【正文】 (5) 通過(guò) ISDN、以太網(wǎng)、局域網(wǎng)、 DSL、無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)等提供 多媒體 消息服務(wù) ( MMS ) 。 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 4. 整數(shù)變換 把 運(yùn)動(dòng)估值 和幀內(nèi) ( Intra ) 預(yù)測(cè)的殘差結(jié)果 從時(shí)域變換到頻域，使用了類似于 4 4 離散余弦變換 ( Discrete Cosine Transform， DCT ) 的整數(shù)變換，而不是像 MPEG2和 MPEG4那樣采用 8 8 DCT 的浮點(diǎn)數(shù)變換。 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 3. 幀間預(yù)測(cè) 幀間預(yù)測(cè)用于降低圖像的時(shí)域相關(guān)性，通過(guò)采用 多幀參考 和更小運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)區(qū)域 等方法，對(duì)下一幀進(jìn)行精確預(yù)測(cè)，從而減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。 與以往的編碼方法的 不同之處 有以下幾個(gè)方面 ： 1. 運(yùn)動(dòng)估值和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 H. 264 采用了不同大小和形狀的宏塊分割與亞分割的方法。 (2) 利用時(shí)域相關(guān)性。 ( 8 ) 觀眾可以選擇不同的語(yǔ)言。MPEG4視頻編碼技術(shù)翻開了圖像編碼史上嶄新的一頁(yè)。 ( 2 ) PVOP ( Predicted VOP )，它采用上一個(gè) IVOP 或上一個(gè) PVOP 來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)。這些工具和算法與 VLBV core 所提供的是相同的。 誤碼環(huán)境下的堅(jiān)韌性和恢復(fù)能力。 MPEG4 的編碼具有魯棒性和糾錯(cuò)功能，從而保證在易出錯(cuò)的通信環(huán)境下實(shí)現(xiàn) 安全的低碼率編碼和傳輸 。 MPEG4是第一個(gè)在其音、視頻表示規(guī)范中考慮 信道特性 的標(biāo)準(zhǔn)，其目的不是取代已有通信網(wǎng)提供的錯(cuò)誤控制技術(shù)，而是提供一種對(duì)抗殘留錯(cuò)誤的堅(jiān)韌性。 與現(xiàn)有的或正在制定的標(biāo)準(zhǔn)相比，在可比擬速率上， MPEG4標(biāo)準(zhǔn)將提供更好的主觀視覺質(zhì)量的圖像。 MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)支持 7 個(gè)新的功能，可粗略地劃分為 3 類： 基于內(nèi)容的 交互性 、 高壓縮率 和靈活多樣的 存取模式 。 7. 誤碼處理 不提供誤碼檢測(cè) / 糾正 處理。 4. 運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù) 在 ，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量采用一維前值預(yù)測(cè)與 VLC相結(jié)合的方式進(jìn)行編碼 ； 二維預(yù)測(cè)與 VLC相結(jié)合的方式對(duì)預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行編碼。 2. 塊組 (GOB)結(jié)構(gòu) 與 ( MB ) 的定義是相同的。 建議是 、視頻編碼部分。 在上述所有標(biāo)準(zhǔn)中采用的壓縮措施及壓縮效果如表 和表 。 1. 低級(jí)圖像格式 低級(jí)圖像格式與 MPEG1 標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式基本一致，現(xiàn)將這種圖像格式的參數(shù)列于表 中。 (3) 利用可變長(zhǎng)度編碼技術(shù) ，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量和 DCT 變換系數(shù)進(jìn)行 編碼，以達(dá)到充分利用通道帶寬的目的。 它是同時(shí)利用前面的和后面的 I 幀或 P 幀 作為基準(zhǔn)，進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)編碼 而得到的。 I 幀是不采用基準(zhǔn)圖像的編碼所產(chǎn)生的圖像。 High Profile 支持亮、色信號(hào) 4∶ 2∶ 2 格式和所有分級(jí)性。 本規(guī)范有 5個(gè)檔次 和 4個(gè)等級(jí)。 (2) 把含有多個(gè) 節(jié)目的傳送碼流轉(zhuǎn)換成 一個(gè)含有單一節(jié)目的 傳送碼流 。在此解碼器中，已多工編碼的一路和多路聲音或圖像碼流被假定存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)媒體上。 壓縮后的基本碼流與系統(tǒng)的信息一起組合、打包，產(chǎn)生打包基本碼流 ( Packetised Elementary Streams， PES )，然后這些 PES又組合 形成節(jié)目碼流或傳送碼流 。它包括以下 5 種基本功能： 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) （ 1）多個(gè)壓縮碼流解碼時(shí)的同步 。 (2) P 幀圖像 ，或稱 Predicted 幀圖像，它們參照前一幅 I 幀或 P 幀 圖像作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼 ； (3) B 幀圖像 ，或稱 雙向預(yù)測(cè)幀圖像 ，它們參照前一幅和后一幅 I幀 或 P 幀圖像作雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼 。 總的編、解碼過(guò)程如圖 。該標(biāo)準(zhǔn)于 1992年 11月被通過(guò)， 1993年 8月公布。 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 圖 數(shù)據(jù)交換格式 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 167。掃描 1表示掃描數(shù)據(jù) 1，由圖中第三行闡述。 (1) 第一行為 壓縮圖像數(shù)據(jù) 。 對(duì) DCT變換后的直流系數(shù) ( DC ) 的處理可參考圖 所示的處理方式。圖中輸入端為源圖像數(shù)據(jù)，分成 8 8 像素塊 ( Blocks ) 數(shù)據(jù)后才能輸入正向 DCT ( 即 FDCT )。 JPEG標(biāo)準(zhǔn)包括 兩種基本壓縮方法 ： (1) 有損壓縮方法： 它是以 DCT變換 為基礎(chǔ)的壓縮方法 ， 其壓縮比較高 ， 是 JPEG標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ) 。前面的一串零稱為 游程 ，用 RUN表示，后面的數(shù)據(jù)稱為 量值 ，用 LEVEL表示。以幀頭數(shù)據(jù)開始，其后有 12塊 組數(shù)據(jù)。 (3) 塊組 層用 GOB表示。換場(chǎng)景后第 1幀為 I 幀。 電視電話的幀頻為 30 幀 /秒。 由于現(xiàn)行電話網(wǎng)可以傳輸?shù)乃俾试? 20 kb/s以下，遠(yuǎn)比 64 kb/s 低，因此要采取降低幀頻等措施。 亮度分量的 縱向像素為 288個(gè) ，實(shí)際上相當(dāng)于 288 行掃描線，這是考慮到當(dāng)前兩種電視制式為 625行／ 25 幀和 525行／ 30幀，都是隔行掃描和每幀為 2場(chǎng)，所以兩種制式的場(chǎng)掃描行數(shù)為 625／ 2 和525／ 2，而 288 掃描行就是由這兩種場(chǎng)掃描行數(shù)轉(zhuǎn)換來(lái)的，即取這兩種場(chǎng)掃描行數(shù)的平均值： 62 5 52 522 28 28 82??????? ??這樣比較容易實(shí)現(xiàn) CIF 與這兩種電視制式之間的相互轉(zhuǎn)換 。 1990年 12月國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì) (CCITT)通過(guò)了 ，即 “采用 p 64kbit/s 的聲像業(yè)務(wù)的圖像編解碼”，其中 p = 1,2,… ， 32。 另有 基本通道 B 的速率 為 64 kb/s， 6 B＝ 384 kb/s。 2022年制定 ++ ( 第三版。制定此標(biāo)準(zhǔn)的主要目的就在于 增強(qiáng)圖像的壓縮效率 和改善 圖像數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸 。 MPEG2是由 ISO的活動(dòng)圖像專家組和 ITU 的第 15研究組于 1994年共同制定的，在 ITU的標(biāo)準(zhǔn)中，被稱為 。 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程 圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)可分為兩大系列： MPEGX 和 。國(guó)際電工委員會(huì) ( IEC ) 是世界上最早的國(guó)際性電工標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。 MPEG組織的初衷是制定一個(gè)針對(duì)視頻會(huì)議、視頻電話的超低比特率 ( 64 kb/s以下 ) 編碼的標(biāo)準(zhǔn)，并打算采用第二代壓縮編碼算法，以支持甚低數(shù)碼率 的應(yīng)用。 為了滿足低速率視頻通信的應(yīng)用需要， ITU又推出了適于在速率低于 64 kb/s 的信道上傳輸?shù)? 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 167。 由于 電視電話和電視會(huì)議 ，因此推薦的圖像編碼算法必須是實(shí)時(shí)處理的，并且要求最小的延遲時(shí)間 ( 因?yàn)閳D像必須和語(yǔ)音密切配合，否則必須延遲語(yǔ)音時(shí)間 ) 。另外，圖像尺寸的縱橫比為 3∶ 4，與常規(guī)模擬電視屏幕尺寸比例一致。 QCIF格式亮度信號(hào)的 橫向像素?cái)?shù)為 176，縱向像素?cái)?shù)為 144。圖中圖像輸入實(shí)際上是以 宏塊 MB為單位輸入的， MB 中包含亮度信號(hào) Y 的 4個(gè) 8 8像素方塊，色度信號(hào) Cb、 Cr 的各一個(gè) 8 8 像素方塊 ，共 6個(gè) 8 8 像素方塊。 圖 B 幀稱為雙向內(nèi)插幀 ，它是由鄰近的 I、 P 幀或 P、 P 幀計(jì)算所得的。 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) (2) 宏塊層用 MB 表示。 圖 塊組 GOB中宏塊 MB安排順序 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 圖 塊組 GOB安排順序 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 2. 圖像復(fù)用 圖像復(fù)用把上述層次的數(shù)據(jù)按一定方式連接起來(lái)，構(gòu)成一幀數(shù)據(jù)流。宏塊 ( MB ) 頭包含宏塊地址碼 MBA ( MBA編碼表 )、類型信息 ( 包括幀內(nèi)、幀間、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、濾波器是否使用， )、宏塊量化步長(zhǎng) (一直用到再次變更 )、運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù) MVD ( MVD編碼表 )、編碼塊圖樣 CBP ( 用于說(shuō)明各塊數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)數(shù) )。 JPEG標(biāo)準(zhǔn) JPEG ( Joint Photographic Experts Group ) 是 聯(lián)合照片 ( 靜止 ) 圖像專家組 的英文縮寫 。它也可以用于活動(dòng)圖像中，只不過(guò)壓縮方法只限于幀內(nèi)進(jìn)行， 不作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和幀間差運(yùn)算 。經(jīng)過(guò)熵解碼器、去量化器和反向 DCT ( 即 IDCT )后，得到重建的圖像數(shù)據(jù)。為了便于交換和儲(chǔ)存，需要有統(tǒng)一的交換格式，同時(shí)也便于解碼器解碼。 (2) 第二行說(shuō)明 幀內(nèi)包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容 。 (4) 第四行用于說(shuō)明 初始和結(jié)束的熵編碼段 。 MPEG4 項(xiàng)目是 1991年 5月建議，并于 1993年 7月確認(rèn)，其目標(biāo)是 甚低數(shù)碼率的音頻 /視頻壓縮編碼 ( 數(shù)碼率低于 kb/s，但實(shí)際范圍比這要寬得多 )。 MPEG1標(biāo)準(zhǔn)可以 處理各種類型的活動(dòng)圖像 ，其基本算法對(duì)于壓縮 水平方向 352個(gè)像素 、 豎直方向 288個(gè)像素 的空間分辨力，每秒 24/ 25 /30 幅畫面的運(yùn)動(dòng)圖像有很好的效果。 第五，將 DCT 系數(shù)進(jìn)行變字長(zhǎng)熵保持編碼 。 第 2部分是圖像 ( Video ) 部分 ( ISO/IEC IS 138182 )。 系統(tǒng)編碼規(guī)定為兩種方式： 節(jié)目碼流 ( Program Stream， PS ) 傳送碼流 ( Transport Stream， TS )。 節(jié)目碼流用于 相對(duì)無(wú)誤的 環(huán)境中，適合支持節(jié)目信息的軟件處理的應(yīng)用，以及適用于 CDROM上的多媒體應(yīng)用。傳送碼流設(shè)計(jì) 用于有誤碼 的環(huán)境，例如在有損耗或噪聲的媒體中 儲(chǔ)存或傳輸 。各部分的詳細(xì)的構(gòu)成和功能在ISO/IEC 138181中都有規(guī)定。 Simple Profile 如同 Main，但是為節(jié)省 RAM 而 沒有內(nèi)插 圖像幀。 第 5 章 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 為了達(dá)到高倍數(shù)的壓縮，在 MPEG2 中采用多種碼率壓縮技術(shù)，主要 有以下 3種 ： (1) 利用運(yùn)動(dòng) 補(bǔ)償預(yù)測(cè)編碼方法 去掉電視圖像信號(hào)的 時(shí)間冗余信息 。這些P 幀本身又作為 基準(zhǔn) 來(lái)產(chǎn)生下面的 P 幀或 B 幀。 上述 3 種圖像在一個(gè)序列中的 編排是很靈活 的，與實(shí)際應(yīng)用有關(guān)，取決于 編碼器 。雖然 MPEG是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電工委員會(huì)聯(lián)合組成的專家組，但是它所制定的聲音、圖像數(shù)字編碼和多工組合的標(biāo)準(zhǔn)， 特別是 MPEG2，得到了包括國(guó)際電信聯(lián)盟的電信標(biāo)準(zhǔn)化部門 ITUT 和無(wú)線電通信部門 ITUR在內(nèi)的其它有關(guān)國(guó)際組織和國(guó)家的廣泛認(rèn)可，在廣播、電視和多媒體的未來(lái)數(shù)字化的發(fā)展中得到了應(yīng)用，并成為其發(fā)展的基礎(chǔ)。 4. 高級(jí)寬屏幕圖像格式 高級(jí)寬屏幕圖像格式與高級(jí)窄屏幕圖像格式比較，只是展寬了屏幕而已，其參數(shù)見表 。 所謂 極低碼率視頻編碼技術(shù) ，是對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)速率 低于64kb/s的各種編碼方法的總稱。 1. 圖像格式 CIF 和 QCIF兩種圖像掃描格式，而在 中有 三種標(biāo)準(zhǔn)圖像格式 ：