【正文】 環(huán)路濾波器平滑塊邊界，在壓縮倍數(shù)較高時(shí)可以獲得較好的主觀質(zhì)量，另外，環(huán)路濾波器還可以有效地減小幀間的預(yù)測(cè)誤差。 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。 SI片采用了幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)代替 SP片的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，用于同內(nèi)容的視頻碼流間的切換。 ? SP片：切換的 P片。 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 ? 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。把一幀圖像拆成兩場(chǎng)圖像，其中的一場(chǎng)采用幀內(nèi)編碼，而另一場(chǎng)則利用前一場(chǎng)的信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼，這樣就能夠提高壓縮效率，尤其是在存在劇烈水平方向運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景下壓縮效率更高。 2022/2/14 ? (4)采用多參考幀進(jìn)行預(yù)測(cè)，比單參考幀的方法節(jié)省10%的傳輸碼率，并且有利于碼流的錯(cuò)誤恢復(fù)。 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(méi)有匹配錯(cuò)誤的問(wèn)題。 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。 DPCM和變換編碼的混合編碼模式。而 B幀在時(shí)間上處于前一 P幀或 I幀和當(dāng)前 P幀之間，由二者進(jìn)行雙向預(yù)測(cè)，這種方式的關(guān)系如圖 。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）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 ? 3. 可選模式 ? 除缺省模式外， ，無(wú)限制運(yùn)動(dòng)矢量模式、基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼模式、高級(jí)預(yù)測(cè)模式和 PB圖像模式供用戶選擇使用。半（ 1/2）像素位置的灰度值由線性插值得到，它們的位置示意圖如圖 。 QCIF分層結(jié)構(gòu)示意圖如圖 。 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。 定，一行中的所有像素只能屬于一個(gè) GOB，因此對(duì)于不同的格式。在比特率低于 64kbit/s時(shí)， 3～4db的質(zhì)量改善。 ? （ 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(méi)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。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。 2022/2/14 DCT變換 ? 【 例 】 對(duì)圖像數(shù)據(jù)塊進(jìn)行 DCT編碼 ? 原始圖像如圖所示。即先對(duì)圖像的每一行進(jìn)行一維 DCT變換，再對(duì)每一列進(jìn)行一維 DCT變換。外部控制有如下兩個(gè)功能。 BCH糾錯(cuò)碼，在解碼中可任選。這樣就可以自動(dòng)控制比特率的高低。圖像復(fù)用編碼器的功能是把每幀圖像數(shù)據(jù)編排四個(gè)層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)交流 DCT系數(shù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼（ VLC），對(duì)直流 DCT系數(shù)進(jìn)行固定長(zhǎng)度編碼（ FLC），編碼位流送入傳輸緩沖器。 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。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)。從采用的技術(shù)來(lái)看，采用了最基本的編碼技術(shù)，通過(guò)組合應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的編碼效果。當(dāng) ， p=2速率只有128kb/s，當(dāng) ，建議 p6，速率384kbit/s，最高可達(dá) 2048kbit/s。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)。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。 2022/2/14 3． MPEG4標(biāo)準(zhǔn) ? （ 1）自然與綜合圖像的混合編碼； ? （ 2）各種隱式 2D網(wǎng)格的高效率壓縮； ? （ 3）各種圖像和視頻的信息內(nèi)容基（ contentbased） ? 編碼； ? （ 4）各種紋理、圖像和視頻的信息內(nèi)容基的可分級(jí)編 ? 碼； ? （ 5）空間域的、時(shí)間域的和質(zhì)量的可分級(jí)性編碼； ? （ 6）在誤碼多發(fā)環(huán)境中的誤碼健壯性（ robustness）和 ? 復(fù)原能力。 2022/2/14 3． MPEG4標(biāo)準(zhǔn) ? 2）可視信息的編碼 ? MPEG4同時(shí)支持自然和合成可視信息（如圖形、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等）的編碼。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。它主要包括：系統(tǒng)、視覺(jué)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?？煞旨?jí)編碼的特點(diǎn)是整個(gè)碼流被分為基本碼流和增強(qiáng)碼流兩部分，基本碼流可以提供一般質(zhì)量的重建圖像，但如果解碼器 “ 疊加 ” 上增強(qiáng)部分的碼流，就可以將圖像質(zhì)量提高很多。一般而言，對(duì)于靜止或緩變圖像和區(qū)域宜采用按幀的 DCT編碼；反之，對(duì)于大的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，則宜采用按場(chǎng)的 DCT編碼。 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。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。它主要包括：系統(tǒng)、視頻、音頻、一致性、參考軟件、數(shù)字存儲(chǔ)媒體的命令與控制（ DSMCC）、高級(jí)音頻編碼、 10bit視頻編碼、實(shí)時(shí)接口等 9個(gè)部分。插入的B幀越多，編碼效率越高，但編碼器所需要的存儲(chǔ)器也越多，處理的實(shí)時(shí)性也越差。 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。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。對(duì)于每個(gè)宏塊，要決定它的編碼模式，然后進(jìn)行相應(yīng)的處理。 2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? 編碼時(shí)輸入的視頻信號(hào)的每一幅圖像都包括一個(gè)亮度分量和兩個(gè)色差分量，編碼器必須首先為每幀選擇其類型。 2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? 2）編解碼 ? MPEG1沒(méi)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。 ? B幀： 采用雙向預(yù)測(cè)方法，能夠提供最大限度的壓縮。MPEG1編碼技術(shù)的選擇是基于高質(zhì)量的連續(xù)活動(dòng)圖像、高壓縮比以及對(duì)編碼比特流的隨機(jī)操作需求之間的平衡。 2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? MPEG1的目的是滿足各種存儲(chǔ)媒體對(duì)壓縮視頻的統(tǒng)一格式的需要，可用于 625線和 525線電視系統(tǒng)，對(duì)傳輸速率 、活動(dòng)圖像編碼表示，如 VCD、光盤及計(jì)算機(jī)磁盤存儲(chǔ)等。 ? 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。 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(méi)有規(guī)定編解碼的算法。 2022/2/14 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? 1987年， ISO和 CCITT成立了 “ 活動(dòng)圖像專家組 ”（ Moving Picture Expert Group），任務(wù)是制定用于數(shù)字存儲(chǔ)媒介中活動(dòng)圖像及伴音的標(biāo)碼標(biāo)準(zhǔn)?？梢圆捎盟銛?shù)編碼或 Huffman編碼（可變字長(zhǎng)編碼 VLC）。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(jué)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。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。 1987年用 Y： U： V=4：2： 2，每像素 16比特，寬度為 4： 3的電視圖像進(jìn)行了測(cè)試，選擇出三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)選，其中的 DCT方案得分最高，它制定的以自適應(yīng)離散余弦變換編碼（ ADCT）為基礎(chǔ)的 “ 連續(xù)色調(diào)靜止圖像壓縮編碼 ” JPEG標(biāo)準(zhǔn)于 1991年3月正式提出。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO)、國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)和國(guó)際電信聯(lián)盟 (ITU)下屬的國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì) (CCITT)等國(guó)際組織積極致力于圖像處理的標(biāo)準(zhǔn)化工作。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。 ),( 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。通常采用正交變換。如圖 輸出端產(chǎn)生誤差。 ???????? ??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。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 ?