《運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)》PPT課件.ppt

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1、運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)13.1電視圖象數(shù)據(jù)率ITU-RBT.601標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率在PAL、NTSC和SECAM彩色電視制之間確定一個(gè)共同的數(shù)字化參數(shù)使用4:2:2的采樣格式，亮度信號(hào)Y的采樣頻率選擇為13.5MHz/s，而色差信號(hào)Cr和Cb的采樣頻率選擇為6.75MHz/s10.1電視圖象數(shù)據(jù)率亮度(Y):858樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本=135兆比特/秒(NTSC)864樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本=135兆比特/秒(PAL)Cr(R-Y):429樣本/行×52

2、5行/幀×30幀/秒×10比特/樣本=68兆比特/秒(NTSC)429樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本=68兆比特/秒(PAL)Cb(B-Y):429樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本=68兆比特/秒(NTSC)429樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本=68兆比特/秒(PAL)總計(jì):27兆樣本/秒×10比特/樣本=270兆比特/秒10.1電視圖象數(shù)據(jù)率如屏幕分辨率為720x480，子采樣是4:1:1則亮度(Y):720×480×30×10=104Mb

3、/s(NTSC)720×576×25×10=104Mb/s(PAL)色差(Cr，Cb)2×360×240×30×10=52Mb/s(NTSC)2×360×288×25×10=52Mb/s(PAL)總計(jì):～156Mb/s如果每個(gè)樣本的采樣精度由10比特降為8比特，彩色數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率就降為125Mb/s。VCD數(shù)據(jù)率估算Video-CD存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字電視，數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到1.4112Mb/s，其中電視信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率為1.15Mb/s如果存儲(chǔ)125Mb/s的數(shù)字電視信號(hào)就需要對(duì)它進(jìn)行高度壓縮

4、，壓縮比高達(dá)125/1.15=109:1把NTSC和PAL數(shù)字電視轉(zhuǎn)換成公用中分辨率格式CIF的數(shù)字電視，相當(dāng)于VHS(VideoHomeSystem)的質(zhì)量：352×240×30×8×1.5=30Mb/s(NTSC)352×288×25×8×1.5=30Mb/s(PAL)。彩色電視信號(hào)存儲(chǔ)到CD盤上所需要的壓縮比為：30/1.15=26:1。是MPEG-1技術(shù)所能獲得的壓縮比。DVD數(shù)據(jù)率估算電視圖像的數(shù)據(jù)率壓縮成平均為3.5Mb/s～4.7Mb/s時(shí)非專家難于區(qū)分電視圖像在壓縮前后的之間差別。按

5、照數(shù)字電視信號(hào)的平均數(shù)據(jù)傳輸率為4.1Mb/s來(lái)計(jì)算，壓縮比要達(dá)到：125/4.10=31:110.2數(shù)據(jù)壓縮算法種類內(nèi)容壓縮方法統(tǒng)計(jì)空間冗余像素間的相關(guān)性變換編碼，預(yù)測(cè)編碼特性時(shí)間冗余時(shí)間方向上的相關(guān)性幀間預(yù)測(cè)，移動(dòng)補(bǔ)償圖像構(gòu)造冗余圖像本身的構(gòu)造輪廓編碼，區(qū)域分割知識(shí)冗余收發(fā)兩端對(duì)人物的共有認(rèn)識(shí)基于知識(shí)的編碼視覺(jué)冗余人的視覺(jué)特性非線性量化，位分配其他不確定性因素視頻壓縮基本方法①在空間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)壓縮算法來(lái)去掉冗余信

6、息。②在時(shí)間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用移動(dòng)補(bǔ)償(motioncompensation)算法來(lái)去掉冗余信息。圖象分類幀內(nèi)圖像I，預(yù)測(cè)圖像P和雙向預(yù)測(cè)圖像B幀內(nèi)圖象壓縮I圖象壓縮基本過(guò)程如果電視圖像是用RGB空間表示的，則首先把它轉(zhuǎn)換成YCrCb空間表示的圖像。每個(gè)圖像平面分成8×8的圖塊，對(duì)每個(gè)圖塊進(jìn)行離散余弦變換DCT(discreteCosineTransform)。DCT變換后經(jīng)過(guò)量化的交流分量系數(shù)按照Z(yǔ)ig-zag的形狀排序，然后再使用無(wú)損壓縮技術(shù)進(jìn)行編碼。DCT變換后經(jīng)過(guò)量化的直流分量系數(shù)用差

7、分脈沖編碼DPCM(DifferentialPulseCodeModulation)，交流分量系數(shù)用行程長(zhǎng)度編碼RLE(run-lengthencoding)，然后再用霍夫曼(Huffman)編碼或者用算術(shù)編碼。預(yù)測(cè)圖像P的壓縮編碼算法預(yù)測(cè)圖像的編碼也是以圖像宏塊(macroblock)為基本編碼單元，一個(gè)宏塊定義為I×J像素的圖像塊，一般取16×16。預(yù)測(cè)圖像P使用兩種類型的參數(shù)來(lái)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宏塊之間的差值，另一種參數(shù)是宏塊的移動(dòng)矢量。預(yù)測(cè)圖象P預(yù)測(cè)圖象編碼假設(shè)

8、編碼圖像宏塊MPI是參考圖像宏塊MRJ的最佳匹配塊，它們的差值就是這兩個(gè)宏塊中相應(yīng)像素值之差。對(duì)所求得的差值進(jìn)行彩色空間轉(zhuǎn)換，并作4:1:1的子采樣得到Y(jié)，Cr和Cb分量值，然后仿照J(rèn)PEG壓縮算法對(duì)差值進(jìn)行編碼，計(jì)算出的移動(dòng)矢量也要進(jìn)行霍夫曼編碼。預(yù)測(cè)圖象原理圖移動(dòng)矢量計(jì)算差值最小判斷絕對(duì)值最?。壕秸`差最?。浩骄^對(duì)幀差最?。憾S對(duì)數(shù)搜索法三步搜索法對(duì)偶搜索法MPEG-2的配置和等級(jí)信噪比可變性(Signal-to-NoiseScalability)圖像質(zhì)量的折中