第4章視頻處理技術(shù)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案第四章視頻處理技術(shù)一、選擇題1、在視頻通信應(yīng)用中，用戶對(duì)視頻質(zhì)量的要求和對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬占用的要求之間的關(guān)系是： AA、矛盾的B、一致的C、反向的D、互補(bǔ)的2 在視頻應(yīng)用通信中， 解決用戶對(duì)視頻質(zhì)量要求和占用網(wǎng)絡(luò)帶寬要求之間矛盾的是： BA、提高視頻質(zhì)量B、視頻編解碼技術(shù)C、降低視頻質(zhì)量D 、增加帶寬3、圖像和視頻之所以能進(jìn)行壓縮，在于圖像和視頻中存在大量的：AA、冗余B、相似性C、平滑區(qū)D、邊緣區(qū)4、在視頻圖像中， C是相鄰兩幀的差值，體現(xiàn)了兩幀之間的不同之處。A、視覺冗余B、運(yùn)動(dòng)估計(jì)C、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償D、結(jié)構(gòu)冗余5、在視頻圖像中主要存在的是：BA、視覺冗余B、時(shí)間冗余C、空間冗余D、結(jié)構(gòu)冗

2、余作業(yè)完成人盛天柱檢查人趙彥，白玉強(qiáng)6視頻圖像的編碼方法的基本思想是：第一幀和關(guān)鍵幀采用A 方法精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案進(jìn)行壓縮。A幀內(nèi)編碼B幀間編碼C運(yùn)動(dòng)估計(jì)D運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償7如果視頻圖像只傳輸?shù)谝粠完P(guān)鍵幀的完整幀，而其他幀只傳輸B，可以得到較高的圧縮比。A運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償B幀差信息C運(yùn)動(dòng)估計(jì)D 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償8下列 D 視頻壓縮系列標(biāo)準(zhǔn)主要用于視頻通信應(yīng)用中。AMPEGBH26xCJPEGDAVS9下列 B 視頻壓縮系列標(biāo)準(zhǔn)主要用于視頻存儲(chǔ)播放應(yīng)用中。AMPEGBH26xCJPEGDAVS10 基于 LAN 網(wǎng)絡(luò)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)是：C。AMPEGBH324CH323DH320作業(yè)完成人喬彥銘檢查人趙彥，白玉

3、強(qiáng)11 、基于 ISDN 網(wǎng)絡(luò)的視頻壓縮框架標(biāo)準(zhǔn)是：DA、MPEGB、H.324C、H.323D 、H.32012 、基于 PSTN 網(wǎng)絡(luò)的視頻壓縮框架標(biāo)準(zhǔn)是：BA、MPEGB、H.324C、H.323D 、H.32013 、視頻壓縮系列標(biāo)準(zhǔn)MPEG-x 主要是應(yīng)用于視頻存儲(chǔ)播放應(yīng)用中，例如， DVD 中的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)為BA、 MPEG-1B、MPEG-2C、MPEG-3D、MPEG-414 、CIF 圖像格式的大小是B精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案A、 176 ×144B、352 ×288C、704 ×576D 、1408 ×115215、當(dāng)采用 H.261標(biāo)準(zhǔn)

4、編碼時(shí)，亮度分量與顏色分量的比值為AA、4:1:1B、4:2:2C、4:0：2D 、4:2:016、曾經(jīng)普遍使用的VCD 系統(tǒng)就是基于A編碼標(biāo)準(zhǔn)研制的。A、 MPEG-1B、MPEG-2C、MPEG-3D 、MPEG-4作業(yè)完成人劉福安檢查人趙彥，白玉強(qiáng)17.MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的典型編碼碼率為A ，其中 1.1Mbps用于視頻，128 看 kps 用于音頻，其余帶寬用于MPEG 系統(tǒng)本身。A 1.5MpsB 2MpsC10MpsD15Mps18.MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)中， C 是圖像編碼的基本單元，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、量化等均在其上進(jìn)行。A圖片組B分片C宏塊D塊19. MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)中，不參照任何的過去或者

5、將來的其他圖像幀，壓縮編碼采用類似 JPEG 的幀內(nèi)壓縮算法的圖像是： AA 幀內(nèi)圖像 B 預(yù)測(cè)圖像 C 雙向預(yù)測(cè)圖像 D 幀間圖像20.MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)中，采用向前運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)和誤差的DCT 編碼，由前面的 I 或 P 幀進(jìn)行預(yù)測(cè)的圖像是：BA 幀內(nèi)圖像 B 預(yù)測(cè)圖像 C 雙向預(yù)測(cè)圖像 D 幀間圖像21.MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)中，采用雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)和誤差的DCT 編碼，由精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案前面和后面的 I 幀或 P 幀進(jìn)行預(yù)測(cè)的圖像是：CA 幀內(nèi)圖像 B 預(yù)測(cè)圖像 C 雙向預(yù)測(cè)圖像 D 幀間圖像22.MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)中，因?yàn)椴捎?B ，所以 MPEG-1 的編解碼器在沒有 I 幀或 P 幀的

6、情況下無法對(duì) B 幀進(jìn)行編解碼。A 幀內(nèi)編碼B雙向預(yù)測(cè)C 向前預(yù)測(cè)D 幀間預(yù)測(cè)作業(yè)完成人付禮寶檢查人趙彥，白玉強(qiáng)二、填空題1. 對(duì)于視頻顯示，視頻數(shù)字圖像的播放速率就是 每秒播放幀的數(shù)量 ，通常在 2530fbs （幀每秒）之間時(shí)，視頻內(nèi)容看起來比較平滑，沒有跳動(dòng)現(xiàn)象。2. 在數(shù)字圖像壓縮中，可以確定三種基本的數(shù)字冗余并加以利用：編碼冗余 、像素間冗余 和心理視覺冗余 。當(dāng)這三種冗余中的一種或多種得到減少或消除時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)壓縮。3. 編碼冗余是 用盡量少的比特?cái)?shù)表示盡可能多的灰度級(jí) 以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。4. 在多數(shù)應(yīng)用中，一個(gè)圖像編碼方法如果能充分利用人眼的視覺特性，就可以保證在圖像的主觀質(zhì)

7、量達(dá)到要求的前提下取得較高的壓縮比，這就是利用了 心理視覺 冗余度。5. 二維圖像是三維圖像在某一時(shí)刻的一個(gè)照片，而視頻圖像是一個(gè)三維物體在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的連續(xù)的 照片序列 。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案作業(yè)完成人王曉東檢查人趙彥，白玉強(qiáng)6.真實(shí)的視頻場景在時(shí)間和空間是都是 連續(xù)的。數(shù)字化視頻圖像是真實(shí)場景在一定規(guī)律的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行 采樣的結(jié)果，采樣點(diǎn)用像素來描述，這些采樣點(diǎn)具有 亮度和顏色信息。7.幀差的傳送是利用運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的方法進(jìn)一步進(jìn)行壓縮。 當(dāng)前一幀圖像的一個(gè)宏塊可以在上一幀圖像中找到相似的塊， 這兩個(gè)宏塊之間的位移，稱為 運(yùn)動(dòng)矢量 。8.在視頻圖像編碼過程中采用運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)時(shí)， 在前一幀尋早相似

8、塊時(shí)一般限制在一定的區(qū)域， 尋找相似塊的操作可分為兩種類型 全部搜索和快速搜索 。是適合于在 p ×64kbps碼率下實(shí)現(xiàn)視頻通信的視頻編碼建議，主要應(yīng)用于可視電話和視頻會(huì)議系統(tǒng)。10. H.261 標(biāo)準(zhǔn)將 CIF 和 QCIF 格式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為如下四個(gè)層次：圖像層、塊組層、層塊層、和塊層。作業(yè)完成人張紅雷檢查人趙彥，白玉強(qiáng)11 、 H.261采用混合編碼方式，基于離散余弦變換編碼 和差分脈沖編碼調(diào)制 。12 、基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)?H.216 標(biāo)準(zhǔn)的工作原理為：運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí)，目標(biāo)幀中的每一個(gè)宏塊從以前編碼的圖像幀中找到最佳的匹配宏塊， 這個(gè)過程叫做 運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè) 。當(dāng)前宏塊與它匹配的宏塊之間

9、的差值， 稱為預(yù)測(cè)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案誤差。13 、H263 采取的是混合編碼技術(shù)，即用幀間預(yù)測(cè) 減少時(shí)間冗余，用變換編碼 減少幀差信號(hào)的空間冗余， 相應(yīng)的編碼器具有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰Α?4 、MPEG-1視頻把圖像編碼分成 幀內(nèi)圖像、預(yù)測(cè)圖像、和雙向預(yù)測(cè)圖像三種類型。15 、MPEG-1 視頻流采取分層式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括視頻序列、圖片組、圖片、分片、 宏、塊，共六層。16 、MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)中，預(yù)測(cè)圖像 P 使用兩種類型的參數(shù)來表示：一種參數(shù)是當(dāng)前要編碼的圖像宏塊與參考圖像的紅塊之間的 差值，另一種參數(shù)是宏塊的 移動(dòng)矢量 。17 、因?yàn)?MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)中的 P 幀采用的預(yù)測(cè)技術(shù)是從以前的幀中

10、進(jìn)行預(yù)測(cè)（尋找最佳匹配模塊） ，所以被稱為 向前預(yù)測(cè) 。作業(yè)完成者李剛檢查人 1于凱檢查人 2王樹真18 、由于必須先傳輸I 幀或 P 幀作為參考幀，因此 MPEG 1 標(biāo)準(zhǔn)中圖像的傳輸次序和顯示次序有可能不同。19 、MPEG 1 可適用于不同格式的設(shè)備，它的目的是把221Mbps的視頻圖像壓縮到1.2Mbps ,壓縮率為 200 ：1。20 、MPEG 4 不再將視頻圖像看成是一個(gè)矩形像素陣列的序列，它是完全基于 對(duì)象的一種編碼方式。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案21 、MPEG 4 采用了比MPEG 2 更為先進(jìn)的壓縮方式， 基于內(nèi)容的壓縮 、更高的壓縮比和時(shí)空可伸縮性是MPEG 4 的 3 個(gè)最

11、重要的特點(diǎn)。22 、MPEG 4 標(biāo)準(zhǔn)功能集的底層是 極低碼率視頻編碼核心，它為碼率在 5 64kbps范圍內(nèi)的視頻操作與應(yīng)用提供算法與工具，支持較低的空間分辨率和較低的幀頻。23 、MPEG 4 提出了基于內(nèi)容 的存取概念，使用戶可與場景進(jìn)行交互。24 、MPEG 7 標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱是“ 多媒體內(nèi)容描述接口 ”。作業(yè)完成者何燕麗檢查人 1于凱檢查人 2王樹真三.簡答題1、在視頻通信應(yīng)用中，視頻質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)寬帶占用是矛盾的，評(píng)判一種視頻編解碼技術(shù)的優(yōu)劣的方法是什么？解答 :評(píng)判一種視頻編解碼技術(shù)的優(yōu)劣，是比較在相同的帶寬條件下，哪種技術(shù)編碼后視頻質(zhì)量更好;在相同的視頻質(zhì)量條件下，那種技術(shù)編碼后占

12、用的網(wǎng)絡(luò)帶寬更少。2、在視頻圖像編碼時(shí)可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼，簡述其編碼過程。解答：精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案編碼過程如下：(1) 在緩存中重構(gòu)一個(gè)經(jīng)過編解碼處理的前一幀的圖像，該圖像稱為運(yùn)動(dòng)估計(jì)的“參考幀” ，編碼端和解碼端采用同樣的參考幀。(2) 計(jì)算當(dāng)前幀中的每一個(gè)方塊和緩存中的參考幀中宏塊的最佳匹配塊，即進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算。用運(yùn)動(dòng)矢量表明兩個(gè)宏塊之間的位移。(3) 通過參考幀的最佳匹配塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算，得到當(dāng)前幀的最相似圖像。(4) 然后當(dāng)前幀和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償參考幀進(jìn)行差值運(yùn)算，得到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸顖D像。(5) 對(duì)幀差圖像進(jìn)行 DCT 變換和量化。(6) 量化后的系數(shù)和運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行熵編碼和

13、傳輸。(7) 量化后的系數(shù)同時(shí)被解碼，得到的幀差圖像和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償參考幀進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償參考幀。3. 簡述 H.261 壓縮標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率及其應(yīng)用。解答 :H.261 的傳輸速率位 p*64kbs ，其中 p 為介于 130 之間的整數(shù)，當(dāng) p 為 1 或 2 時(shí)，及傳輸速率為 64128kbs是支持 QCIF 分辨率格式，用于頻數(shù)率較低的可視電話。當(dāng)p 大于或等于6 時(shí)，及傳輸速率大于 384kbs ，支持 CIF 分辨率格式，用于視頻會(huì)議。H.261 實(shí)現(xiàn)了在中等碼率下視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)傳輸，為工業(yè)界的電視會(huì)議系統(tǒng)提供了視頻壓縮的標(biāo)準(zhǔn)算法,主要用于 ISDN 傳輸。作業(yè)完成者徐康熙檢查人

14、 1于凱檢查人 2王樹真精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案4. 簡述 H.261 標(biāo)準(zhǔn)采用的編碼方式和要點(diǎn)。解答：編碼方式： H.261 采用混合編碼方式，基于離散余弦變換編碼和差分脈沖編碼調(diào)制（ DPCM ，帶有運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)）。編碼要點(diǎn)：采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間的預(yù)測(cè)（幀間模式） ，以消除視屏圖像的時(shí)間相關(guān)性；對(duì)幀間預(yù)測(cè)誤差（在幀內(nèi)模式為原始圖像） 8*8 的方塊作 DCT 變換以消除空間相關(guān)性；對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量則進(jìn)行霍夫曼編碼。5. 簡述基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)?H.261 標(biāo)準(zhǔn)的工作原理。解答：基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)腍.261 標(biāo)準(zhǔn)的工作原理是：運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí)，目標(biāo)幀中的每一個(gè)宏塊從以前編碼的圖像幀中找到最佳的匹配宏塊，這個(gè)過程稱為運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)

15、。 當(dāng)前宏塊與它匹配的宏塊之間的差值，稱為預(yù)測(cè)誤差。這個(gè)預(yù)測(cè)誤差在進(jìn)行隨后的DCT 變換及熵編碼等過程。6. 簡述 H.261 標(biāo)準(zhǔn)的編碼過程。解答：H.261 標(biāo)準(zhǔn)的編碼過程為：1 電信號(hào)輸入；2 視頻處理；3 信源編碼：分為幀內(nèi)編碼和幀間編碼；4 視屏多路編碼器；精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案5 緩存及速率控制；6 傳輸編碼器。作業(yè)完成者楊濤檢查人 1于凱檢查人 2王樹真7. 簡述 MPEG-1 視頻圖像編碼過程。解答：MPEG-1 視頻圖像編碼過程為：（1）對(duì)輸入的數(shù)字視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理，即將 RGB 顏色模式轉(zhuǎn)換為YCbCr 或 CMYK 顏色模式；（ 2）根據(jù)圖像的運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行生新排序，選擇

16、I,P,B 幀編碼模式；（ 3）產(chǎn)生宏塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)值，將當(dāng)前宏塊的實(shí)際數(shù)據(jù)減去預(yù)測(cè)值得到預(yù)測(cè)誤差信號(hào)；（ 4）將該宏塊的預(yù)測(cè)誤差分成 8*8 像素塊，對(duì)像素塊進(jìn)行 DCT 變換，其中亮度與顏色的比例為 4:2 ；（ 5）對(duì)該宏塊信息和 DCT 量化系數(shù)進(jìn)行編碼，對(duì) DCT 變換的直流系數(shù)（ DC）進(jìn)行 DPCM 編碼；（ 6）重構(gòu) I 圖像和 P 圖像作為參考幀圖像；（ 7）傳輸編碼比特流。（ 8）作業(yè)完成者劉蒙檢查人 1于凱檢查人 2王樹真精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案8 MPEG 標(biāo)準(zhǔn)為減少視頻圖像的時(shí)間冗余采用了哪些方法?解答：采用雙向預(yù)測(cè)， 所以 MPEG 的編解碼器在沒有I 幀或 P 幀的

17、情況下無法對(duì) B 幀進(jìn)行編碼。這樣就需要一些幀的緩沖， 從而不可避免的造成一定程度的延遲，這也是采用MPEG 標(biāo)準(zhǔn)壓縮不適合在實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，特別是進(jìn)行流式傳輸?shù)闹饕?。首先，傳輸?shù)字圖像所需的帶寬遠(yuǎn)窄于未壓縮圖像在MPEG 壓縮算法中，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)技術(shù)用來減少幀間的時(shí)間冗余度，只對(duì)預(yù)測(cè)誤差畫面 (原始畫面與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)畫面之間的差別 )加以編碼?？偟膩碚f，由于采用依據(jù)于前編碼幀的預(yù)測(cè)，與圖 l 中所示的幀內(nèi)相關(guān)性相比較，待編碼的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間誤差圖像中像素之間的相關(guān)性就差了 mpeg 圖像編碼包含3 個(gè)成分： i 幀， p 幀和 b 幀。 mpeg編碼過程中，一些圖像壓縮成i 幀，一些壓縮

18、成 p 幀，另一些壓縮成b 幀。i 幀壓縮可以得到 6 ；1 的壓縮比而不產(chǎn)生任何可覺察的模糊現(xiàn)象。 i 幀壓縮的同時(shí)使用 p 幀壓縮，可以達(dá)到更高的壓縮比而無可覺察的模糊現(xiàn)象。 b 幀壓縮可以達(dá)到 200 ：1 的壓縮比，其文件尺寸一般為 i 幀壓縮尺寸的 15% ，不到 p 幀壓縮尺寸的一半。 i 幀壓縮去掉圖像的空間冗余度， p 幀和 b 幀去掉時(shí)間冗余度， MPEG-2 圖像壓縮的原理是利用了圖像中的兩種特性： 空間相關(guān)性和時(shí)間相關(guān)性。 這兩種相關(guān)性使得圖像中存在大量的冗余信息。 如果我們能將這些冗余信息去除，只保留少量非相關(guān)信息進(jìn)行傳輸， 就可以大大節(jié)省傳輸頻帶。而接收機(jī)利用這些非相

19、關(guān)信息，按照一定的解碼算法，可以在保精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案證一定的圖像質(zhì)量的前提下恢復(fù)原始圖像。 一個(gè)好的壓縮編碼方案就是能夠最大限度地去除圖像中的冗余信息。采用時(shí)間補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)，以消除視頻圖像的時(shí)間相關(guān)性；對(duì)幀間預(yù)測(cè)誤差按 8*8 的方塊做 DCT 變換以消除空間相關(guān)性，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量則進(jìn)行霍夫曼編碼。作業(yè)完成者劉炳娟檢查人 1于凱檢查人 2王樹真9. MPEG-2 標(biāo)準(zhǔn)采用檔次和級(jí)別劃分對(duì)其應(yīng)用有何意義？解答：（1）在 MPEG-2 中用范疇以及層次兩個(gè)定義來描述不同的編碼參數(shù)集。每個(gè)范疇是前一個(gè)的合集， 層次則規(guī)定了空間和時(shí)間分辨率的上限。在空間分辨率、時(shí)間分辨率、信噪比方面的可分級(jí)性適合于不同的解碼圖像要求，并可以給出傳輸上不同等級(jí)的優(yōu)先級(jí)。（2）MPEG-2 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)分等級(jí)的系列， 按編碼圖像的分辨率分成四個(gè)“級(jí) (Levels) ”；按所使用的編碼工具的集合分成五個(gè)“類(Profi