运动图像压缩标准

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1、运动图像压缩标准13.1电视图象数据率ITU-RBT.601标准数据率在PAL、NTSC和SECAM彩色电视制之间确定一个共同的数字化参数使用4:2:2的采样格式，亮度信号Y的采样频率选择为13.5MHz/s，而色差信号Cr和Cb的采样频率选择为6.75MHz/s10.1电视图象数据率亮度(Y):858样本/行×525行/帧×30帧/秒×10比特/样本=135兆比特/秒(NTSC)864样本/行×625行/帧×25帧/秒×10比特/样本=135兆比特/秒(PAL)Cr(R-Y):429样本/行×525行/帧×30帧/秒×10比特/样本=68兆比特/秒(N

2、TSC)429样本/行×625行/帧×25帧/秒×10比特/样本=68兆比特/秒(PAL)Cb(B-Y):429样本/行×525行/帧×30帧/秒×10比特/样本=68兆比特/秒(NTSC)429样本/行×625行/帧×25帧/秒×10比特/样本=68兆比特/秒(PAL)总计:27兆样本/秒×10比特/样本=270兆比特/秒10.1电视图象数据率如屏幕分辨率为720x480，子采样是4:1:1则亮度(Y):720×480×30×10=104Mb/s(NTSC)720×576×25×10=104Mb/s(PAL)色差(Cr，Cb)2×360×240×30×

3、10=52Mb/s(NTSC)2×360×288×25×10=52Mb/s(PAL)总计:～156Mb/s如果每个样本的采样精度由10比特降为8比特，彩色数字电视信号的数据传输率就降为125Mb/s。VCD数据率估算Video-CD存储器来存储数字电视，数据传输率可达到1.4112Mb/s，其中电视信号的数据传输率为1.15Mb/s如果存储125Mb/s的数字电视信号就需要对它进行高度压缩，压缩比高达125/1.15=109:1把NTSC和PAL数字电视转换成公用中分辨率格式CIF的数字电视，相当于VHS(VideoHomeSystem)的质量：352×

4、240×30×8×1.5=30Mb/s(NTSC)352×288×25×8×1.5=30Mb/s(PAL)。彩色电视信号存储到CD盘上所需要的压缩比为：30/1.15=26:1。是MPEG-1技术所能获得的压缩比。DVD数据率估算电视图像的数据率压缩成平均为3.5Mb/s～4.7Mb/s时非专家难于区分电视图像在压缩前后的之间差别。按照数字电视信号的平均数据传输率为4.1Mb/s来计算，压缩比要达到：125/4.10=31:110.2数据压缩算法种类内容压缩方法统计空间冗余像素间的相关性变换编码，预测编码特性时间冗余时间方向上的相关性帧间预测，移动补偿图

5、像构造冗余图像本身的构造轮廓编码，区域分割知识冗余收发两端对人物的共有认识基于知识的编码视觉冗余人的视觉特性非线性量化，位分配其他不确定性因素视频压缩基本方法①在空间方向上，图像数据压缩采用JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)压缩算法来去掉冗余信息。②在时间方向上，图像数据压缩采用移动补偿(motioncompensation)算法来去掉冗余信息。图象分类帧内图像I，预测图像P和双向预测图像B帧内图象压缩I图象压缩基本过程如果电视图像是用RGB空间表示的，则首先把它转换成YCrCb空间表示的图像。每个图像平面分成8×8的

6、图块，对每个图块进行离散余弦变换DCT(discreteCosineTransform)。DCT变换后经过量化的交流分量系数按照Zig-zag的形状排序，然后再使用无损压缩技术进行编码。DCT变换后经过量化的直流分量系数用差分脉冲编码DPCM(DifferentialPulseCodeModulation)，交流分量系数用行程长度编码RLE(run-lengthencoding)，然后再用霍夫曼(Huffman)编码或者用算术编码。预测图像P的压缩编码算法预测图像的编码也是以图像宏块(macroblock)为基本编码单元，一个宏块定义为I×J像素的图像块

7、，一般取16×16。预测图像P使用两种类型的参数来表示：一种参数是当前要编码的图像宏块与参考图像的宏块之间的差值，另一种参数是宏块的移动矢量。预测图象P预测图象编码假设编码图像宏块MPI是参考图像宏块MRJ的最佳匹配块，它们的差值就是这两个宏块中相应像素值之差。对所求得的差值进行彩色空间转换，并作4:1:1的子采样得到Y，Cr和Cb分量值，然后仿照JPEG压缩算法对差值进行编码，计算出的移动矢量也要进行霍夫曼编码。预测图象原理图移动矢量计算差值最小判断绝对值最小：均方误差最小：平均绝对帧差最小：二维对数搜索法三步搜索法对偶搜索法MPEG-2的配置和等级信

8、噪比可变性(Signal-to-NoiseScalability)图像质量的折中