【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(cè)塊與差值塊相加，經(jīng)過濾波得到每個(gè)解碼宏塊，形成解碼圖像?；緳n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(huì)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(cè)編碼，但是只能采用一個(gè)前向運(yùn)動(dòng)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(duì)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(gè)宏塊的 亮度值可以按照 進(jìn)行分割，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)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(qiáng)了對(duì)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(duì)誤碼和丟包的處理；應(yīng)用目標(biāo)范圍較寬，以滿足不同速率及不同傳輸和存儲(chǔ)場(chǎng)合的需求；它的基本系統(tǒng)是開放的，使用無需版權(quán)。一個(gè) PB幀由一個(gè) P幀和一個(gè) B幀組成一起編碼。在攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)或圖像沿邊緣運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用無限制運(yùn)動(dòng)矢量模式可以提高編效率。在全像素精度預(yù)測(cè)后再執(zhí)行 1/2像素精度的搜索。表 。基本算法在 。 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(duì)灰度圖像進(jìn)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?yàn)榭梢曤娫拡D像的幀間相關(guān)性很強(qiáng)，不傳的圖像可以由已經(jīng)傳的圖像計(jì)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(jìn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn) ? 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(dú)立于具體的通信網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)所必需的組合信息就構(gòu)成了場(chǎng)景描述（ Scene Description）信息，并且可以將他們編碼，與各種視音頻（ AV）對(duì)象一起傳輸。此外， MPEG2還允許空間分級(jí)、時(shí)間分級(jí)以及 SNR分級(jí)等以各種方式結(jié)合，形成多層次的分級(jí)擴(kuò)展。當(dāng)序列是逐行時(shí)，或者圖像是場(chǎng)方式時(shí)，采用的分割方式與 MPEG1相同；但對(duì)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(chǎng)的隔行分割方式。 MPEG1成為MPEG2的一個(gè)子集，即 MPEG2的解碼器可以對(duì) MPEG1碼流進(jìn)行編碼。在要求能隨機(jī)播放、快進(jìn)、快倒等應(yīng)用場(chǎng)合，可以使用較短的圖像組。 88?2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? 解碼是編碼的逆操作，由于無需運(yùn)動(dòng)估計(jì)，因此比編碼簡(jiǎn)單。編碼器設(shè)計(jì)必須在圖像質(zhì)量、編碼速率以及編碼效率之間進(jìn)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(biāo)準(zhǔn) ? I幀： 采用幀內(nèi)編碼方法，無需參考其它幀，是獨(dú)立壓縮的，給出編碼序列的解碼的起始操作點(diǎn)，滿足隨機(jī)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(cè)試一個(gè)編碼碼流是否符合MPEG1碼流的方法。 1992年通過了 ISO11172號(hào)建議，即 MPEG標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)把量化步長(zhǎng)乘以一個(gè)公共因數(shù)后，一般可以調(diào)整比特?cái)?shù)，由此可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)編碼。所有符合 JPEG標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)。在變換域中，圖像信號(hào)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?cái)?shù)，就可以明顯減少圖像傳輸或存儲(chǔ)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(cè)編碼系統(tǒng)組成如圖 。 2022/2/14 無損預(yù)測(cè)編碼 ? 將 m個(gè)先前的像素進(jìn)行線性組合得到預(yù)測(cè)值。 統(tǒng)計(jì)編碼技術(shù) 2022/2/14 統(tǒng)計(jì)編碼技術(shù) ? 表 2022/2/14 無損預(yù)測(cè)編碼 ? 預(yù)測(cè)編碼的基本思想是通過僅對(duì)每個(gè)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(jì)出原始數(shù)據(jù)中每個(gè)值出現(xiàn)的頻率，第二遍是建立 Huffman樹并進(jìn)行編碼。其他符號(hào)的碼字長(zhǎng)，這樣就能夠減少符號(hào)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(gè)字符串的索引，前 256個(gè)索引用于對(duì)應(yīng)可能出現(xiàn)的 256種灰度，由此可建立一個(gè)初始的字符串表，而剩余的 3840個(gè)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(gè)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(dá)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(huì)增加圖像文件的大小?；诮y(tǒng)計(jì)的方法通過用較短代碼代表頻繁出現(xiàn)的字符，用較長(zhǎng)的代碼代表不常出現(xiàn)的字符，從而實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)文件的壓縮。根據(jù)解碼圖像對(duì)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(dá)到較高的壓縮比。當(dāng)使用不同的編碼方法時(shí)，得到的碼字及其長(zhǎng)度都會(huì)不同。根據(jù)相關(guān)性，由某一個(gè)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(cè)出來，每個(gè)獨(dú)立的像素所攜帶的信息相對(duì)較少。2022/2/14 第 5章 圖像編碼與壓縮 ? 引言 ? 圖像保真度準(zhǔn)則 ? 無損壓縮技術(shù) ? 無損預(yù)測(cè)編碼 ? 有損預(yù)測(cè)編碼 ? 圖像變換編碼基本原理 ? 視頻圖像編碼簡(jiǎn)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(jìn)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(qiáng)的紋理結(jié)構(gòu)或自相似性。對(duì)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(jiǎn)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(dá)到較好的壓縮效果，在進(jìn)行圖像編碼時(shí)不單獨(dú)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(jì)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(jì)編碼方法。 統(tǒng)計(jì)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(hào)序列變成 ? 01 11 100 01 11 0011 101 101 0000 0010 0001 01 01 11 共 39bit 統(tǒng)計(jì)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(zhǎng)了，但是使用頻繁的幾個(gè)碼字 s0,s1變短了，使得整個(gè)序列的編碼縮短，實(shí)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(gè)像素的新信息定義為該像素的當(dāng)前或現(xiàn)實(shí)值與它預(yù)測(cè)值的差值。 ? 式中， m稱為線性預(yù)測(cè)器的階， R是舍入函數(shù)， ai是預(yù)測(cè)系數(shù)。 ke?ke?2022/2/14 有損預(yù)測(cè)編碼 ∑ 量 化 器 符 號(hào) 編 碼 器預(yù) 測(cè) 器∑輸 入 圖 像 壓 縮 圖 像ke ke?kf?kf?_符 號(hào) 解 碼 器預(yù) 測(cè) 器∑解 壓 縮 圖 像kf?kf?ke? 圖 有損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng) 2022/2/14 有損預(yù)測(cè)編碼 ? 解碼器的輸出表示