【正文】 ?均方誤差（ MSE） ?幀間絕對差（ MAD） 傳統(tǒng)的 JPEG ISO（ International Organization for Standardization） 和 CCITT（ International Telephone and Telegraph Consultative Committee） 于 1986年底成立了 “ 聯(lián)合圖 片專家組 ” （ Joint Photographic Experts Group， 簡稱 JPEG） ， 致力于研究靜止圖像壓縮算法的國際標(biāo)準(zhǔn) 。 傳統(tǒng) JPEG標(biāo)準(zhǔn) ， 要點如下： 六、圖像編碼標(biāo)準(zhǔn) 1. 基本系統(tǒng)： DCT為主的算法 ， 根據(jù)視覺特性 設(shè)計自適應(yīng)量化器 ， 用 Huffman編碼 ， 輸出壓縮碼流； 2. 擴展系統(tǒng)（ Extended System）是基本系 統(tǒng)的 擴展，可選用算術(shù)編碼作熵編碼， 還可以 選用“漸現(xiàn)重建”（ Progressive Buildup） 的工作方式，即圖像由粗而細地顯示； 3. 獨立的 lossless壓縮，采用預(yù)測編碼及 Huffman 編碼或算術(shù)編碼，可保證失真率為 0。 基于小波變換的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)－ JPEG2022國際標(biāo)準(zhǔn)。 1. 低碼率壓縮效率 。 傳統(tǒng)的 JPEG使用 DCT， 需將圖像分塊 ， 限制了圖像的壓縮倍數(shù)；小波是基于整幅圖像處理 ， 可實現(xiàn)高壓縮比 ， 避免了 “ 分塊 ” 效應(yīng)； 2. 嵌入式編碼：在解碼端無論獲得多少碼流，都能在當(dāng)前碼率下最優(yōu)地將圖像重建； 3. 引入“視覺權(quán)重”概念。根據(jù)視覺特性模型，對小波系數(shù)進行調(diào)整； 4. 實現(xiàn)“區(qū)域”編碼策略，即對圖像中感興趣的部分進行單獨的編、解碼，而無需將整幅圖像完全重建出來； 5. 開放性結(jié)構(gòu)，可隨時加入新的算法模塊； ： 第一個高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)算法。圖像編碼的其他幾個國際標(biāo)準(zhǔn)（如 JPEG、 MPEG、 CCIR723等）都是由它演變而來。 1984年 12月 ， CCITT第 15研究組成立了 “ 可視電話編碼專家組 ” ， 并在 1988年提出了視頻編碼器的 議 。 它的目標(biāo)是 P 64K（ P=1～ 30） 碼率的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) ， 以滿足 ISDN日益發(fā)展的需要 。 主要應(yīng)用對象是視頻會議的圖像傳輸 。 要點是： 用運動補償進行幀間預(yù)測 ， 以去除時域的相關(guān)性；幀內(nèi)以 8 8， 16 16進行 DCT變換 ， 以去除圖像在空域上的相關(guān)性；對 DCT變換系數(shù)設(shè)置自適應(yīng)量化器 ， 以利用人們的視覺特性；再采用 Huffman熵編碼 ， 獲得壓縮碼流 。 ： 是一種低碼率的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，碼率可達 一半，是對 。它仍然以MC/DCT為核心算法，與 ，它采用半像素精度進行運動補償，傳送的符號采用變長編碼。除了這些基本編碼算法外， 面四個可選的編碼方法。所有這些算法可以通過某種組合使用，也可以單獨使用。 無約束運動矢量模式 ； 基于句法的算術(shù)編碼模式 ； 先進預(yù)測模式 ； PB幀模式。 MPEG系列： 為適應(yīng)有聲音的運動圖像壓縮的需要 ， 1988年 5月 ，CCITT和 ISO成立了 “ 運動圖像專家組 ” （ Motion Picture Experts Group， MPEG） ， 研究運動圖像的編碼標(biāo)準(zhǔn) 。 MPEG的幀內(nèi)編碼采用了 JPEG推薦的 DCT技術(shù) ， 此外引入了幀間 MC技術(shù) ， 因此 ， MPEG是 JPEG的延續(xù) ， 同時盡量與 ， 但比 的多 。 MPEG標(biāo)準(zhǔn)包括 MPEG視頻、 MPEG音頻和 MPEG系統(tǒng)三個部分。它采用了 MC、 DCT、可變長編碼（ VLC）等多種技術(shù)。 MPEG－ 1標(biāo)準(zhǔn)于 1993年 8月正式通過 ，用于對連續(xù)傳送碼率為 ， CD、硬盤和光盤驅(qū)動器 ； MPEG－ 2 1994年提出 ， 碼率在 3～ 10Mbits/s之間 。 應(yīng)用：數(shù)字電視 、 數(shù)字通信 、 其他數(shù)字媒體等 。 MPEG－ 4 1999年提出 ， 為多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼提供了更為廣闊的平臺 ， 它定義的是一種格式 、 一種框架 ， 而不是具體的算法 ， 它希望建立一種更自由的通信與開發(fā)環(huán)境 。 于是 ， MPEG－ 4的目標(biāo)就定義為：支持多種多媒體的應(yīng)用 ， 特別是多媒體信息基于內(nèi)容的檢索和訪問 ， 可根據(jù)不同的應(yīng)用需求 ， 現(xiàn)場配置解碼器 。 編碼系統(tǒng)也是開放的 ， 可隨時加入新的高效的算法模塊 。 MPEG－ 7： “ 多媒體內(nèi)容描述接口 ” （ Multimedia Content Description Interface） ， 它將為各種類型的多媒體信息規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)化的描述 ， 這種描述與多媒體信息的內(nèi)容本身一起 ， 支持用戶對其感興趣的各種 “ 資料 ” 的快速 、 有效地檢索 。 各種 “ 資料 ”包括：靜止圖像 、 圖形 、 音頻 、 動態(tài)視頻 ， 以及如何將這些元素組合在一起的合成信息 。 MPEG－ 7標(biāo)準(zhǔn)將用于以下領(lǐng)域：數(shù)字化圖書館；多媒體目錄服務(wù)；廣播式媒體選擇；多媒體編輯 。 MPEG－ 21： 目前 ， MPEG組織正在醞釀制定 MPEG－ 21。 1999年8 月 MPEG 主席 Leonardo Chiariglione 提出了“ Techinologies for EContent”的報告 ， 引起了各國代表團的關(guān)注 ， 1999年 10月日本代表團在 MPEG國際會議上提出了制定 MPEG－ 21標(biāo)準(zhǔn)的提案 ， 以支持電子內(nèi)容傳輸和電子貿(mào)易 ， 1999年 12月 MPEG會議通過了征集 Multimedia Framework技術(shù)報告的議案 ， 2022年3月 ， MPEG會議成立了 MPEG－ 21工作組 。 圖像編碼標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn) 用途 碼率 通過時間 JPEG 靜止圖像 壓縮比 50 MPEG1 VCD， MP3 MPEG2 DVD、 HDTV 410Mb/s 電視電話、會議電話 P 64Kb/s 低碼率傳輸業(yè)務(wù) 1995 MPEG4 甚低碼率視頻業(yè)務(wù) JPEG2022 靜止圖像 2022 MPEG 21 多媒體 重疊正交變換 （ LOT） (Lapped Orthogonal Transform） DCT應(yīng)用講座（ 2） DCT已廣泛應(yīng)用于語音和圖像的壓縮。用 DCT做壓縮時 ,將一幅圖像分成 8 8或 16 16的子圖像分別實現(xiàn)，由于各個變換塊之間的不連續(xù)性就產(chǎn)生了塊效應(yīng)（ block effect)。塊效應(yīng)將導(dǎo)致重建圖像上出現(xiàn)較明顯的方格，或是在重建的語音信號中摻雜可以聽到的周期性的噪聲。 LOT就是為克服塊效應(yīng)而引入的，是一種改進的 DCT。 i M i?X C xDCT： :M MM?CTii?X P xLOT： :2T MM?P1M ?21M ?實質(zhì)：增加了濾波器的長度，由 8變成 16；但要保 證變換后的數(shù)據(jù)長度不變； 關(guān)鍵：因為 P 是長方陣，所以無法要求其是正交陣， 但要求 TMM??P P I要求列向量正交 2M? 21M?? M? 1M?? M 1M?21M? 2M1M?0 3MM 31M?0 11?PPTPTP()xn?()xnLOT示意圖 關(guān)鍵問題： 找到矩陣 ， 使其列向量 構(gòu)成正交基。 （具體構(gòu)造 方法見教材） P與本章有關(guān)的 MATLAB文件： 1. 一維 DCT。 調(diào)用格式是： y=dct(x), 或 y=dct(x, N)。 x是原始信號 ， y是 x的 DCT， N是變換數(shù)據(jù)的長度 ， 若 x的長度小于 N， 則在后面補零 ， 反之 ， 則給以截短； 2. 二維 DCT。 調(diào)用格式是： Y=dct2(X), 或 Y=dct(X, M, N)。 X是待變換的圖像 ， Y是 X的 2－ D DCT， M, N是變換圖像的大小 ， 若 X的尺寸小于 M、N， 則在后面補零 ， 反之 ， 則給以截短； 3. idct 一維 DCT反變換； 4. idct2 二維 DCT反變換；