第三章多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術-文庫吧資料
2025-01-14 10:19本頁面
【正文】 廣播信號 ） 。 目前共有 5個檔次 ， 依功能增強逐次為：簡單型 、 基本型 、 信噪比可調型 、 空間可調型 、 增強型 。 2. MPEG— 2 標準 ? MPEG2系統(tǒng)：規(guī)定電視圖像數(shù)據(jù) 、 聲音數(shù)據(jù)及其他相關數(shù)據(jù)的同步性 。 第四部分：一致性測試 。 第二部分：視頻 。 ? MPEG— 2標準是 MPEG— 1標準的擴充 、 豐富和完善 ， 并與 MPEG— 1標準相兼容 。 2. MPEG— 2 標準 ? 設計目標是把以 166Mbps速度傳送每秒30幀 、 幀分辨率為 720 572高分辨率的廣播級視頻圖像 ， 壓縮后的傳送數(shù)據(jù)率約為3Mbps。它是聲音和圖像信號數(shù)字化的基礎標準 ， 將廣泛用于 數(shù)字電視 （ 包括 HDTV） 及數(shù)字聲音廣播 、數(shù)字圖像與聲音信號的傳輸 ， 多媒體 等領域 。 ? MPEG— 1系統(tǒng)采用多路復合技術 ， 把數(shù)字電視圖像和聲音復合成單一數(shù)據(jù)位流 ， MPEG— 1的數(shù)據(jù)位流分成內外兩層 ， 外層為系統(tǒng)層 ， 內層為壓縮層 。 ? 支持兩個聲道 ， 可設置成單聲道 （ mono） 、 雙聲道 （ dual） 或立體聲 （ stereo） 。 ? ② 為了減少空間冗余度 ， 采用 8 8圖像化的 DCT變換技術 。 1. MPEG— 1標準 1. MPEG— 1 標準 ? 設計目標是把每秒傳送 30幀 、 分辨率為360 240的亮度信號 ， 分辨率為 180 120的色度信號的電視圖像壓縮成數(shù)據(jù)率為 。 該壓縮算法采用三個基本技術：運動補償預測編碼 、 DCT技術和變字長編碼技術 。 1. MPEG— 1標準 ? MPEG1主要用于活動圖像的數(shù)字存儲 ， 它包括 MPEG1系統(tǒng) 、 MPEG1視頻 、 MPEG1音頻三 個部分 ? MPEG1 系統(tǒng) ：將視頻信號及其伴音以可接收的重建質量壓縮到約 ， 并復合成一個單一的 MPEG位流 ， 同時保證視頻和音頻的同步 。 ? 此標準主要是針對當時具有這種數(shù)據(jù)輿率的 CDROM開發(fā)的 ， 用于在 CDROM上存儲數(shù)字影視和上傳輸數(shù)字影 。 ?MPEG4： 1999年發(fā)布的多媒體應用標準 。 ?MPEG2：數(shù)字電視標準 。 ? ③ 集中 ? 測試和評價 ， 并綜合出一個最佳方案 。 —MPEG概況 ? MPEG專家組 工作將整個過程分為三步： ? ① 要求 ? 提出要求有雙重的目的：目標 , 競爭的原則 。 ? 其次 ， MPEG能夠比其他算法提供更好的 壓縮比 ， 最高可達 200:1。 ? 總體來說 ， MPEG在三方面優(yōu)于其他壓縮 /解壓縮方案 。 —MPEG概況 —MPEG概況 ? MPEG的締造者們原先打算開發(fā)四個版本： MPEG1MPEG4，以適用于不同帶寬和數(shù)字影像質量的要求 。 JPEG 壓縮編碼的擴展系統(tǒng) ? 3. 無損壓縮預測編碼運行方式 源圖像 數(shù)據(jù) 表說明 預測器 熵編碼器 壓縮后 圖像數(shù)據(jù) 無損壓縮預測編碼 運行方式 Px a bc x選擇值 預測 選擇值 預測0 不預測 4 a ＋ b － c1 a 5 a ＋ （ b － c ） /22 b 6 b ＋ （ a － c ） /23 c 7 （ a ＋ b ） /2 運動圖像壓縮編碼的國際標準 — MPEG ? — MPEG概況 ? MPEG 標準簡介 ? MPEG 標準化算法 ?幀間編碼技術 ?運動補償技術 ? MPEG視頻壓縮 數(shù)據(jù)流結構 ? MPEG音頻簡述 ? MPEG本是 Moving Pictures Experts Group,動態(tài)圖象專家組的英文縮寫 ， 這個專家組始建于 1988年 ，專門負責為 CD建立視頻和音頻標準 ， 其成員均為視頻 、 音頻及系統(tǒng)領域的技術專家 。 JPEG概況 JPEG 壓縮編碼的基本系統(tǒng) ? 下面是一個基于離散余弦正變換 DCT的有失真 JPEG編碼的工作原理，圖 211是基于 DCT的JPEG編碼的過程框圖。 ? 2．擴展系統(tǒng)（常采用累進編碼或分層編碼方式）。 ? 2．變換編碼還可以根據(jù)人眼對不同頻率分量的敏感程度而對不同系數(shù)采用不同的 量化 臺階，以進一步提高壓縮比。 ? 第一 ， 為順序編碼 ， 每個圖像分量按從左到右 ， 從上到下掃描 ， 一次掃描完成編碼； ? 第二 ， 累進編碼 ， 圖像編碼在多次掃描中完成 ， 接收端收到圖像是一個由粗糙到清晰的過程； ? 第三 ， 無失真編碼； ? 第四 ， 分層編碼 ， 對圖像按多個分辨率編碼 ， 接收端按其顯示分辨率有選擇地解碼 。 ? （ 3） 計算機的復雜性是可控制的 ， 其軟件可 在各種 CPU上完成 ， 算法也可用硬件實現(xiàn) 。 JPEG概況 JPEG概況 ? 它滿足以下要求： ? （ 1） 達到或接近當前壓縮比圖像保真度的技術水平 ， 能 覆蓋一個較寬的圖像質量等級范圍 ， 能得到 “ 很好 ” 到 “ 極好 ” 的評估 ， 與原始圖像相比 ， 人的視覺難以區(qū)分 。 用來在低分辨率到高分辨率的較寬范圍內支持較高的圖像分辨率 。 JPEG是一個適用范圍很廣的靜態(tài)圖象數(shù)據(jù)壓縮標準 ， 適應于彩色和單色多灰度或連續(xù)色調靜止數(shù)字圖像的壓縮標準 。 因此在設計硬接線壓縮 /解壓系統(tǒng)時必須先將算法標準化 。 設計系統(tǒng)時必須充分考慮： ? 算法復雜 － 壓縮解壓過程長 ? 算法簡單 － 壓縮效果差 目前有些特殊硬件可用于加速壓縮 /解壓 。 ? 靜態(tài)圖象中，壓縮速度沒有解壓速度嚴格；動態(tài)圖象中，壓縮、解壓速度都有要求，因為需實時地從攝像機或 VCR中抓取動態(tài)視頻。 3．壓縮解壓速度 ? 在許多應用中，壓縮和解壓可能不同時用，在不同的位置不同的系統(tǒng)中。 1．壓縮比 ? 壓縮性能常常用壓縮比定義 （ 輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)比 ） ? 例： 512 480， 24bit/pixel(bpp) ?輸出 15000byte ?輸入＝ 737280byte ?壓縮比＝ 737280/15000＝ 49 2．圖象質量 ? 壓縮方法： ?無損壓縮 （ 圖象質量不變 ） ?有損壓縮 ?有損壓縮：失真情況很難量化 ， 只能對測試的圖象進行估計 。 ? 常用的圖像和視頻壓縮方法如圖 21所示： 哈夫曼編碼 行程編碼 算術編碼 LZW編碼 圖像和視頻壓縮方法 DCT編碼 小波變換 子帶編
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