【正文】 速度。 2022/2/14 ? 行程編碼比較適合于二值圖像的編碼，一般用于量化后出現(xiàn)大量零系數(shù)連續(xù)的場(chǎng)合，用行程來(lái)表示連零碼。其編碼結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)二叉樹，使常出現(xiàn)的字符用較短的碼代表，不常出現(xiàn)的字符用較長(zhǎng)的碼代表。對(duì)第一組分配代碼 “ 0”，第二組分配代碼 “ 1”； ? (3)執(zhí)行步驟（ 2）后，若每組還是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的灰度級(jí)組成，就重復(fù)上述步驟，直到每組只有一個(gè)灰度級(jí)。 ???????? ??eeeeep??2e x p21)(e?2022/2/14 有損預(yù)測(cè)編碼 ? 有損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng)與無(wú)損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng)相比，主要增加了量化器。通過(guò)變換，降低或消除相鄰像素之間或相鄰掃描行之間的相關(guān)性，提供用于編碼壓縮的變換系數(shù)矩陣。量化的過(guò)程是對(duì)系數(shù)值的量化間距劃分后的簡(jiǎn)單的取整運(yùn)算，量化步長(zhǎng)取決于一個(gè)視覺閾值矩陣，它隨系數(shù)的位置而改變，并且對(duì) Y和UV分量也不相同。 ? 第二部分： MPEG1視頻，描述視頻編碼方法，以便存儲(chǔ)壓縮的數(shù)字視頻。 2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? 2）編解碼 ? MPEG1沒有規(guī)定編碼過(guò)程，僅規(guī)定了比特流的語(yǔ)法和語(yǔ)義，以及解碼器中的信號(hào)處理。 2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? 圖像組是視頻隨機(jī)存取單元，長(zhǎng)度隨意，可以包含一個(gè)或多個(gè) I幀。 2022/2/14 2． MPEG2標(biāo)準(zhǔn) ? 1）基于場(chǎng)或基于幀的 DCT ? 為了更好地適應(yīng)隔行掃描視頻信號(hào)的特點(diǎn)，在 DCT和運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法中對(duì)幀和場(chǎng)進(jìn)行了不同的處理。在 MPEG4中任何一個(gè)場(chǎng)景被理解為由若干視音頻對(duì)象組成。復(fù)用后的數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)靈活復(fù)用接口送到傳輸復(fù)用層，最后送到一個(gè)具體的外部通信網(wǎng)絡(luò)，如 ATM（ Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）網(wǎng)或 PSTN（ Public Switched Telephone Network，公共交換電話網(wǎng)）網(wǎng)。 2022/2/14 2022/2/14 ? 3. 圖像信號(hào)的編解碼 ? 圖像信號(hào)的輸入、輸出指的是 CIF或 QCIF格式的數(shù)字信號(hào)，如果是 NTSC、 PAL或 SECAM信號(hào)應(yīng)先分解成 R、G、 B信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換再變換為 Y、 U、 V亮度及色度信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換為 CIF或 QCIF格式和幀頻 30Hz的信號(hào)，經(jīng)幀存緩沖后進(jìn)入輸入端。外部控制有如下兩個(gè)功能。 ? （ 3） DCT變換利用快速算法，而且僅在實(shí)數(shù)域內(nèi)計(jì)算，沒有復(fù)數(shù)運(yùn)算，計(jì)算簡(jiǎn)單，有利于處理的實(shí)時(shí)性。 QCIF分層結(jié)構(gòu)示意圖如圖 。在這種預(yù)測(cè)模式中需要考慮以下兩方面內(nèi)容：一是對(duì) P幀的亮度分量采用交疊塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，即某一子塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償由本塊和周圍塊的運(yùn)動(dòng)矢量共同決定；二是對(duì)某些宏塊使用四個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，每個(gè)子塊都有一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，用四個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量取代原來(lái)宏塊的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量。 2022/2/14 ? 2. ? (1)采用像素塊的整數(shù) DCT變換，反變換過(guò)程中沒有匹配錯(cuò)誤的問題。 VCL仍然采用分層結(jié)構(gòu)，視頻流由圖像幀組成，一個(gè)圖像幀既可以是一場(chǎng)圖像（對(duì)應(yīng)隔行掃描），或一幀圖像（對(duì)應(yīng)逐行掃描）圖像幀由一個(gè)或多個(gè)片組成，片由一個(gè)或多個(gè)宏塊組成，一個(gè)宏塊由 4個(gè)（或）亮度塊、 2個(gè)色度塊（ U、 V）組成。 2022/2/14 2022/2/14 ? 1）編碼器 ? 編碼器以宏塊為單位來(lái)處理輸入幀圖像或場(chǎng)圖像，并且以幀內(nèi)或幀間方式對(duì)每個(gè)宏塊進(jìn)行編碼。主要應(yīng)用是廣播媒體，例如數(shù)字電視、存儲(chǔ)數(shù)字視頻等。 2022/2/14 ? VCL和 NAL的目的是為了適配特定的視頻編碼特性和特殊的傳輸特性。 2022/2/14 2022/2/14 2022/2/14 ? 1. 幾項(xiàng)基本技術(shù) ? 1)將每個(gè)視頻利用圖像空間域的相關(guān)性 ? 對(duì)圖像分塊進(jìn)行變換，量化和熵編碼，消除圖像的空間冗余。 2022/2/14 ? 2）基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼模式 ? 基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼模式代替了缺省模式中的三維可變長(zhǎng)編碼。 2022/2/14 2022/2/14 2022/2/14 ? P、塊組層 GOB、宏塊層 MB和塊層 B四個(gè)層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是與 ，在，每個(gè) GOB包含的 MB數(shù)目是不同的。與原始圖像矩陣相比， DCT系數(shù)之間的相關(guān)性已經(jīng)大大降低。 BCH糾錯(cuò)碼，在解碼中可任選。為使現(xiàn)行的各種電視制式方便地轉(zhuǎn)換為電視會(huì)議和可視電話的圖像形式，即同時(shí)適用 PAL制（ 25幀 /秒， 625行 /幀）和 NISC制（ 30幀 /秒， 525行 /幀）模擬電視標(biāo)準(zhǔn)。MPEG4的應(yīng)用可以從 DMIF申請(qǐng)到自己所需要的 “ 服務(wù)質(zhì)量 ” ，如對(duì)帶寬、時(shí)延的要求等。它主要包括：系統(tǒng)、視覺信息、音頻、一致性、參考軟件、多媒體傳送集成框架、優(yōu)化軟件、 IP中的一致性、參考硬件描述等 9個(gè)部分。根據(jù)應(yīng)用的不同， MPEG2的碼率范圍為 ~100Mbit/s，一般情況下，只有碼率超過(guò) 4Mbit/s的 MPEG2視頻質(zhì)量才能明顯優(yōu)于MPEG1。當(dāng)一幅圖像所有的宏塊都處理完畢，則整個(gè)圖像被重建。 ? B幀： 采用雙向預(yù)測(cè)方法，能夠提供最大限度的壓縮。 MPEG標(biāo)準(zhǔn)闡明了編解碼過(guò)程，嚴(yán)格規(guī)定了編碼后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流的句法結(jié)構(gòu)，但是并沒有規(guī)定編解碼的算法。圖 JPEG標(biāo)準(zhǔn)基本系統(tǒng)的編碼器結(jié)構(gòu)圖，圖中，量化用 Q表示， IQ表示反量化。 ),( yxf ),( vuF ),( vuF2022/2/14 圖像變換編碼基本原理 ? 變換編碼就是對(duì)數(shù)字圖像經(jīng)過(guò)正交變換的系數(shù)矩陣進(jìn)行量化編碼。下標(biāo) n為圖像序列的空間坐標(biāo)，在一維線性預(yù)測(cè)編碼中，設(shè)掃描沿行進(jìn)行，式（ ）可以表示為 ????????? ??? inmiin faRf1?2022/2/14 無(wú)損預(yù)測(cè)編碼 ? 一維線性預(yù)測(cè)僅是當(dāng)前行掃描到的先前像素的函數(shù)。但是哈夫曼編碼簡(jiǎn)單有效，因而得到了廣泛的應(yīng)用。是一種非等長(zhǎng)最佳編碼方法。對(duì)于某些圖像的一些區(qū)域，它們是由相同的灰度或顏色的相鄰像素組成的。但是，有些圖像是不允許進(jìn)行有損壓縮的。 第 5章 圖像編碼與壓縮 2022/2/14 ? 視頻圖像序列中的不同幀之間的相關(guān)性所造成的冗余。 場(chǎng)景中總有一些物體，圖像中就有一些目標(biāo)，同一目標(biāo)的像素之間一般具有相關(guān)性。有損壓縮算法刪除了不相干的信息，因此只能對(duì)原有的圖像進(jìn)行近似地重構(gòu)，而不能精確的復(fù)原。基于字典的技術(shù)生成的文件包含的是定長(zhǎng)碼，每個(gè)碼字代表原文件中數(shù)據(jù)的一個(gè)特定的序列。然而，與 RLE不同的是，它在對(duì)文件進(jìn)行編碼的同時(shí)，生成特定字符序列的表以及它們對(duì)應(yīng)的代碼 基于字典的技術(shù) 2022/2/14 ? LZW編碼的基本思想：在編碼過(guò)程中，將所遇到的字符串建立一個(gè)字符串表，表中的每個(gè)字符串都對(duì)應(yīng)一個(gè)索引，編碼時(shí)用該字符串在字串表中的索引來(lái)代替原始的數(shù)據(jù)串。 Huffman編碼 2022/2/14 Huffman編碼 ? 產(chǎn)生 Huffman編碼需要對(duì)原始數(shù)據(jù)掃描兩遍。 ? 在多數(shù)情況下，可以通過(guò)將個(gè)先前的像素進(jìn)行線性組合得到預(yù)測(cè)值。例如傅里葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等。 2022/2/14 JPEG標(biāo)準(zhǔn) ? JPEG標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)圖像的壓縮要求提出了幾種不同的編、解碼方法，主要分為基本系統(tǒng)、擴(kuò)展系統(tǒng)和信息保持型系統(tǒng)。 1991年 11月提出了 。為此定義了四種編碼幀： I幀、 P幀、 B幀和 D幀。子塊則是 DCT、量化以及 “ Z”字形掃描和 VLC編碼輸出的基本單元。 2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? 視頻部分和 ITUT的 ，作為一個(gè)通用的編碼標(biāo)準(zhǔn)，它的應(yīng)用范圍更廣，既包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視、高清晰度電視，也包括 MPEG1的工作范圍。可分級(jí)編碼的優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)提供不同的編碼服務(wù)水平，例如可以在一個(gè)公共的信道實(shí)現(xiàn) HDTV（ High Definition Television，高清晰度電視）和SDTV的同播，以供不同水平的接收機(jī)使用，但代價(jià)是要增加一定的額外碼字。 2022/2/14 3． MPEG4標(biāo)準(zhǔn) ? MPEG4可視信息的編碼部分包括了許多內(nèi)容，其工具集可以不斷地?cái)U(kuò)充進(jìn)新的編碼工具，甚至用戶自己的編碼方法也可以放入工具集，因此標(biāo)準(zhǔn)可隨時(shí)趕上技術(shù)的發(fā)展而保持長(zhǎng)時(shí)間有效。這些編碼方法都屬于混合編碼的范疇。以便適應(yīng)圖像變更的內(nèi)容，充分發(fā)揮既定的比特率的傳輸能力。在其中取出一個(gè) 的子塊，對(duì)其進(jìn)行二維 DCT后，得到的變換域系數(shù)矩陣。一個(gè) GOB所包含的 MB是不同的，對(duì)應(yīng)的行數(shù)也不同。 ? 1）無(wú)限制運(yùn)動(dòng)矢量模式 ? 運(yùn)動(dòng)矢量可以指向圖像外，范圍擴(kuò)展到 [， ]。在技術(shù)上，采用統(tǒng)一的 VLC符號(hào)編碼，高精度、多模式的位移估計(jì)，基于塊的整數(shù)變換、分層的編碼語(yǔ)法等措施使得 ，在相同的重建圖像質(zhì)量下，比 50%左右的碼率，更適合窄帶傳輸。在一些特殊的情況下，圖像的一部分適合采用幀模式編碼，而另一部分適合采用場(chǎng)模式編碼， 自適應(yīng)的場(chǎng)幀模式轉(zhuǎn)換。 2022/2/14 ? 4. 檔次 ? 、主要檔次和擴(kuò)展檔次，以適用于不同的應(yīng)用。 2022/2/14 ? 3）去塊效應(yīng)濾波器 ? 為了消除因編碼方式不同等原因而可能產(chǎn)生的塊效應(yīng)， 應(yīng)濾波的環(huán)路濾波器，在重建圖像之前使用。 ? B片：除了可以采用 P片的所有編碼方式外， B片的宏塊還可以采用具有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的雙向預(yù)測(cè)編碼。 ? (3)運(yùn)動(dòng)矢量的精度可以達(dá)到 1/4像素或者 1/8像素，與整數(shù)精度的空間預(yù)測(cè)相比，可以提高 20%編碼效率。其中 P幀是在缺省模式中采用的幀間編碼的幀， P幀由前面已經(jīng)編碼的 P幀或 I幀來(lái)預(yù)測(cè)。運(yùn)動(dòng)矢量范圍為 [16， ]。因此具有更好的編碼性能。 2022/2/14 DCT變換 ? 由于 DCT變換核構(gòu)成的基向量與圖像內(nèi)容有關(guān)，且變換核是可以分離的，故可通過(guò)兩個(gè)一維 DCT變換得到二維DCT變換。 2022/2/14 2022/2/14 ?