多媒体技术基础与应用[第3版]鄂大伟chap10.pptVIP

第十章 运动图像压缩标准MPEG;10.1从MPEG1到MPEG7：MPEG标准简述;10.1.2 MPEG-1 MPEG-1标准 1992年公布，其任务是在一种可接受的质量下，把视频和伴音信号压缩到速率大约为1.5Mb/s或更高的单一的MPEG数据流。它可对SIF（标准交换格式）分辨率(NTSC制式为352×240；PAL制式为352×288)的图像进行压缩，每秒播放30帧，具有CD音质，图像质量基本与VHS家用录像机相当。 10.1.3 MPEG-2 它是一个直接与数字电视广播有关的高质量图像和声音编码标准。MPEG2所能提供的传输率在3～10Mbit/s之间，在NTSC制式下的分辨率可达720×486，可提供广播级的图像质量和CD级的音质。MPEG-2主要针对高清晰度电视(HDTV)所需要的视频及伴音信号，与MPEG-1兼容。 ;10.1.4 MPEG-4 MPEG-4旨在为视音频数据的通信、存取与管理提供一个灵活的框架与一套开放的编码工具。这些工具将支持大量的应用功能(新的和传统的)。 10.1.5 MPEG-7 MPEG-7既不同于基于波形压缩的表示方式如MPEG-1和MPEG-2,又不同于基于对象的表示方式如MPEG-4，而是将对各种不同类型的多媒体信息进行标准化描述，并将该描述与所描述的内容相联系，以实现快速有效的有哪些信誉好的足球投注网站。MPEG-7的功能与其他MPEG标准互为补充。;10.2 MPEG的编码与实现过程;10.2.1 MPEG编码的基本思想 MPEG数字视频编码技术实质上是一种统计方法。在时间和空间方向上，视频序列通常包含统计冗余度。MPEG压缩技术所依赖的基本统计特性为帧内与帧间的相关性，这里包含这样 一个设想：即在各连续帧之间存在简单的相关性平移运动。 ;10.2.2 MPEG的流结构 MPEG为更好地表示编码数据，规定了一个分层的结构，自上到下分别是 ： MPEG流（MPEG stream） 图像组（GOP，Group of Pictures） 图像（Image） 宏块（Macro block） 块（Block） ;图10-3 MPEG流的分层结构 ;MPEG流（MPEG stream）包含音频流和视频流。视频流是由图像组（GOP）构成的图像序列，有表示开始的图像序列头和表示结束的图像终止码。 图像组（GOP）是为方便随机存取而加的，其结构和长度均可变。图像组是随机存取视频单位。一个GOP由一串IBP帧组成，起始为I帧。GOP的长度是一个I帧到下一个I 帧的间隔。 图像(Image)是独立的显示单位，也是基本编码单位。 宏块（Macro block）是进行运动补偿的基本单位。由一个16?16像素的亮度信息和两个8?8像素的色度信息组成的块称为宏块。 块（Block）是由8?8像素组成的基本单位，是进行DCT运算的单位，块可分为亮度块或色度块(图10-4)。 ;图10-4 块可分为亮度块或色度块 ;10.2.3 信号的采样 在进行视频编码前， R、G、B信号需变换为亮度信号Y和色差信号Cb、Cr的形式（图10-6）。色差定义了颜色的两个方面—色调与饱和度，分别用Cr和Cb来表示。 ;10.2.4 MPEG图像的类型 MPEG由三种类型的图像组成（如下图）： I图（帧内图Intra Picture）是对整幅图像采用JPEG编码的图像，它是一个独立的帧，其信息由自身画面决定，不需要参照其他画面而产生，它是P图和B图的参考图。 P图（前向预测帧Predicted Picture）,它参照前一幅I或P图像做运动补偿编码。 B图像(双向预测 Bidirectional Prediction)，它参照前一幅和后一幅I或P图像做双向运动补偿编码。;10.2.5 MPEG的帧序列 一个典型的MPEG帧序列 ;一个MPEG在解码播放时的实际帧序列 ;10.2.6 运动预测与补偿 运动补偿算法是当前视频图像压缩技术中使用最普遍的方法之一。运动补偿工作于宏块一级，主要是消除预测图与插补图在时间上的冗余，以提高压缩比。运动补偿是一种预测，它不是对每个像素预测，而是以16?16的图像宏块为单位的预测。 ;10.2.7 运动补偿编码器的结构 运动补偿预测编码器的结构如下图所示。图中应用了延迟时间可变的预测存储器。该存储器有一个帧的容量，一帧前的图像被存储起来。可以通过以宏块为单位，检测出画面中的运动部分。 ;10.3 基于对象编码技术的MPEG-4;10.3.2 何谓对象编码 基于对象编码，是指依赖于对视频场景中任意形状对象检测的编码机制。MPEG-4是目前基于对象编码机制，是对运动图像和伴音编码的算法。 ;10.3.3 MPEG-4核心编码技术-AV对象 AV对象是MPEG-4为支持基于内容编码而提出的重要概念。对象是指在一个