多媒體技術(shù)第三章.ppt

1、3.7靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG，JPEG聯(lián)合攝影專家組壓縮方法：1 .基于DPCM的低壓縮比無(wú)損編碼：2.基于離散余弦變換的失真壓縮；3.基于離散余弦變換的漸進(jìn)操作模式；4.基于離散余弦變換的分層操作模式：1.基于DPCM的無(wú)損編碼。壓縮比2:1，2?；陔x散余弦變換(序列模式)、離散余弦變換、量化器、量化表、的失真壓縮將圖像按順序分成88個(gè)子塊，取值范圍0，2P-1變換為-2P-1、2P-1-1(帶符號(hào)數(shù))進(jìn)行離散余弦變換。樣本定義的精確度。對(duì)于基于離散余弦變換的編碼，P采用8或12對(duì)基于DPCM的編碼，P采用216對(duì)。3.基于離散余弦變換的漸進(jìn)操作模式，對(duì)離散余弦變換系數(shù)進(jìn)行多次掃描和分批

2、編碼。圖像從粗到細(xì)。頻譜選擇方法：按頻段批量編碼。在一次掃描中，只對(duì)64個(gè)離散余弦變換系數(shù)中的一些頻帶的系數(shù)進(jìn)行編碼和傳輸，而在隨后的掃描中，對(duì)其他頻帶的系數(shù)進(jìn)行編碼和傳輸，直到所有系數(shù)都被處理。逐位近似：逐位分段編碼。沿離散余弦變換量化系數(shù)有效位方向的分段漸進(jìn)編碼。在第一次掃描中，只對(duì)最高有效位的N位進(jìn)行編碼和傳輸，然后對(duì)其余位進(jìn)行編碼和傳輸。第四，基于離散余弦變換的分層操作模式(1)降低了原始圖像的分辨率；(2)以降低的分辨率對(duì)圖像進(jìn)行編碼；(3)對(duì)低分辨率編碼圖像進(jìn)行解碼、插值和重構(gòu)，以提高分辨率；(4)將分辨率提高的圖像作為原始圖像的預(yù)測(cè)值，取差值進(jìn)行編碼；(5)重復(fù)(3)和(4)，直

3、到達(dá)到完整的分辨率。它適用于用低分辨率設(shè)備處理高分辨率圖像。JPEG-2000的主要特點(diǎn)，單分量(如灰度)和多分量(如顏色)數(shù)據(jù)的失真或不失真壓縮；特定區(qū)域編碼；根據(jù)保真度或分辨率的分級(jí)圖像恢復(fù)；隨機(jī)訪問(wèn)圖像中的特定區(qū)域；出色的壓縮性能，尤其是在高壓縮比時(shí)；良好的錯(cuò)誤恢復(fù)特性。與JPEG相比，它具有更大的靈活性。特別是對(duì)于原始數(shù)據(jù)和壓縮比特流的組織，它可以直接從壓縮比特流中提取和恢復(fù)低分辨率或高分辨率的圖像，而無(wú)需解碼所有的比特流。3.8運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)mpeg，mpeg-運(yùn)動(dòng)圖像專家組運(yùn)動(dòng)圖像：靜止圖像序列。1.MPEG1視頻數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)：圖像、切片、宏塊、y、亮度像素、色度像素、圖像序列層

4、：它由序列頭、一個(gè)或多個(gè)圖像組和序列結(jié)束碼組成。圖像組層：它由標(biāo)題信息、一個(gè)由一幀或幾幅連續(xù)圖像組成的可隨機(jī)訪問(wèn)的片段和一個(gè)結(jié)束代碼組成。圖像層：包含幀圖像的標(biāo)題信息和所有編碼數(shù)據(jù)。切片層：它由一個(gè)或多個(gè)相鄰的宏塊組成。宏塊層：它由四個(gè)亮度塊和兩個(gè)色度塊組成。塊層：MPEG-1中最小的編碼單元。包括離散余弦變換系數(shù)和塊結(jié)束標(biāo)志。2.MPEG-1視頻編碼方法MPEG-1:圖像和音頻壓縮傳輸速率：1.5兆位/秒亮度分辨率：亮度360240，色度180 120 1。幀內(nèi)圖像：圖像數(shù)據(jù)流的隨機(jī)存取點(diǎn)，幀內(nèi)空間壓縮，基于離散余弦變換的編碼，1-2位/像素。p(預(yù)測(cè)圖像)幀：根據(jù)前一個(gè)I幀或p幀預(yù)測(cè)的幀。

5、b(雙向畫面)幀：前后參照預(yù)測(cè)幀，雙向預(yù)測(cè)幀，畫面成幀。2.運(yùn)動(dòng)序列流的顯示順序不同于編碼和解碼順序。參考幀必須在b幀之前恢復(fù)。解碼順序?yàn)椋篒 . P . B . B . P . B . B . P幀和B幀采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)是減少時(shí)間冗余的有效方法。該技術(shù)假設(shè)每一幀圖像都基于過(guò)去的某一幀圖像并經(jīng)過(guò)變換。這種變換是局部的，即圖像上每個(gè)點(diǎn)的位移方向和大小不必相同。要求運(yùn)動(dòng)矢量值必須正確編碼。提高了隨機(jī)存取性能，并且提高了運(yùn)動(dòng)視頻圖像的質(zhì)量。p幀編碼：p幀允許基于先前的I幀或p幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)。b幀編碼：雙向預(yù)測(cè)或插值首先對(duì)I幀和P幀進(jìn)行編碼，然后對(duì)重構(gòu)后的I幀和P幀進(jìn)行插值，得到剩余幀，

6、并對(duì)插值誤差進(jìn)行離散余弦變換編碼。MPEG-1視頻編碼器框圖，圖像序列，MPEG流，3。MPEG的發(fā)展，MPEG-1(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)11172)輸出速率：1.5兆位/秒標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換格式(SIF)圖像：亮度360240/360288，色度180 120/180144源輸入格式電視：NTSC 352像素240行/幀30幀PAL 352像素288行/幀25幀國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)1172-1規(guī)定了圖像、聲音和其他相關(guān)數(shù)據(jù)的同步MPEG-2(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)13818)高質(zhì)量的圖像和聲音編碼標(biāo)準(zhǔn)，基本的圖像編碼算法與MPEG-1相同。該標(biāo)準(zhǔn)分為10個(gè)部分，規(guī)定了組合圖

7、像數(shù)據(jù)編解碼的一致性測(cè)試(MPEG-1語(yǔ)音擴(kuò)展)、軟件仿真軟件管理數(shù)據(jù)流的存儲(chǔ)媒體命令和控制擴(kuò)展協(xié)議、多通道語(yǔ)音編碼算法標(biāo)準(zhǔn)(高級(jí)語(yǔ)音編碼)、解碼器實(shí)時(shí)接口擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流)等。MPEG-2的主要特性，允許隔行掃描和逐行掃描輸入、高清晰度輸入和三種不同的色度子采樣方案(4: 2: 0、4: 2: 2、4:4:4)；空間和時(shí)間分辨率可調(diào)編碼；適用于隔行掃描的預(yù)測(cè)方法和塊掃描模式。MPEG-2的電視圖像配置如下表所示：3。目的：建立一個(gè)適用于移動(dòng)通信和公共交換電話網(wǎng)的低速率多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)，并支持可視電話、電子郵件等。功能：提供基于內(nèi)容的交互、高效壓縮和通用可訪問(wèn)性。原理：視頻場(chǎng)景是視頻對(duì)象的組合。視頻對(duì)象具有形狀、運(yùn)動(dòng)和紋理等屬性。因此，在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、離散余弦變換和變長(zhǎng)編碼的基礎(chǔ)上采用形狀編碼，編碼器的輸入不是視頻幀，而是視頻物平面(VOP)。視頻流的語(yǔ)法分為五個(gè)層次：視頻會(huì)話(vs):視頻序列由幾個(gè)VS組成。視頻對(duì)象(VO): vs由幾個(gè)VO組成。視頻對(duì)象層(VOL): VOL對(duì)應(yīng)于VO的不同空間和時(shí)間分辨率，一個(gè)VO可以有幾個(gè)VOL。視頻對(duì)象平面組(GOV):可選層，提供隨機(jī)訪問(wèn)、重新同步和數(shù)據(jù)恢