第4章数据通信技术应用报告.ppt

4.3.3 视频的压缩编码 ④意义。作为MPEG系列中有一定影响的标准，MPEG1有许多“第一次”： ●第一个综合了视频/音频的标准； ●第一次提出对音频部分品质性能的评定； ●第一个由所有视频/音频方面的行业参与发展的标准； ●第一次全部用软件开发，同时包含一个标准的软件实现； 4.3.3 视频的压缩编码 ●第一次能在本地模式下对视频编码； ●第一个只定义接收端，未定义发送端的标准。MPEG1标准能处理各种类型的运动图像，包括不同大小、不同幅型比，或码率范围很大的信道、设备。 ⑤应用。基于该标准开发了VCD、MP3等，其中，VCD使用MPEG1标准，图像尺寸352×288，标准带宽为1.2Mb/s。 4.3.3 视频的压缩编码 （5）MPEG2压缩标准 ①MPEG2概述。MPEG2是直接与DTV有关的高质量图像和声音压缩标准，基本目标是码率4～9Mb/s，最高达15Mb/s。它可以看做MPEG1的扩充，因为二者基本编码算法相同。 ②MPEG2增加的主要功能： ●运动向量的精确度提高到半个像素； ●关键帧存在特殊向量，扩展了错误冗余； 4.3.3 视频的压缩编码 ●DCT可选择精度； ●超前预测模式； ●质量伸缩性，同一视频流可容忍不同质量的图像； ●提供位码率可变功能； ●增加了隔行扫描电视的编码。 4.3.3 视频的压缩编码 ③MPEG2编码原理： ●图像的空间相关性、时间相关性使之存在大量冗余信息，如果去除这些冗余信息，只保留少量非相关信息，则能显著减少数据量； ●接收端利用非相关信息，按一定解码算法，即可在保证图像质量前提下恢复原始图像。 4.3.3 视频的压缩编码 ④编码流程： ●帧内编码，编码图像仅经过DCT、量化器和比特流编码器即生成编码比特流，不经过预测环处理，DCT直接应用于原始的图像数据； ●帧间编码，原始图像与帧存储器中预测图像比较，计算出运动矢量，再与参考帧生成原始图像的预测图像，然后把原始图像与预测像素差值所生成的差分图像进行DCT变换，经量化器和比特流编码器生成编码流。 4.3.3 视频的压缩编码 （6）MPEG4压缩标准 ①MPEG4概述。MPEG4是个多媒体通信的框架和规范协议，主要定义一种格式、框架，而非具体算法，有利于建立更自由、更宽泛的通信环境，用户可根据需要在系统中加入新算法，为充分利用软件实现编码/解码提供方便。 ②MPEG4设计思想。在极低带宽和可变输出码率（10kb/s～1Mb/s）下提供尽量好图像质量。 4.3.3 视频的压缩编码 ③编码原理 ●采用基于对象的编码理念，将一幅景物分成若干时间/空间上相互联系的视频、音频对象分别编码后，经复用传输至接收端，再对不同对象分别解码，并组合成所需视频、音频。 ●既便于对不同对象采用相应编码方法、表示方法，又有利于不同数据类型间的融合，方便实现对象的操作、编辑。 4.3.3 视频的压缩编码 ④MPEG4独特优点 ●基于内容的交互性。MPEG4提供了基于内容的多媒体数据访问工具，如索引、超级链接、上下载、删除等。 ●高效的压缩性。MPEG4在相同码率下确保更高视觉/听觉质量，使低带宽信道传输高质量视频、音频成为可能。 ●通用的访问性。MPEG4支持不同带宽、不同存储容量的传输信道和接收端。 4.3.3 视频的压缩编码 （7）MPEG7压缩标准 ①概述。MPEG7规定用于描述不同类型信息的标准集合，允许快速、有效查询用户感兴趣的资料。扩展现有内容识别专用解决方案的能力。 ②目标。支持数据管理灵活性、资源全球化、使用互操作性，能根据信息抽象层次，提供一种描述多媒体材料的方法以便表示不同层次上的用户对信息的需求。 4.3.3 视频的压缩编码 ③应用 ●可用于在线、离线存储，或流式应用； ●可用于实时环境，也可用于数字图书馆等非实时环境。 ●教育、新闻、娱乐等方面有良好应用潜力。 4.3.3 视频的压缩编码 （8）MPEG21压缩标准 ●MPEG21是针对实现具有知识产权管理和保护能力的数字多媒体内容的技术标准。 ●目的。将不同协议、标准、技术等融合起来，实质是一些关键技术的集成。 ●这种集成环境能对数字媒体资源进行透明和增强管理，实现内容的描述、创建、发布、使用、识别、收费管理、产权保护等功能。 4.3.3 视频的压缩编码 （9）H.264压缩标准 ①H.264概述。为解决不同信道传输图像，IEO/IEC和ITU－T联手制定H.264标准。 它既是ITU－T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第10部分。和以前的标准一样，也是“DPCM+变换编码”的混合编码模式，但H.264标准具有分层设计、高精度/多模式运动估计、4×4块的整数变换，帧内预测功能等特色。 4.3.3 视频的压缩编码 ②分层设计。H.264算法概念上分两层： ●视频编码层