幾種網(wǎng)絡(luò)視頻編碼技術(shù)的分析-文庫吧
2025-06-11 20:24 本頁面
【正文】 A)，是目前常用的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。即先將一幀圖像分成MxN小塊，假定在同一塊中的像素具有相同的位移，運(yùn)動(dòng)估計(jì)按每一塊進(jìn)行計(jì)算。為了得到最佳匹配塊，要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的搜索。搜索的方法很多，有全像素搜索法、快速搜索法和三步法等。塊匹配法中圖像子塊通常選為NxN的方塊。由于只有在塊較小時(shí)才可以近似認(rèn)為塊內(nèi)各點(diǎn)作相等的平移，以滿足BMA法的基本假設(shè)。但若塊太小，則估值結(jié)果易受干擾噪聲影響，不夠可靠，而且傳送運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)所需的比特?cái)?shù)過多:塊太大可減輕其影響，但BMA法的基本假設(shè)難以滿足。所以通常取護(hù)16()或8(MPEG4)，即116或8的塊作為匹配單元是上述因素折衷的結(jié)果。 頻域模型一般包括變換編碼和量化兩部分。變換用于消除數(shù)據(jù)相關(guān)性，而量化用于降低變換域數(shù)據(jù)精度。變換的目的是減少變換系數(shù)的相關(guān)性，可以把這樣的性質(zhì)稱之為相關(guān)減弱性質(zhì)。適當(dāng)選取基函數(shù)，可使系數(shù)的相關(guān)性減少。與相關(guān)減弱性質(zhì)相聯(lián)系的性質(zhì)是能量集中。將大部分能量集中于一部分變換系數(shù)，可以去除大多數(shù)系數(shù)也不會(huì)嚴(yán)重影響圖像。以熟知的傅立葉變換為例，變換后相當(dāng)于圖像信號(hào)由空間域變換到了頻域。由于一般圖像的能量基本集中在低頻部分，于是變換后像素方塊的能量集中于左上角。這時(shí)只需對(duì)低頻區(qū)域的變換系數(shù)進(jìn)行編碼，高頻區(qū)域則既不編碼，也不傳輸，即達(dá)到了壓縮編碼的目的。理論分析表明，KL正交變換(KLT)是能達(dá)到有效的能量集中的最佳變換，但它實(shí)現(xiàn)起來很難，所以在工程實(shí)踐中很少使用。離散傅立葉變換曾被認(rèn)為是一種適合的變換，原因是它有固定的基函數(shù)組，可以用FFT算法對(duì)它做快速運(yùn)算，包括正向和反向運(yùn)算。尤其重要的是，普通圖像經(jīng)DFT變換能量的主要部分集中于低頻區(qū)域。但是后來發(fā)現(xiàn)DCT(DisereteCosineTransform)，離散余弦變換、的性能比DFT更好。DeT具有能量更加集中的優(yōu)點(diǎn)而且不會(huì)犧牲其他方面的質(zhì)量，己有的高效算法仍然適用，而且DCT可以用DFT的快速算法。除了DFT和DCT，人們還提出了許多其他的變換，如哈特利變換和正弦變換，但從計(jì)算效率和能量集中這兩方面來看，DCT仍占優(yōu)勢(shì)，所以目前諸多圖像編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)均采用DCT作為編碼的主要環(huán)節(jié)之一。一個(gè)連續(xù)的標(biāo)量，可以是一個(gè)像素的幅值，也可以是變換系數(shù)。要用有限的比特?cái)?shù)來表示它，那就只能用有限的L個(gè)量化電平中的一個(gè)來代表它，這個(gè)過程叫做t化。正交變換(如DCT)本身并沒有拋棄變換后的高頻系數(shù)分t。對(duì)于一個(gè)8:3的圖像塊來說，輸入的是64個(gè)值，輸出的仍然是64個(gè)值，只不過能量全部集中到了左上角的直流和低頻分量中，而右下角的高頻系數(shù)分量趨于O。在量化過程中通過設(shè)置合理的步長將趨于O的值都置成O，對(duì)于這些O值既不分配碼字也不傳輸。于是8x8的圖像塊可以用少數(shù)的直流和低頻系數(shù)表示。這一部分我們?cè)谙乱还?jié)中做詳細(xì)介紹。 熵編碼將描述視頻流的一串符號(hào)編碼成適于傳輸或存儲(chǔ)的壓縮比特流。熵編碼的輸入有量化后的傳輸系數(shù)、運(yùn)動(dòng)矢量、標(biāo)記點(diǎn)頭信息和輔助信息。熵編碼中用得最多的三種編碼方法是基于概率分布特性的Huffinan編碼、算術(shù)編碼和基于相關(guān)性的游程編碼。其中最常用的是Huff比an編碼和游程編碼，本小節(jié)將重點(diǎn)介紹這兩種編碼。 (1)Huffman編碼Huffman于 1952年提出了Huffman編碼，這是完全依據(jù)字符出現(xiàn)的概率來構(gòu)造平均長度最短的異字頭碼字的一種編碼方法。它的依據(jù)是:在變長編碼中，若各碼字長度嚴(yán)格按照所對(duì)應(yīng)符號(hào)出現(xiàn)概率的大小逆序排列，則其平均長度為最小。Huffman編碼的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:①將信源符號(hào)出現(xiàn)概率按減小的順序排列。②將兩個(gè)最小的概率進(jìn)行組合相加，并繼續(xù)這一步驟，始終將較高的概率分支放在上部。③對(duì)每對(duì)組合中的上邊一個(gè)編碼為1，下邊一個(gè)編碼為0(或相反，即對(duì)上邊一個(gè)編碼為O，下邊一個(gè)編碼為1)。④，記下沿路徑的1和O:⑤對(duì)于每個(gè)信源符號(hào)都寫出0序列，則從右到左就得到Huflhlan碼。Huffillan編碼的效率比較高，一般在95%以上，但應(yīng)該指出的是，由于“0’’和月”的指定是任意的，故由上述過程編出的碼并不是唯一的一種，但因其平均碼長是一樣的，所以并不影響編碼效率和數(shù)據(jù)壓縮性能。(2)游程編碼
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