及消費(fèi)類電子公司的關(guān)注。不少人認(rèn)為， H.264是視頻壓縮編碼領(lǐng)域的一次革命，它對(duì)視頻應(yīng)用領(lǐng)域的影響是十分巨大的。日后的硬盤錄像機(jī)HDD和DVD錄像機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間錄像也會(huì)采用H.264作為編碼方式。 單面雙層的DVD9光盤有8.5G容量，采用H.264規(guī)格可存放2h的高清晰電視（HDTV）圖像，這種方案被稱為HD-DVD9格式。,四、JPEG標(biāo)準(zhǔn),JPEG標(biāo)準(zhǔn)是一種靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)，為英文“聯(lián)合圖像專家組”之意，這是一個(gè)由ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）和IEC（國際電工技術(shù)委員會(huì)）兩個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合組成的專家組，負(fù)責(zé)研究并制定的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。 作為一國際標(biāo)準(zhǔn)，適用范圍很廣，它既適用于靜態(tài)灰度圖像的數(shù)據(jù)壓縮，又適用于靜態(tài)彩色圖像的數(shù)據(jù)壓縮。,四、JPEG標(biāo)準(zhǔn),JPEG標(biāo)準(zhǔn)包含由以下兩種算法： 1.一種是以離散余弦變換（DCT）為基礎(chǔ)的有損壓縮算法。其壓縮編碼大致分為三個(gè)步驟: A.使用離散余弦變換去除圖像信號(hào)中的冗余數(shù)據(jù)； B.以人眼心理學(xué)特征，使用加權(quán)函數(shù)對(duì)DCT的頻率系數(shù)進(jìn)行量化； C、使用霍夫曼可變字長(zhǎng)編碼器對(duì)量化后的頻率系數(shù)進(jìn)行編碼。,四、JPEG標(biāo)準(zhǔn),這種方法簡(jiǎn)單易行，方便可靠，在壓縮比為25：1的情況下，壓縮后還原得到的圖像與原始圖像相比較，非圖像專家已難于找出它們之間的區(qū)別。因此，這種壓縮編碼方法應(yīng)用甚廣。 P86,2.采用以預(yù)測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)的無損壓縮算法，也稱預(yù)測(cè)壓縮,第四節(jié) MPEG-1簡(jiǎn)介,MPEG-1簡(jiǎn)介,MPEG是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國際電工技術(shù)委員會(huì)（IEC）聯(lián)合組成的一個(gè)專家組簡(jiǎn)稱，即“動(dòng)態(tài)圖像專家組”，這個(gè)專家組研究并制定了相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，作為圖像、聲音及多媒體、超媒體信息的編碼規(guī)則。 1992年通過了MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)，這就是聞名于世的ISO/IEC11172-1建議書。1993年被確認(rèn)為國際標(biāo)準(zhǔn)，1994年又提出了MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，即ISO/IEC13818規(guī)范。 MPEG-2是MPEG-1的進(jìn)一步發(fā)展，廣播級(jí)MPEG-2視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)可向下兼容MPEG-1。,MPEG-1簡(jiǎn)介,這兩種MPEG標(biāo)準(zhǔn)都不是精確的硬件電路實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，它并沒有對(duì)所有相關(guān)內(nèi)容作嚴(yán)格規(guī)定，制式規(guī)定了音視頻等數(shù)據(jù)壓縮編碼后比特流語句通用性的描述，并定義了解碼過程，提供了測(cè)試解碼器精度的實(shí)際例子。 這就是說，MPEG標(biāo)準(zhǔn)精確規(guī)定的是信號(hào)編碼后的數(shù)據(jù)流格式，而不是編碼過程。,MPEG-1簡(jiǎn)介,優(yōu)點(diǎn)是：只要符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的解碼器，就能對(duì)數(shù)據(jù)流做正確解碼。因此可以給具體實(shí)現(xiàn)留有很大余地，便于人們不斷地改進(jìn)編碼與解碼算法，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的壓縮效率和傳輸質(zhì)量。,一、MPEG-1的圖像格式及參數(shù),MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)當(dāng)時(shí)具有的視頻數(shù)據(jù)傳輸速率（1.5Mbit/s左右）和網(wǎng)絡(luò)而研發(fā)的，可處理標(biāo)準(zhǔn)圖像格式SIF的音視頻數(shù)據(jù)，SIF也成為信源輸入格式，適用于352像素/行*240行/幀*30幀/秒（NTSC制）或352像素/行*288行/幀*25幀/秒（PAL制）的電視標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)壓縮的輸出速率定義在1.5Mbit/s以下。,一、MPEG-1的圖像格式及參數(shù),MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)已成功應(yīng)用于VCD視盤機(jī)、卡拉OK、CD-1、活動(dòng)圖像、視頻點(diǎn)播（VOD）等多種音像系統(tǒng)中。 MPEG-1的音頻層1已用于數(shù)字盒帶錄音機(jī)（DCC）；層2用于數(shù)字音頻廣播；層3即MP3被廣泛用在娛樂節(jié)目（數(shù)字音響、音樂CD、internet等）的編碼與解碼。 在光纜有線電視系統(tǒng)中，MPEG-1常用作CATV網(wǎng)中電視會(huì)議的編碼和解碼終端。,一、MPEG-1的圖像格式及參數(shù),1.MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的組成 A,即定義音視頻數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)的同步，標(biāo)準(zhǔn)名為ISO/IEC11172-1 B,定義視頻數(shù)據(jù)的編碼和重建圖像所需的解碼過程，標(biāo)準(zhǔn)名為ISO/IEC11172-2 C，定義音頻數(shù)據(jù)的編碼和解碼過程，標(biāo)準(zhǔn)名為ISO/IEC11172-3,一、MPEG-1的圖像格式及參數(shù),D，定義一致性測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)名為ISO/IEC11172-4。這一標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說明了如何測(cè)試比特?cái)?shù)據(jù)流和解碼器是否滿足MPEG-1前三部分中所規(guī)定的要求，這些測(cè)試可由廠商和用戶實(shí)施 E，定義為軟件模擬，標(biāo)準(zhǔn)名為ISO/IEC11172-5.實(shí)際上，這部分內(nèi)容不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而是一個(gè)技術(shù)報(bào)告，給出了用軟件執(zhí)行MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)前三部分的結(jié)果 就實(shí)質(zhì)而言，MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)主要是由前三部分組成的。,一、MPEG-1的圖像格式及參數(shù),2. MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式及參數(shù)P88 3.MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo),SVideo 是一種兩分量的視頻信號(hào)，它把亮度和色度信號(hào)分成兩路獨(dú)立的模擬信號(hào)，用兩路導(dǎo)線分別傳輸并可以分別記錄在模擬磁帶的兩路磁跡上。這種信號(hào)不僅其亮度和色度都具有較寬的帶寬，而且由于亮度和色度分開傳輸，可以減少其互相干擾，水平分解率可達(dá)420線。與復(fù)合視頻信號(hào)相比，SVideo可以更好地重現(xiàn)色彩。,VHS簡(jiǎn)介 VHS是Video Home System的縮寫，意為家用錄像系統(tǒng)。它是由日本JVC公司在1976年開發(fā)的一種家用錄像機(jī)錄制和播放標(biāo)準(zhǔn)。 VHS錄像帶視頻分辨率只有352288 DVD標(biāo)準(zhǔn)分辨率是720480 所以DVD畫質(zhì)好多了！ LD鐳射影碟，激光視盤，光盤空間很大，壓縮率很低，畫面質(zhì)量很有真實(shí)感。,三、MPEG-1的編碼格式,MPEG-1數(shù)據(jù)流是由圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)和同步（定時(shí)）信息等組成。 編輯格式：將圖像數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)分別裝在一個(gè)個(gè)稱為封包的基本單元內(nèi)（打包處理） 每個(gè)封包包含2*1024B；由3個(gè)或更多個(gè)封包組成一個(gè)捆包,三、MPEG-1的編碼格式,為了區(qū)別與識(shí)別這些封包或捆包，在它們前頭均設(shè)置了一定長(zhǎng)度的工作碼，稱為標(biāo)頭； 標(biāo)頭里含有開始碼、同步信號(hào)、定時(shí)信息（時(shí)鐘基準(zhǔn)SCR、顯示時(shí)間標(biāo)記PTS、DTS）、封包或捆包性質(zhì)（圖像或聲音、緩沖器范圍、傳輸速率、封包裝類型等信息）等； 還要將若干個(gè)捆包組成一個(gè)序列或系統(tǒng)，在每個(gè)系統(tǒng)的開始處還要設(shè)置開始碼，以便于識(shí)別；在每個(gè)系統(tǒng)的捆包結(jié)束處，還要加入系統(tǒng)結(jié)束碼，作為結(jié)束標(biāo)志。 P90,四、 MPEG-1視頻數(shù)據(jù)流的層面結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)),就總體而言， MPEG-1編碼的完整數(shù)據(jù)流的層面一般由兩部分組成，即系統(tǒng)層和壓縮數(shù)據(jù)層。 1.系統(tǒng)層，也稱序列層。內(nèi)含MPEG-1編碼、解碼所需的各種信息，這些信息將保證收發(fā)同步及編、解碼工作的正常進(jìn)行。 2.壓縮數(shù)據(jù)層。它主要包括由被壓縮的視頻信號(hào)、音頻信號(hào)的數(shù)據(jù)流及各自的標(biāo)頭碼組成。,四、 MPEG-1視頻數(shù)據(jù)流的層面結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)),其中視頻信號(hào)（圖像信號(hào)）數(shù)據(jù)流又包括了6大層面，由大至小的順序是： 視頻序列層圖像組層（圖像幀組層） 圖像層（或稱圖像幀層）條（片）層宏塊層像塊層（也稱區(qū)塊層） 其中前四層編碼，均設(shè)置了各自特定的標(biāo)頭，標(biāo)頭的開始為起始碼，起始碼均為32位。宏塊層和像塊（區(qū)塊）層沒有設(shè)置獨(dú)立的標(biāo)頭，無起始碼，但各自設(shè)置了結(jié)束碼。 P91,四、 MPEG-1視頻數(shù)據(jù)流的層面結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)),2.MPEG視頻基本碼流的結(jié)構(gòu)P92,五、 MPEG-1的視頻數(shù)據(jù)壓縮,1.數(shù)據(jù)壓縮情況 MPEG-1中對(duì)視頻信號(hào)的壓縮采用了幀內(nèi)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和幀間數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。 （1）對(duì)色差信號(hào)進(jìn)行亞采樣，即每4個(gè)亮度信號(hào)Y的采樣點(diǎn)各對(duì)應(yīng)一個(gè)色差信號(hào)R-Y,B-Y的采樣點(diǎn)，它們是4：1：1的比例關(guān)系，以使視頻數(shù)據(jù)量大大減少。,五、 MPEG-1的視頻數(shù)據(jù)壓縮,（2）在幀內(nèi)采用二維DCT變換，去除空間相關(guān)性，并對(duì)DCT分量進(jìn)行不同程度量化，舍去不重要的信號(hào)；將量化后的DCT分量按照頻率重新排列（即“Z”字形掃描）；將掃描所得的DCT數(shù)值進(jìn)行變字長(zhǎng)編碼等數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，使數(shù)據(jù)量大大減少；對(duì)數(shù)據(jù)塊的直流分量進(jìn)行預(yù)測(cè)差分編碼,五、 MPEG-1的視頻數(shù)據(jù)壓縮,（3）在幀間采用幀內(nèi)幀圖像I、預(yù)測(cè)幀圖像P、雙向預(yù)測(cè)幀圖像B的壓縮編碼技術(shù)，使視頻數(shù)據(jù)大幅度下降。 MPEG-1中，I幀的圖像壓縮比最小，為7:1;P幀壓縮比為20：1；B幀的壓縮比最大，為50：1；三者的平均壓縮比為27：1，可見，此壓縮比是很大的。,五、 MPEG-1的視頻數(shù)據(jù)壓縮,2.I、P、B幀的情況 P95,六、 MPEG-1視頻壓縮編碼器的組成框圖,視頻數(shù)據(jù)是以圖像幀為編輯點(diǎn)，一幀（幅）一幀順序傳送的，視頻編碼器的任務(wù)是要對(duì)送入的每幀信號(hào)進(jìn)行必要的處理，然后按照規(guī)定格式輸出視頻碼流。所說的必要處理主要是對(duì)圖像信號(hào)的壓縮處理。 P96,運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，通過先前的局部圖像預(yù)測(cè)，補(bǔ)償當(dāng)前的局部圖像，減少幀冗余信息。 運(yùn)動(dòng)估值，從序列圖像中提取有關(guān)物體的運(yùn)動(dòng)信息。,七、 MPEG視頻解碼（解壓縮）器的組成框圖,MPEG視頻解碼器，也稱視頻解壓縮電路，簡(jiǎn)稱解碼器或解壓縮電路。在VCD機(jī)中，它的輸入信號(hào)來自CD-DSP電路，是經(jīng)過糾錯(cuò)后的被壓縮了的圖像數(shù)據(jù)碼流。 1、視頻解碼電路組成框圖 P98,八、 MPEG-1音頻標(biāo)準(zhǔn),1、 MPEG-1音頻標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 （1）音頻信號(hào)的采樣頻率可以是32，44.1，48khz,最常用的是44.1khz,量化等級(jí)為16bit, (2)壓縮后的比特?cái)?shù)據(jù)流可支持單聲道或雙聲道4種模式，即單音頻通道的單聲道模式；兩個(gè)獨(dú)立的單音頻通道的雙-單聲道模式；立體聲通道的立體聲模式；聯(lián)合立體聲模式,（3）根據(jù)不同應(yīng)用，壓縮后的比特?cái)?shù)據(jù)流具有某種預(yù)定的比特率，如8384kbit/s 。另外， MPEG-1音頻標(biāo)準(zhǔn)也支持用戶自定義的數(shù)據(jù)速率，使其應(yīng)用更具靈活性。,（4）MPEG-1音頻標(biāo)準(zhǔn)提供了3個(gè)獨(dú)立的壓縮層次，即層1，層2，層3 。層次愈高，信號(hào)的壓縮比愈低，音質(zhì)愈佳，但復(fù)雜性也隨之增加。 （5）編碼后的數(shù)據(jù)流支持循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC） （6） MPEG音頻標(biāo)準(zhǔn)還支持?jǐn)?shù)據(jù)流中窄帶附加信息。,2. MPEG音頻標(biāo)準(zhǔn)中3個(gè)獨(dú)立的壓縮層次 P99,3.音頻數(shù)據(jù)可壓縮的原因 一方面，音頻（伴音）信號(hào)中也存在很多冗余信息，去除這些冗余信息，就能達(dá)到壓縮的目的； 二方面，利用人耳的最小可聞閾值（也稱最小可聞極限）特性和聽覺掩蔽效應(yīng)等的聽覺心理特征，在不被主觀聽覺察覺的容限內(nèi)，適當(dāng)減小信號(hào)的精度，以一定的客觀失真換取數(shù)據(jù)壓縮。,前一種壓縮，其冗余度在解碼后可無失真的恢復(fù)，稱之為無損壓縮； 后一種壓縮會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生一定失真（聽覺允許的失真），故稱為有損壓縮。,4.層一 和層二音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼器和解碼器的組成