多媒體技術(shù)基礎(chǔ)第3版第12章mpeg視像(編輯修改稿)
2024-11-04 10:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 宏 塊被 搜 索 宏 塊xy t時(shí) 刻 圖 像kt參 考 圖 像預(yù) 測(cè) 編 碼 圖 像搜 索 窗 口最 佳匹 配 宏 塊移 動(dòng) 矢 量 ,)( xy ddd( , )g x y ( , )g x y( , )f x yvMhMhM vM： 水 平 方 向 的 移 動(dòng) 矢 量： 垂 直 方 向 的 移 動(dòng) 矢 量( a )( b )? ?? ?? ?圖 126 移動(dòng)矢量的算法框圖 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 22/46 MPEG1視像 (續(xù) 11) ? 最佳匹配：編碼宏塊 MPI(如 f(x, y))是參考宏塊 MRJ(如 g(x, y))的最佳匹配是指這兩個(gè)宏塊之間的差值最小 ? 以絕對(duì)值 (absolute difference， AE)最小作為匹配判據(jù) 1 5 1 500( , ) ( , ) ( 1 6 )xyijA E f i j g i d j d i j??? ? ? ? ? ??? ，JI2221IJ [ ( , ) ( , ) ] ( 1 6 )xyijM S E f i j g i d j d i j? ??? ? ? ? ? ??? ，? 有些學(xué)者提出了以均方誤差 (meansquare error， MSE)最小作為匹配判據(jù) ? 也有些學(xué)者提出以平均絕對(duì)幀差 (mean of the absolute frame difference， MAD)最小作為匹配判據(jù) JI221IJ ( , ) ( , ) ( 1 6 )xyijM A D f i j g i d j d i j???? ? ? ? ? ??? ，其中， dx和 dy分別是參考宏塊 MRJ的移動(dòng)矢量 d(dx, dy) 在 x和 y方向上的移動(dòng)矢量 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 23/46 MPEG1視像 (續(xù) 12) ? (4)搜索算法 ? 為減少搜索次數(shù)，現(xiàn)在已開(kāi)發(fā)出許多簡(jiǎn)化算法用來(lái)尋找最佳宏塊，下面介紹其中三種 ? 二維對(duì)數(shù)搜索法 (2Dlogarithmic search) ? 匹配判據(jù)： MSE為最小 ? 搜索策略：沿著最小失真方向搜索 ? 搜索方法：見(jiàn)圖 127 ? 在搜索時(shí)，每移動(dòng)一次就檢查 5個(gè)搜索點(diǎn) ? 如果最小失真在中央或在邊界，就減少搜索點(diǎn)之間的距離 ? 在這個(gè)例子中，步驟 1， 2， … ， 5得到的近似移動(dòng)矢量d為 (i， j2)、 (i， j4)、 (i+2， j4)、 (i+2， j5)和 (i+2， j6)，最后得到的移動(dòng)矢量為 d(i+2， j6) 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 24/46 MPEG1視像 (續(xù) 13) 圖 127 二維對(duì)數(shù)搜索法 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 25/46 MPEG1視像 (續(xù) 14) ? 三步搜索法 (threestep search) ? 這種搜索法與二維對(duì)數(shù)搜索法很接近 ? 在開(kāi)始搜索時(shí)，搜索點(diǎn)離中心點(diǎn) (i， j)很遠(yuǎn) ? 第一步，測(cè)試 8個(gè)搜索點(diǎn)，見(jiàn)圖 128。在這個(gè)例子中，點(diǎn) (i+3， j3)作為第一個(gè)近似的移動(dòng)矢量 d1 ? 第二步，搜索點(diǎn)偏離 (i+3， j3)較近，找到的點(diǎn)假定為(i+3， j5) ? 第三步給出了最后的移動(dòng)矢量為 d(i+2， j6) 注： 本例采用 MAD作為匹配判據(jù) 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 26/46 MPEG1視像 (續(xù) 15) 圖 128 三步搜索法 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 27/46 MPEG1視像 (續(xù) 16) ? 對(duì)偶搜索法 (conjugate search) ? 使用 MAD作為匹配判據(jù)，搜索方法見(jiàn)圖 129 ? 在第一次搜索時(shí)，通過(guò)計(jì)算點(diǎn) (i1， j)、 (i， j)和 (i+1， j)處的 MAD值來(lái)決定 i方向上的最小失真 ? 如果計(jì)算結(jié)果表明點(diǎn) (i+1， j)處的 MAD為最小，就計(jì)算點(diǎn) (i+2， j)處的 MAD，并從 (i， j)， (i+1， j)和 (i+2， j)的 MAD中找出最小值 ? 按這種方法一直進(jìn)行下去，直到在 i方向上找到最小MAD值及其對(duì)應(yīng)的點(diǎn) ? 在整個(gè) MPEG圖像壓縮過(guò)程中，尋找最佳匹配宏塊要占據(jù)相當(dāng)多的計(jì)算時(shí)間，匹配得越好，重構(gòu)的圖像質(zhì)量越高 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 28/46 MPEG1視像 (續(xù) 17) 圖 129 對(duì)偶搜索法 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 29/46 MPEG1視像 (續(xù) 18) ? 雙向預(yù)測(cè)圖像 B的壓縮編碼算法 ? 對(duì)在它前后幀的像素值之差進(jìn)行編碼，見(jiàn)圖 1210。具體計(jì)算方法與預(yù)測(cè)圖像 P的算法類似 ? 雙向預(yù)測(cè)圖像 B不傳播編碼誤差 ? 三種圖像壓縮性能比較 ? 幀內(nèi)圖像 I、預(yù)測(cè)圖像 P和雙向預(yù)測(cè)圖像 B經(jīng)過(guò)壓縮后的大小見(jiàn)表 122 ? 從表中可以看到，幀內(nèi)圖像 I的數(shù)據(jù)量最大，而雙向預(yù)測(cè)幀圖像 B的數(shù)據(jù)量最小 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 30/46 MPEG1視像 (續(xù) 19) 圖 1210 雙向預(yù)測(cè)圖像 B的壓縮編碼算法框圖 [3] 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 31/46 MPEG1視像 (續(xù) 20) ? 幀圖像的編排順序 ? MPEG1編碼器允許選擇 ? 幀內(nèi)圖像 I出現(xiàn)的頻率和位置。通常的頻率為 2 Hz ? 在兩幀圖像 I之間或在圖像 I和 P之間選擇圖像 B的數(shù)目 ? 圖像 I、 P和 B的數(shù)目主要是根據(jù)節(jié)目的內(nèi)容來(lái)確定。例如 ? 對(duì)于快速運(yùn)動(dòng)的圖像，幀內(nèi)圖像 I的頻率可以選擇高一些，雙向預(yù)測(cè)圖像 B的數(shù)目可以選擇少一些 ? 對(duì)于慢速運(yùn)動(dòng)的圖像，幀內(nèi)圖像 I的頻率可以低一些，而雙向預(yù)測(cè)圖像 B的數(shù)目可以選擇多一些，這樣可保證視像的質(zhì)量。 ? 一個(gè) I、 P和 B的典型編排順序見(jiàn)圖 1211 ? 編碼參數(shù)： I的距離 N=15， P的距離 M=3 ? 在視像解碼時(shí)，因 B需 I和 P做參考，故在解碼之前需重新組織幀圖像數(shù)據(jù)流的輸入順序，其方案見(jiàn)圖 1212 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 32/46 MPEG1視像 (續(xù) 21) 1 秒 鐘圖 像 類 型顯 示 順 序圖 1211 MPEG幀圖像的編排示例 I B PB B B PI P PB B B B幀 圖 像 的顯 示 順 序視 像 流 的傳 輸 順 序1 2 3 4 5 6 72 4 2 3 7 5 6圖 1212 MPEG幀圖像和視像流的順序 2020年 11月 4日 第 12章 MPEG視像 33/46 MPEG1視像 (續(xù) 22) ? 視像數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)位流的組織關(guān)系到如何設(shè)計(jì)解碼器，如無(wú)統(tǒng)一規(guī)范，設(shè)計(jì)的解碼器就不能通用 ? 按層次結(jié)構(gòu)組織，一個(gè)視像序列 (video sequence)分
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1