【正文】 ? 2）解碼器 ? 在解碼器中，來自 NAL的視頻碼流經(jīng)過重排序、熵解碼、反量化和反變換后得到差值塊，預(yù)測塊與差值塊相加，經(jīng)過濾波得到每個解碼宏塊，形成解碼圖像。基本檔次支持包含 I片和 P片的編碼序列，應(yīng)用在視頻電話、視頻會議和無線視頻通信等。 ? P片：除了可以采用幀內(nèi)編碼外， P片中的宏塊還可以采用預(yù)測編碼，但是只能采用一個前向運動矢量。 2022/2/14 ? 3. ? 1)算法的分層結(jié)構(gòu) ? ： 視頻編碼層（ Video Coding Layer,VCL）完成對視頻內(nèi)容的有效描述； 網(wǎng)絡(luò)適配層 （ Network Abstraction Layer， NAL）完成在不同網(wǎng)絡(luò)上視頻數(shù)據(jù)的打包傳輸。一個宏塊的 亮度值可以按照 進行分割，運動補償塊的大小采用可變形式，可從 ? ? 中選擇，采用這樣的方式比只用方式，提高 15%編碼效率。加強了對各種信道的適應(yīng)能力，采用了 “ 網(wǎng)絡(luò)友好的 ” 的結(jié)構(gòu)和語法，有利于對誤碼和丟包的處理；應(yīng)用目標范圍較寬，以滿足不同速率及不同傳輸和存儲場合的需求；它的基本系統(tǒng)是開放的，使用無需版權(quán)。一個 PB幀由一個 P幀和一個 B幀組成一起編碼。在攝像機運動或圖像沿邊緣運動時，采用無限制運動矢量模式可以提高編效率。在全像素精度預(yù)測后再執(zhí)行 1/2像素精度的搜索。表 ?；舅惴ㄔ?。 88?2022/2/14 DCT變換 ? 灰度圖像素矩陣 ? 229 211 229 226 230 202 205 209 ? 240 232 216 210 205 213 204 209 ? 218 231 230 224 189 139 208 203 ? 229 221 220 231 186 81 98 217 ? 234 233 233 239 181 86 77 201 ? 247 245 237 249 183 84 80 169 ? 202 224 255 175 84 92 80 129 ? 159 187 123 56 46 75 84 88 2022/2/14 DCT變換 ? DCT變換域系數(shù)矩陣 ? ? ? ? ? ? ? ? 2022/2/14 DCT變換 ? 對灰度圖像進行二維 DCT后，得到變換域系數(shù)矩陣，從系數(shù)矩陣數(shù)據(jù)可以看出， DCT變換系數(shù)分布非常不均勻， 能量主要集中在左上角 ，這是圖像塊的直流和低頻交流分量， 代表了圖像的概貌 。這主要是因為可視電話圖像的幀間相關(guān)性很強，不傳的圖像可以由已經(jīng)傳的圖像計算得到，這種方式屬于幀間編碼。 2022/2/14 ? 在 ，還要用到傳輸編碼器。輸出的比特流可以進入 ISDN網(wǎng)或其它信道。 、編碼輸出碼流的層次結(jié)構(gòu)以及開放的編碼控制與實現(xiàn)策略等技術(shù)。在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) ISDN（ Integrated Service Digital NeTwork）中稱為 H0 通道。 2022/2/14 3． MPEG4標準 ? 3） MPEG4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 在 MPEG4中，采用發(fā)送多媒體綜合框架（ DMIF：Delivery Multimedia Intergration Framework）的結(jié)構(gòu)，它極大地方便了多媒體的各種應(yīng)用，且獨立于具體的通信網(wǎng)絡(luò)。此時所必需的組合信息就構(gòu)成了場景描述（ Scene Description）信息，并且可以將他們編碼，與各種視音頻（ AV）對象一起傳輸。此外， MPEG2還允許空間分級、時間分級以及 SNR分級等以各種方式結(jié)合，形成多層次的分級擴展。當序列是逐行時，或者圖像是場方式時，采用的分割方式與 MPEG1相同；但對于隔行掃描的幀圖像，既可以采用上述按幀的分割方式，也可以采用按場的隔行分割方式。 MPEG1成為MPEG2的一個子集，即 MPEG2的解碼器可以對 MPEG1碼流進行編碼。在要求能隨機播放、快進、快倒等應(yīng)用場合，可以使用較短的圖像組。 88?2022/2/14 MPEG標準 ? 解碼是編碼的逆操作，由于無需運動估計，因此比編碼簡單。編碼器設(shè)計必須在圖像質(zhì)量、編碼速率以及編碼效率之間進行綜合考慮，選擇合適的編碼工作模式和控制參數(shù)。 2022/2/14 MPEG標準 ? I幀： 采用幀內(nèi)編碼方法，無需參考其它幀，是獨立壓縮的，給出編碼序列的解碼的起始操作點，滿足隨機操作的要求，但是僅能獲得中等的壓縮比。 ? 第四部分： 一致性，描述測試一個編碼碼流是否符合MPEG1碼流的方法。 1992年通過了 ISO11172號建議，即 MPEG標準。當把量化步長乘以一個公共因數(shù)后，一般可以調(diào)整比特數(shù)，由此可以實現(xiàn)自適應(yīng)編碼。所有符合 JPEG標準的編碼器都必須支持基本系統(tǒng)，而其他系統(tǒng)則作為不同應(yīng)用目的的選擇項。在變換域中，圖像信號的絕大部分能量集中在低頻分量部分，編碼中如果略去那些能量很小的高頻分量，或者給這些高頻分量分配較小的合適的比特數(shù)，就可以明顯減少圖像傳輸或存儲的數(shù)據(jù)量。以傅里葉變換為例，變換具有能量集中于少數(shù)低頻系數(shù)、各系數(shù)不相關(guān)、高頻分量衰減很快且能量較小等性質(zhì)。有損預(yù)測編碼系統(tǒng)組成如圖 。 2022/2/14 無損預(yù)測編碼 ? 將 m個先前的像素進行線性組合得到預(yù)測值。 統(tǒng)計編碼技術(shù) 2022/2/14 統(tǒng)計編碼技術(shù) ? 表 2022/2/14 無損預(yù)測編碼 ? 預(yù)測編碼的基本思想是通過僅對每個像素中提取的新信息編碼，來消除像素之間的冗余。第一遍掃描要精確地統(tǒng)計出原始數(shù)據(jù)中每個值出現(xiàn)的頻率，第二遍是建立 Huffman樹并進行編碼。其他符號的碼字長，這樣就能夠減少符號序列占用的位數(shù)。例如，一幅 8位的灰度圖像，可以采用 12位來表示每個字符串的索引，前 256個索引用于對應(yīng)可能出現(xiàn)的 256種灰度，由此可建立一個初始的字符串表，而剩余的 3840個索引就可分配給在壓縮過程中出現(xiàn)的新字符串，這樣就生成了一個完整的字符串表，壓縮數(shù)據(jù)就可以只保存它在字符串表中的索引，從而達到壓縮數(shù)據(jù)的目的。如果圖像中的像素中的數(shù)據(jù)非常分散，則行程編碼不但不能壓縮數(shù)據(jù)，反而會增加圖像文件的大小?；诮y(tǒng)計的方法通過用較短代碼代表頻繁出現(xiàn)的字符，用較長的代碼代表不常出現(xiàn)的字符，從而實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)文件的壓縮。根據(jù)解碼圖像對原始圖像的保真程度，圖像壓縮的方法可以分為兩大類： 信息保存型 和 信息損失型 。有損壓縮的算法可以達到較高的壓縮比。當使用不同的編碼方法時，得到的碼字及其長度都會不同。根據(jù)相關(guān)性，由某一個像素的性質(zhì)可以獲得其鄰域像素的性質(zhì)，各像素的值可以由其鄰近像素的值預(yù)測出來，每個獨立的像素所攜帶的信息相對較少。2022/2/14 第 5章 圖像編碼與壓縮 ? 引言 ? 圖像保真度準則 ? 無損壓縮技術(shù) ? 無損預(yù)測編碼 ? 有損預(yù)測編碼 ? 圖像變換編碼基本原理 ? 視頻圖像編碼簡介 2022/2/14 第 5章 圖像編碼與壓縮 ? 引言 ? 數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量很大，因此為了快速傳輸，總是希望進行合理的圖像壓縮。圖像中存在與像素間相關(guān)性直接聯(lián)系的數(shù)據(jù)冗余，即為像素相關(guān)冗余，也稱為空間冗余或幾何冗余。 第 5章 圖像編碼與壓縮 2022/2/14 ? 是指圖像中存在很強的紋理結(jié)構(gòu)或自相似性。對于多數(shù)圖像來說，為了得到更高的壓縮比，保真度的輕微損失是可以接受的。 ? 信息保存型在圖像的壓縮和解壓縮的過程中沒有信息損失，得到的解碼圖像與原始圖像完全相同。 2022/2/14 基于字典的技術(shù) 最簡單的基于字典的壓縮技術(shù)是行程編碼（ Run Length Encoding， RLE），是一種熵編碼。為了達到較好的壓縮效果，在進行圖像編碼時不單獨采用行程編碼，而是和其他編碼方法綜合使用。 基于字典的技術(shù) 2022/2/14 統(tǒng)計編碼技術(shù) ? ? 哈夫曼編碼（ Huffman Coding）是圖像壓縮中最重要的編碼方式之一，它是 1952年由哈夫曼提出的無損的統(tǒng)計編碼方法。 統(tǒng)計編碼技術(shù) 2022/2/14 ? 設(shè)s0=01,s1=11,s2=101,s3=000,s4=0010,s5=0001,s6=0011,s7=100 ? 那么符號序列變成 ? 01 11 100 01 11 0011 101 101 0000 0010 0001 01 01 11 共 39bit 統(tǒng)計編碼技術(shù) 2022/2/14 ? 盡管 s4,s5,s6的碼字由原來的 3位變成 4位變長了，但是使用頻繁的幾個碼字 s0,s1變短了，使得整個序列的編碼縮短，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的壓縮。由于需要建立二叉樹并遍歷二叉樹生成編碼，因此 Huffman編碼數(shù)據(jù)壓縮和還原速度都較慢。這里一個像素的新信息定義為該像素的當前或現(xiàn)實值與它預(yù)測值的差值。 ? 式中， m稱為線性預(yù)測器的階， R是舍入函數(shù)， ai是預(yù)測系數(shù)。 ke?ke?2022/2/14 有損預(yù)測編碼 ∑ 量 化 器 符 號 編 碼 器預(yù) 測 器∑輸 入 圖 像 壓 縮 圖 像ke ke?kf?kf?_符 號 解 碼 器預(yù) 測 器∑解 壓 縮 圖 像kf?kf?ke? 圖 有損預(yù)測編碼系統(tǒng) 2022/2/14 有損預(yù)測編碼 ? 解碼器的輸出表示