多媒体技术原理及应用(马华东第二版)3第三章选编.ppt

第三章 多媒体数据编码标准 ;3.1 JPEG标准;3.1.1 JPEG标准主要内容 ; ;1. 基于DPCM的无失真编码 ;基于DPCM的无失真编码优点是硬件易实现，重建图象质量好。 缺点是压缩比太低, 大约为2:1。 ;工作原理是对X的预测值X’,将X-X’进行无失真熵编码。对X’的求法见图给出的预测方式。 ;2. 基于DCT的有失真压缩编码 ;基于DCT编码过程;解码过程;离散余弦变换 ;这里用的8×8 FDCT的数学定义为： F(u, v)=(1/4)C(u) C(v) [∑x=07∑y=07 f(x,y)· cos((2x+1)u?/16)·cos((2y+1)v?/16)]? 8×8 IDCT的数学定义为：? f(x, y)= (1/4)[∑u=07∑v=07 C(u)C(v)F(u,v)· cos((2x+1)u?/16)·cos((2y+1)v?/16)]? 其中:C(u), C(v)= 1/√2 当u, v=0 C(u), C(v)=1 其它 下面的编码针对FDCT输出的64个基信号的幅值(F(0,0),…,F(7,7)称作DCT系数)来进行 ;量化处理 ; ; ; ; DC系数的编码 ;AC系数的行程编码 ;AC系数行程编码码字;熵编码 ;AC系数熵编码的中间格式 ;行程取值范围为1～15, 超过15时用扩展符号1 (15, 0)来扩充, 63个AC系数最多增加3个扩展符号1。编码结束时用(0,0)表示。 “尺寸”取值范围为0～10。 “幅值”用以表示非0的AC系数的值, 范围为［-210, 210-1］(最长10bit), 结构形式如表2-4所示。;1 -1,1 2 -3..-2,2..3 3 -7..-4,4..7 4 -15..-8,8..15 6 7 …… 8 9 -511..-256,256…511 10 -1023..-512,512…1023;DC系数的熵编码; “…4,0,0,0,0,0,0,0,……0,3,0”. 4,3之间有31个0. (15,0),(15,0),(1,2),(3) 可变长度熵编码就是对上述序列进行变长编码。 对DC系数、AC系数中的符号1采用Huffman表中的变长码编码(VLC),这里Huffman变长码表必须作为JPEG编码器输入。 符号2用码字长度在表2.4中给出的变长整数VLI码编码。VLI是变长码,但不是Huffman码。VLI的长度存放在VLC中, JPEG提供VLI码字表供用户使用;JPEG提供2套Huffman码表: 亮度和色度。每套又有DC表和AC表各1个。共有4个表。 表定义（亮度DC系数码表） 16B说明码字长度： X’00 01 05 01 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00’ 第i个(1-16)元素???表示长度为i的Huffman码个数。 紧跟一组值说明亮度表分类： X’00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B’;亮度DC系数表;色度DC系数表;JPEG压缩效果评价;3. 基于DCT的累进操作方式编码 ;需在量化器的输出与熵编码的输入之间,增加一个足以存储量化后DCT系数的缓冲区,对缓冲区中存储的DCT系数多次扫描, 分批编码。 两种累进方式： 频谱选择法 扫描中只对64个DCT变换系数中某些频带的系数进行编码、传送, 随后对其它频带编码、传送, 直到全部系数传送完毕为止。 按位逼近法 沿着DCT量化系数有效位方向分段累进编码。如第1次扫描只取最高有效位的n位编码、传送, 然后对其余位进行编码、传送。;4. 基于DCT的分层操作方式 ;分层操作方式的过程;3.1.2 JPEG2000简介; ;3.2 运动图像压缩标准MPEG;3.2.1 MPEG标准简介; ;3.2.2 MPEG-1系统;MPEG-1分为5个部分; MPEG-1解码器原型;MPEG-1编解码器原型: 多路复合而成的码流假设以介质特定格式存储在数字存