【文章內(nèi)容簡介】 圖像子采樣 ?對彩色電視圖像進行采樣時，可以采用兩種方法。 ?一種是使用相同的采樣頻率對圖像的亮度信號和色差信號進行采樣， ?另一種是對亮度信號和色差信號分別采用不同的采樣頻率進行采樣。如果對色差信號使用的采樣頻率比對亮度信號使用的采樣頻率低，這種采樣就稱為 圖像子采樣 (subsampling)。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 36 圖像子采樣格式 ? 4:4:4 指在每條掃描線上每 4個連續(xù)的采樣點取 4個亮度 Y樣本 、 4個紅色差 Cr樣本和 4個藍色差 Cb樣本 ， 這就相當于每個像素用 3個樣本表示 。 ? 4:2:2 在每條掃描線上每 4個連續(xù)的采樣點取 4個亮度 Y樣本 、 2個紅色差 Cr樣本和 2個藍色差 Cb樣本 ，平均每個像素用 2個樣本表示 。 ? 4:1:1 在每條掃描線上每 4個連續(xù)的采樣點取 4個亮度 Y樣本 、 1個紅色差 Cr樣本和 1個藍色差 Cb樣本 ，平均每個像素用 。 ? 4:2:0 在水平和垂直方向上每 4個連續(xù)的采樣點上取4個亮度 Y樣本、 1個紅色差 Cr樣本和 1個藍色差 Cb樣本，平均每個像素用 。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 37 子采樣方式 圖 44 彩色圖像 YUV樣本空間位置 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 38 數(shù)字視頻標準 ? 國際標準化協(xié)會 ISO ?(International Standardization OrganizationISO)， ? 國際電子學委員會 IEC ?(International Electronics CommitteeIEC)， ? 國際電信協(xié)會 ITU ?(International Telemunication UnionITU) ? 20世紀 90年代制定了三個重要的多媒體國際標準。 ?JPEG標準、 MPEG標準和 H． 261標準 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 39 1. MPEG1 標準 ? 于 1992年底正式被 ISO/IEC采納 ? 其視頻是面向比特率大約為 壓縮 ? 其 音頻是面向每通道速率為 64Kb/s、 28Kb/s和192Kb/s的數(shù)字音頻信號的壓縮 ? 其最終目標要解決數(shù)字視頻和數(shù)字音頻等多樣壓縮數(shù)據(jù)流的復合和同步的問題。 ? 所以， MPEG1是將數(shù)字視頻信號和與其相伴隨的音頻信號在一個可以接受的質(zhì)量下，能被壓縮到比特率約 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 40 2. MPEG視頻壓縮算法 ? 動態(tài)圖像由一序列靜態(tài)圖像構(gòu)成，對靜態(tài)圖像的壓縮方法同樣適用于動態(tài)圖像的壓縮 ? 動態(tài)圖像在幀與幀之間的特點 : ?動態(tài)圖像以每秒 25 幀播放，在如此短的時間內(nèi)，畫面通常不會有大的變化； ?在畫面中變化的只是運動的部分，靜止的部分往往占有較大的面積； ?即使是運動的部分，也多為簡單的平移 ? 處理辦法 : ? 幀間壓縮 ?若干幀之后就記錄一幅原始的幀 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 41 ?I幀 ,幀 內(nèi)圖像 ,JPEG壓縮 , 不參照任何過去的或者將來的其他圖像幀 ?P為預測幀，利用相鄰 I幀或 P幀的統(tǒng)計信息進行預測 ?B圖像稱為雙向預測幀 ,利用前后的 I,P幀 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 42 3. 其它 MPEG標準 ?(1) MPEG2標準 ?MPEG組織于 1994年推出 MPEG2壓縮標準，以實現(xiàn)視 /音頻服務與應用互操作的可能性。 ?MPEG2標準是針對標準數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細規(guī)定，編碼碼率從每秒 3兆比特～ 100兆比特。 ?MPEG2特別適用于廣播級的數(shù)字電視的編碼和傳送，被認定為 SDTV和 HDTV的編碼標準。 ?MPEG2還專門規(guī)定了多路節(jié)目的復分接方式。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 43 MPEG2標準的主要應用 ?視音頻資料的保存 ?非線性編輯系統(tǒng)及非線性編輯網(wǎng)絡 ?衛(wèi)星傳輸 ?電視節(jié)目的播出 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 44 (2) MPEG4 標準 ?MPEG 于 1999年 2月正式公布 MPEG4的 第一版本。同年年底 MPEG4第二版亦告底定，且于 2022年年初正式成為國際標準。 ?MPEG4不只是具體壓縮算法，它是針對數(shù)字電視、交互式繪圖應用（影音合成內(nèi)容）、交互式多媒體等整合及壓縮技術(shù)的需求而制定的國際標準。 ?MPEG4標準將眾多的多媒體應用集成于一個完整的框架內(nèi)，旨在為多媒體通信及應用環(huán)境提供標準的算法及工具，從而建立起一種能被多媒體傳輸、存儲、檢索等應用領(lǐng)域普遍采用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 45 ?MPEG4在編碼時將一幅景物分成若干在時間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對象，分別編碼后，再經(jīng)過復用傳輸?shù)浇邮斩?，然后再對不同的對象分別解碼，從而組合成所需要的視頻和音頻。這樣既方便我們對不同的對象采用不同的編碼方法和表示方法，又有利于不同數(shù)據(jù)類型間的融合， 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 46 與 MPEG MPEG2相比， MPEG4具有如下獨特的優(yōu)點： ? 基于內(nèi)容的交互性 ?提供了基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)訪問工具，如索引、超級鏈接、上下載、刪除等。 ? 高效的壓縮性 ?能對同時發(fā)生的數(shù)據(jù)流進行編碼 ?一個場景的多視角或多聲道數(shù)據(jù)流可以同步地合成為最終數(shù)據(jù)流?？捎糜谔摂M三維游戲、電影、飛行仿真練習等 ? 通用的訪問性 ?提供易出錯環(huán)境的魯棒性，保證其在網(wǎng)絡及存儲介質(zhì)中的應用。 ?支持基于內(nèi)容的可分級性，即把內(nèi)容、質(zhì)量、復雜性分成許多小塊來滿足不同用戶的不同需求，支持具有不同帶寬，不同存儲容量的傳輸信道和接收端 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 47 MPEG4主要應用 ?因特網(wǎng)視音頻廣播、 ?無線通信、 ?靜止圖像壓縮、 ?電視電話、 ?計算機圖形、 ?動畫與仿真 ?電子游戲等 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 48 (3) MPEG7 ?正式名稱是 “ 多媒體內(nèi)容描述接口 ” 于 1998年 10月提出，于 2022年最終完成并公布 ?旨在解決對多媒體信息描述的標準問題，并將該描述與所描述的內(nèi)容相聯(lián)系，以實現(xiàn)快速有效的搜索 . ?該標準不包括對描述特征的自動提取 ?MPEG7的目標是根據(jù)信息的抽象層次，提供一種描述多媒體材料的方法以便表示不同層次上的用戶對信息的需求 制作：西安交通大學 計算機教學實驗中心 49 ?以視覺內(nèi)容為例，較低抽象層將包括形狀、尺寸、紋理、顏色、運動（軌道）和位置的描述。 ?對于音頻的較低抽象層包括音調(diào)、調(diào)式、音速、音速變化、音響空間位置。 ?最高層將給出語義信息：如 “ 這是一個場景：一個鴨子正躲藏在樹后并有一個汽車正在幕后通過。 ” ?抽象層與提取特征的方式有關(guān)：許多低層特征能以完全自動的方式提取，而高層特征需要更多人的交互作用 制作