7第4章数字彩色电视制式(上).ppt

经DCT变换以后，系数大多数集中在左上角，即低频分量区，因此按Zigzag扫描读出实际上是按二维频率的高低顺序读出系数的。扫描后出现连零的机会比较多，特别到最后，如果都是零，在读到最后一个数后，只要给出“块结束”（EOB）码，就可以结束输出，因此节省了很多码率。如图 4.2.4 熵编码原理 熵编码（Entropy Coding）是一类无损编码，编码后的平均码长接近信源的熵。 霍夫曼(Huffman)编码：变长编码，对出现概率大的信源符号分配较短的码字，对出现概率小的信源符号分配较长的码字，以获得较短的平均码长。 运动矢量的熵编码：对运动矢量的水平和垂直方向差值进行熵编码。 DCT系数的熵编码 4.2.5 MPEG-2视频编码器和解码器 MPEG-2视频编码器 通过宏块帧间预测误差控制。 误差小：接1，预测编码 误差大：接0，帧内编码 视频缓冲校验器， 8Mb，FIFO， 控制输出比特流 的速率 MPEG-2视频解码器 4.1.3 通用的压缩编码标准 数据压缩的必要性 4:2:2 ，PAL：864×625×25×2×8=216Mb/s(108MHz) 数字电视系统框图 通用的信源编码标准MPEG-2 MPEG(Moving Pictures Experts Group)即活动图像专家组，建立于1988年 MPEG-1： 4:2:0采样压缩，每秒1.5Mbps的传输码率，图像大小352×240，扫描频率30场/秒。图像质量比电视略强，适合于非专业视频领域，如VCD等。 MPEG-4：一种广域传输标准，传输码率10kbps- 1Mbps，于2000年正式成为国际标准:内容的交互性, 高效的压缩性，通用的访问性 MPEG-2：1994-1996年提出的用于广播电视的视频压缩标准。 “Profile”和“Level”(“型”和“级”) MPEG-2有4种输入格式(用级(levels)加以划分)和5种不同的处理方法(用类(profiles，也译成档次)加以划分) 按视频格式分四个级 按编码工具分五个型 。 　 图像输入格式 最大输出码率 主型　 高型 低级 LL ITU-R601标准的1/4 4Mb/s 　 352×240×30pel/s 352×288×25pel/s 主级 ML 符合ITU-R601标准 15Mb/s 20Mb/s 720×480×30pel/s 720×576×25pel/s 高1440级H14L ITU-R601标准的4倍（4:3） 60Mb/s 80Mb/s 1440×1152×30pel 高级 HL ITU-R601标准的4倍(16:9) 80Mb/s 100Mb/s 1920×1152×30pel 在MPEG-2的5个类中，每升高一类将提供前一类未使用的附加的码率压缩工具，编码更为精细。类之间存在向后兼容性， 若接收机能解码用高类工具编码的图像，也就能解码用较低类工具编码的图像。  (1) 简单类SP(Simple Profile)是最低的类。  (2) 主类MP(Main Profile)比简单类增加双向预测压缩工具。  (3) 信噪比可分级类SNRP(SNR Scalable Profile)。 (4) 空间可分级类SSP(Spatially Scalable Profile)。 SNRP和SSP两个类允许将编码的视频数据分为基本层以及一个以上的上层信号。基本层包含编码图像的基本数据，但相应的图像质量较低。上层信号用来改进信噪比或清晰度。 (5) 高类HP(High Profile)则支持逐行同时处理色差信号(例如4∶2∶2)，并且支持全部可分级性。  MPEG-2的类和级 MPEG-2适用点 4.2.1 视频信源编码的理论依据 原始图像数据在空间及时间上的统计冗余度很大，存在大量无需传送的多余信息： 图像的相邻像素、相邻行之间存在很强的相关性——空间相关性 相邻场或帧对应像素间存在相关性——时间相关性 信息保持无损压缩编码 人眼对图像细节、幅度的变化、图像的运动不同时具有最高的分辨力： 信息非保持有损压缩编码 4.2 视频信源编码原理 4.2.2 预测编码原理 预测编码概述 预测编码也称为差分脉冲编码调制(DPCM，Differential Pulse Code Modulation)，使用已编码像素的线性组合对未编码像素进行预测，传送其预测误差（残差）。 约80%-90%以上的残差信号的绝对值落在16-18个量化级以内。可以用较少的比特表示差值，达到数据压缩的目的。 帧内预测采用1阶前值预测，利