视音频编码技术

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1、视频编码技术运动图象的三要素帧分辨率（DVD图象：704X576像素/帧）像素（颜色的位深，真彩24位）三原色（红绿篮RGB)亮度Y、色度Cb,Cr帧率(PAL:25帧/秒;NTSC:30帧/秒)像素的数字化：色彩模型RGB模型（红绿兰）红：8bit绿：8bit兰：8bitRGB模型计算机上常用YCrCb模型（亮度加色差）亮度：8bit红色差：2bit（色差压缩）兰色差：2bit（色差压缩）YCrCb模型更适合图形压缩数字图象格式：帧分辨率视频会议图像格式图像大小（像素〕Sub-QCIF1289

2、6QCIF176144CIF3522884CIF70457610CIF(HDTV)1280720像素、帧率两要素在数字视频图像格式中为隐含要素.运动数字图象采集数码量1帧4CIF(DVD)图象像素：704X576≌40万/帧1像素（红绿蓝）：3X8位编码=24bit码率PAL制DVD图象帧率：25帧/秒每秒图象采集数码量：40万/帧X24bitX25帧/秒=240000000bit/秒DVD图象原始数码量：240Mbit/秒（RGB模型）VCD图象原始数码量：60Mbit/秒即使是VCD图

3、象如不压缩编码也无法在2M专线（E1专线）上传输关键技术视频压缩（视频编码）音频压缩（音频编码）交换方式与控制方式视频压缩（视频编码）图象固有的统计规律空间的相关性（空间冗余）时间的相关性（时间冗余）视觉、心理录入和显示设备国际标准组织ITU（VCEG）更悠久、更专注于传统的视频编码目标（例如，更好的压缩和包丢失/误码恢复）ISO/IEC（MPEG）更大、更具有雄心勃勃的目标（例如，“面向对象视频编码”、“自然分析合成混合编码”和数字电影）两者有时合作制定标准（例如，ISO、IECandITU协作

4、制定了MPEG-2/H.261和MPEGAVC/H.264)活跃的产业联盟和协会DVD、3GPP、3GPP2、SMPTE、IETF,etc.中国的AVS游离于正式标准之外的厂商，事实上的工业标准：MicrosoftRealNetworksQuicktime视频编码标准：视频编码标准组织8H.264/MPEG4AVCH.261H.262/MPEG2H.263H.263+H.263++ITU-TStandardsJointITU-T&ISO/IECStandardsISO/IECStandards19

5、841986198819901992199419961998200020022004MPEG1MPEG4视频编码标准：历史JPEGJPEG2009视频编码算法运动矢量量化的变换系数运动矢量内嵌解码器预测图像量化参数TQIQIT–运动估计+过去、当前、未来图像帧运动补偿块大小可变预测增强的熵编码4x4整数“DCT”VLC&比特流打包头信息H.264视频流多参考帧预测;;去块效应滤波帧内预测4x4整数“IDCT”当前帧原始图像变换&量化去除空间冗余预测（运动补偿）去除时间冗余熵编码去除变换系数的冗余1

6、0运动补偿：去除时间冗余例:序列图象视频编码技术：运动补偿动机：运动/固定目标的大小是可变的许多小块也可能需要花费许多比特来编码不同块大小和形状的运动补偿16×168×84×411大小和形状可变块（7种）8x804x80101234x48x4108x8Types016x16018x16MBTypes8x8012316x810运动估计匹配块的尺寸不断缩小H.261：16×16H.263：8×8H.264：7种可变块大小，最小4×4AVS：4种可变块大小，最小8×8节省了15%以上的比特率Forema

7、n30fpsQCIF运动补偿：发展趋势12运动估计参考帧的数量不断增加I帧（帧内编码）、P帧、B帧多参考帧预测：假设为5个参考帧预测，相对于一个参考帧来说，可节省5%到10%比特率。H.264P帧、B帧前后最多16帧AVSP帧前后2帧、B前后1帧运动补偿：发展趋势13变换编码：去除空间冗余。变换后，在变换域中，低频系数的能量远大于高频系数的能量，变换系数的相关性将大大去除。视频编码技术：变换编码14变换编码：DCT(离散余弦变换)DCT快速算法是中国人陈文雄(1977)提出LLM快速DCT算法(L

8、oeffler,LigtenbergandMoschytz，1989)此算法需要11次乘法和29次加法15变换编码：DCT变换的尺寸2*24*48*816*1632*3264*64子块尺寸位/象素2.52.01.51.0DCT编码效率和尺寸之间的关系是单调曲线，其拐点在4×4、8×8、16×16区段需要根据图像分辨率（QCIF、CIF、SDTV、HDTV或数字电影）选择DCT变换块的大小。4×4更适宜于小尺寸图像，相应的块效应主观感觉也会减弱4×4更好的运动补偿，意味着更小的空间相