视频解码器设计与优化策略-研究

《视频解码器设计与优化策略-研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、浙江大学硕士学位论文绪论第1章绪论§1．视频编解码技术发展及应用多媒体技术发展至今，已成为世界性技术研究和产品开发的热点．有着广阔的应用前景。相对于多媒体信息中的音频信号来讲，视频信号是一种比较特殊的媒体，数据量极大，信息丰富、并以与时间密切相关的流的形式存在。视频信号的信息容量大，要求的处理速度快的特点给视频图像的直接存储、传输等都带来了很大困难．存储设备的容量不能满足如此大量的数据存储要求，网络的带宽也不可能满足实时视频数据的传输。解决这些问题的关键之处就在于对数据进行压缩编码。目前编码方法主要有两类，一类是基于信息论，以变睦

2、编码、预测编码、变换编码和混合编码等为主的经典编码方法，另一类是最近几年投屉起来的新的编码技术，如分形编码，模型基编码．小波变换等等，在编码方式卜它们与经典的编码方法有明显的区别。关于图像的编码技术将在第一节中，从无损压缩和有损压缩两个方面进行详细讨论。标准化是产业化蠕动成功的前提，标准的制定保证了数据流可以在不同的终端和应用间变换。国际标准化组织先后成立运动图像压缩编码组织MPEG(MovingPictureExpertGroup)，提出并制定了一系列的MPEG标准。此外国际电报电话咨询委员会，美国和欧洲标准组织合作创建的联台视

3、频小组(JointVideoTe日m)组织，也建立了专家组专门研究电视电话的编码问蹶，也制定了一系列的标准。§1．1．常用的图像编码技术随着视频图像在各个领域的应用，所需处理和存储的图像数据量也越来越大。这些需求不断刺激着图像编码、压缩技术的发展。近年来随着数字信号处理技术、数字图像处理技术和大规模集成电路技术的发展，新的数据压缩、图像压缩技术取得了长足的进展。下面对常用的编码压缩方法做一十简单的介绍。目前数据及图像编码、压缩技术的分类方法很多，到目前为止尚未统一。多数学者认同的方法是将数据压缩分成无损压缩和有损压缩两类。无损压缩

4、提供了不丢失任何信息的压缩技术。也就是说，原始数据可以从压缩数据准确无误地恢复。这种方法压缩比不高．主要用于数据需要准确形成的情况。有损压缩时容许数据有适当损失的压缩，这类方法往往可以达到较高的压缩比。§1．1．1．无损压缩无损压缩是指压缩文件时，能够准确无误地恢复原始数据。这种方法常用予数据文件的压缩，例如ziP、RAR文件。无损压缩常用的算法是个数技术法，它将一连串的相同颜色定义为颜色与数量两个参数，以此减少相同颜色所占用的空间。由此看山，这种压缩算法压缩黑白图片时非常有用，但是对活动的彩色图像压缩时并不实用，它受图像复杂度的

5、影响太大，造成压缩率过低，压缩比很难超过3：l。无损压缩理论是建立在信息论的基础上的。常见的无损压缩方法有霍夫曼(I-Iuffman)编码、游程编码、算术编码、Rice算法等。下面对各种方=f土做一个简单的介绍。对各种方法做一个简单的介绍。第7页浙江大学硕士学位论文绪论◆霍夫曼(E[uffman)编码霍夫曼于1952年提出的一种编码方法，它完全依照字符出现的概率来构造平均长度最短的异字头码，这种编码方法就是霍夫曼编码。其编码步骤如下：步骤一：以降序排列符号概率p(的(1=1,2，⋯⋯，L)，并把它们作为树的叶节点；步骤二：当存在一

6、个以上的节点时：(a)找到具有最小概率的两个节点，并任意地分配I和0给这两个节点。(b)合并这两个节点形成一个新的节点，它的概率是这两个合并节点的概率之和。返回步骤1。步骤三：对于每个符号，通过跟踪从对应的叶结点到树的顶端所分配的比特来确定它的码字。叶结点的比特是该码字的最后一个比特。◆游程编码游程长度(Run．Length)指的是由字符构成的数据流中的各个字符出现而形成字符串的长度。如果给出了形成串的字符、串的长度以及串的位置，就能恢复出原来的数据流。基本的游程编码(RLc)就是在数据流中直接用三个字符来给出上述的三种信息。RL

7、C的数据压缩性能取决于整个数据流中重复字符出现次数、平均游程长度及所采用的编码结构。这种压缩编码最初出现在IBM3780BISYNC通讯协议中。◆算术编码(ArithmeticCoding)算术编码的概念最早由里斯桑内(J．Rissanen)在1976年以“后入先出的”编码方式引入。与霍夫曼码不同，算术码是一种非分组编码方法。在假定信源为二元平稳的马尔可夫元以后，需要预先存储的不是码字而是由信源状态确定的一些参数。设信源的字母表为{O，1)，算术编码在初始化阶段预置一个大概率Pe和小概率Q。，信源连续发出的符号组成序列s，每个s对

8、应～个信源状态，在该状态下接着出现的符号按条件概率大小分为L(条件概率≤o．5)和(条件概率>／o．5)。现在用c(s)来表示一个数据序列s的算术码，它可以看作是一个二进制小数。随着被编码的符号串中的⋯0’、“1”出现的概率，上述对应关系可自适应的