【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 b2 c1 d1 c2 d2 P場(chǎng)預(yù)測(cè) a1,a2任取其一 b1,b2任取其一 B場(chǎng)預(yù)測(cè) a1,a2任取其一 b1,b2任取其一 c1,c2任取其一 d1,d2任取其一 場(chǎng)圖象的場(chǎng)預(yù)測(cè) (P場(chǎng)預(yù)測(cè)） 頂參 考場(chǎng) 底參 考場(chǎng) 底場(chǎng) 頂場(chǎng) 可能插入的圖象（尚未編碼） a1 a2 編碼幀中第一場(chǎng)圖象的預(yù)測(cè) 底參 考場(chǎng) 底場(chǎng) 頂場(chǎng) 可能插入的圖象（尚未編碼） a2 編碼幀中第二場(chǎng)圖象為底場(chǎng)的預(yù)測(cè) 頂參 考場(chǎng) 底場(chǎng) 頂場(chǎng) 可能插入的圖象（尚未編碼） a2 編碼幀中第二場(chǎng)圖象為頂場(chǎng)的預(yù)測(cè) a1 a1 場(chǎng)圖象的場(chǎng)預(yù)測(cè) (B場(chǎng)預(yù)測(cè)） 頂參考場(chǎng) 底參 考場(chǎng) 頂參 考場(chǎng) 底參 考場(chǎng) 可能插入 的 B圖象 （已編碼） 可能插入的 B 圖象（尚未編碼） a1 a2 b1 b2 B場(chǎng)預(yù)測(cè) a1,a2任取其一 b1,b2任取其一 視頻信源編碼原理 ? 雙基預(yù)測(cè) ? 它 僅用于 P圖象 ，適用于無 B圖象的圖像序列 ? 16*8預(yù)測(cè) ? 它僅用于 場(chǎng)圖象 視頻信源編碼原理 ? 變換編碼原理 ? 它是實(shí)現(xiàn)圖象壓縮的主要手段之一，它指的是 正交變換編碼 ，是將 空間域的電視信號(hào) 變換到由 正交矢量定義的變換域中 ，以便 去除 其 空間相關(guān)性 ，并對(duì) 變換域中的系數(shù) 采取適當(dāng)?shù)?編碼方式，以達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的 方塊化 （ MN） 正交 變換 量化 編碼 解碼 正交 反變換 信 道 發(fā)送端 輸入 X 輸出 X39。 接收端 視頻信源編碼原理 17700,10,TTTTTi j ijiji j ijTijijijY C XX Y CC C IijijXCCCCCCuuvvy uu????????????????????? ? ? ????????????????當(dāng)當(dāng)X由 8*8像素組成的像塊矩陣，其正交變換后的 8*8系數(shù) 塊用 Y表示。 C表示 8*8的正交變換矩陣， I為 8*8的單位矩陣 TC是其轉(zhuǎn)置矩陣 視頻信源編碼原理 ? 一：考慮到 像素間的相關(guān)性 只在一定的 距離內(nèi)比較顯著 ，并且從減少計(jì)算量和存儲(chǔ)量出發(fā)，在變換編碼中，數(shù)字圖象首先被分割成許多方塊。按照 MPEG—2視頻編碼算法， ? 1： I幀中的方塊 是由 88的原始圖象像素組成的像塊 ； ? 2： P、 B幀中的 像塊 是由 88的幀間預(yù)測(cè)差值組成的像塊 。 ? 像塊經(jīng) 正交變換后成為由彼此相互獨(dú)立的系數(shù)組成的 88系數(shù)塊 。圖象在空間域中的 強(qiáng)相關(guān)性 ，使變換域中各個(gè)系數(shù)的功率有很大的差別，功率集中于 方塊的特定的部位 。 ? 二：這些 系數(shù)分別對(duì)應(yīng)于不同的空間頻率分量 ，對(duì) 人眼的視覺有不同的影響 ，因此，在 對(duì)變換系數(shù)的量化中，可以保留重要的系數(shù)。對(duì)保留下的系數(shù)，根據(jù)其對(duì)視覺的重要程度還可以采用不同的量化間隔。對(duì)量化后的系數(shù)進(jìn)一步 熵編碼（游程編碼、霍夫曼編碼）最后完成圖象數(shù)據(jù)壓縮的變換編碼。在接收端，通過熵解碼、反量化、正交反變換，使原始圖象得到復(fù)原。 1 2 3 4 5 6 7 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 7 6 5 4 3 2 1 x1 x2 y1 y2 x1 x2 設(shè) x1和 x2是原始圖象中的兩個(gè)相鄰像素，每個(gè)像素用 3bit編碼，兩個(gè)像素共有 64種 可能的灰度組合， x1和 x2間的相關(guān)性體現(xiàn)在這 64種灰度組合具有不同的出現(xiàn)概率， 圖中的陰影區(qū)，即 x1=x2直線附近的點(diǎn)具有較大的概率?，F(xiàn)用旋轉(zhuǎn)變換使坐標(biāo)旋轉(zhuǎn) 4度， 在新的坐標(biāo)系中，陰影區(qū)位于 y1軸附近，即在這些概率大的灰度組合中， y1與 y2接近于 相互獨(dú)立， y1具有較大方差， y2具有較小的方差。有可能用較少的位數(shù)編碼，實(shí)現(xiàn)圖象數(shù)據(jù)壓縮。 ? ?7700180 , 0 71 ( 2 1 )c os2 161 7, 0 71( ) ( ) c os( 2 1 ) / 16 c os( 2 1 ) / 1641( ) 0 , 01 / 21( ) 0 , 01 / 2ijijpqijijijijK p K q i p j qK p p pK q q qCy x?????????? ? ? ??????????? ? ? ?????? ? ???????????? ? ???????????? ? ?????????隨著行數(shù)的增加 DCT矩陣 C的行向量的振蕩頻率是遞增的， 位于系數(shù)矩陣 Y的 右下角部分 的 變換系數(shù) 對(duì)應(yīng) 空間高頻分量 ，而位于 左上角部分的變換系數(shù) 對(duì)應(yīng) 空間低頻分量 其中對(duì)應(yīng)空間直流分量即為 DC系數(shù)，其它 63個(gè)對(duì)應(yīng)交流分量的 系數(shù)則稱為 AC系數(shù)。 MPEG—2標(biāo)準(zhǔn)建議 DCT的輸入和逆 DCT 的輸出采用 9bit表示， DC系數(shù)用 12bit， 視頻信源編碼原理 ? 原理 ? 它是一類無損編碼，因編碼后的平均碼長(zhǎng)接近信源的熵而得名，它多用可變字長(zhǎng)編碼實(shí)現(xiàn)。其基本思想是對(duì)信源中出現(xiàn)概率大的符號(hào)賦以短碼，信源中出現(xiàn)概率小的符號(hào)賦以長(zhǎng)碼，從而在統(tǒng)計(jì)上得到較短的平均碼長(zhǎng)。同時(shí)，所編的碼是即時(shí)可譯碼。某一個(gè)嗎不會(huì)是另一個(gè)碼的前綴，各個(gè)碼之間無須附加信息便可自然分開。 ? 霍夫曼編碼 是在數(shù)字電視中應(yīng)用的一種可變長(zhǎng)編碼 ? 1：將信源符號(hào)以出現(xiàn)開概率作為結(jié)點(diǎn)由大到小排成一列，將最末兩個(gè)符號(hào)的概率結(jié)點(diǎn)用二叉樹相加合成一個(gè)概率結(jié)點(diǎn)， ? 2：將這個(gè)概率結(jié)點(diǎn)與其余符號(hào)的概率結(jié)點(diǎn)再按大小排序，并再將最末兩個(gè)概率結(jié)點(diǎn)用二叉樹相加合成一個(gè)概率結(jié)點(diǎn)。重復(fù)上述步驟，直至最終將所有概率合成一個(gè)概率結(jié)點(diǎn)“ 1”。完成上述工作后，從根的結(jié)點(diǎn)出發(fā)逐步向前進(jìn)行編碼，每遇到一個(gè)二叉樹，便對(duì)兩個(gè)分支各賦予一個(gè)二進(jìn)制嗎，對(duì)指向概率大的結(jié)點(diǎn)的分之賦予碼元“ 0”對(duì)另一個(gè)分之賦予嗎元“ 1”直至到達(dá)表示信源符號(hào)的概率結(jié)點(diǎn)為止。 視頻信源編碼原理 ? S1 0 ? ? S2 0 1 ? S3 0 1 ? S4 0 1 ? S5 0 1 ? S6 1 從更結(jié)點(diǎn)出發(fā)逐步向前進(jìn)行編碼，每遇到一個(gè)二叉樹，便對(duì)兩個(gè)分支各賦予一個(gè) 二進(jìn)制碼，對(duì)指向概率大的結(jié)點(diǎn)的分支賦予碼元“ 0”；對(duì)另一個(gè)分支賦予碼元“ 1”。 MPEG2視頻編解碼器 預(yù)處理 + DCT Q VLC VBV Q IDCT + 參考 幀存儲(chǔ) 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè) 運(yùn)動(dòng)估值 幀內(nèi) /幀間 模式選擇 圖象復(fù)雜度 分析速率控制 當(dāng)前幀 視頻信號(hào) 0 1 0 運(yùn)動(dòng)矢量 緩存器占有程度 壓縮 碼流 1 VLC表示 可變字長(zhǎng)編碼 VBV表示視頻 緩沖效驗(yàn)器 IDCT表示逆 DCT 視頻信源編碼原理 ? 在 MPEG2視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，聯(lián)合運(yùn)用了 預(yù)測(cè)編碼 和變換編碼技術(shù) ，圖中幀內(nèi) /幀間模式 選擇是通過檢查宏塊幀間預(yù)測(cè)誤差大小來進(jìn)行的。 ? 1：當(dāng)誤差在一定范圍內(nèi)時(shí)開關(guān) 接到“ 1”，視頻編碼采用補(bǔ)償 幀間預(yù)測(cè)編碼模式 。 ? 2：當(dāng)誤差超過一定的范圍時(shí)，開關(guān) 接到“ 0”，采用幀內(nèi)編碼模式 。 ? 3：幀間編碼時(shí)，反饋環(huán)接通，經(jīng)過 DCT和量化（ Q）后的預(yù)測(cè)誤差，在反饋環(huán)中首先由反量化和逆 DCT（ IDCT）加以恢復(fù)，然后與預(yù)測(cè)值相加得到帶有量化誤差的當(dāng)前幀的像素值，將它存入預(yù)測(cè)器的幀存貯器中，作為下一幀編碼的參考幀，當(dāng)前幀與當(dāng)前幀（本幀）在運(yùn)動(dòng)估值器中進(jìn)行塊匹配，得到運(yùn)動(dòng)矢量。 視頻信源編碼原理 ? 運(yùn)動(dòng)矢量 與 編碼像素的位置 相 加 ，得到 參考像素 的 位置 ，從參考幀存貯器的這個(gè)位置上讀出參考像素值作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)?預(yù)測(cè)值，編碼像素與這個(gè)預(yù)測(cè)值相減便得到幀差信號(hào) ，幀差信號(hào)經(jīng)過 DCT、量化和可變長(zhǎng)熵編嗎送到視頻緩沖校驗(yàn)器（ VBV） 。 ? 幀內(nèi)編碼時(shí)，幀間運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)的反饋環(huán)斷開，原始數(shù)字圖象直接經(jīng) DCT、量化、熵編碼和緩存成為速率恒定的壓縮視頻信號(hào)進(jìn)入信道。 輸入緩存 VLD Q IDCT 參考 幀存貯 運(yùn)動(dòng)估值 + 幀內(nèi) /幀間模式選擇 運(yùn) 動(dòng) 矢 量 0 1 解壓縮 視頻 信號(hào) 壓縮嗎流 視頻信源編碼原理 ? 解碼器收到的是 速度恒定的比特流 ，但比特流的輸入過程之間是不同步，因此解碼器的前端必須有一個(gè)緩存器作為輸入比特流與解碼器之間的接口。與編碼器的輸出緩存器一樣，解碼器的輸入緩存器也是一個(gè) 8MB的先進(jìn)先出存貯器。它按照嗎流中的時(shí)序指令控制讀出時(shí)間，從而不會(huì)發(fā)發(fā)上溢和下溢。從輸入緩存器輸出的數(shù)據(jù)首先在 VLD中進(jìn)行變字長(zhǎng)解碼。 ? 1：如果是 I幀數(shù)據(jù)，變長(zhǎng)解碼后再經(jīng)過反 Z型掃描、反量化和逆 DCT變換，就能解碼出視頻圖象。 ? 2：如果是 P幀或 B幀數(shù)據(jù) 通過上述步驟解出的只是幀差圖象，還必須與經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膮⒖紙D象相加才能得到視頻圖象。為得到后者（經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膮⒖紙D象）， VLD將解出的運(yùn)動(dòng)矢量送到運(yùn)動(dòng)估值器，在那里運(yùn)動(dòng)矢量與待解碼的像素位置相加得到參考幀的像素位置，然后從幀存貯器讀出這個(gè)參考幀的像素，解碼后的視頻數(shù)據(jù)一方面輸出，一方面再反饋存入幀存貯器中，作為后續(xù)幀解碼的參考圖象。 ATSC制 ? ATSC制 概述 ? ATSC制 ? 格形編碼多電平單載波 VSB調(diào)制 ? 實(shí)現(xiàn) STSC制的目標(biāo) ? 1：高質(zhì)量 HDTV ? 2：在 6MHZ傳輸 ? 3：地功率和抗干擾信號(hào) ? 4：接受設(shè)備復(fù)雜性小 ? 5： 3C ? 2. ATSC制 視頻格式 水平垂直 有效像素 幅型比 60MHZ/ 逐行 60MHZ/ 隔行 30MHZ/ 逐行 24MHZ/ 逐行 1920*1080 16:9 ∨ ∨ ∨ 1280*720 16: