视音频编解码技术.pdf

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1、视音频编解码技术2008.7.24目录第一部分—视音频压缩的基本原理第二部分—视频压缩标准概述第三部分—音频压缩标准概述第四部分—常用视音频文件格式概述第五部分—大洋编解码器研发情况概述第六部分—参考书目第一部分—视音频压缩的基本原理视频压缩原理为什么要进行图像压缩以PAL制电视标准为例，CCIR601建议书规定：亮度信号的取样频率为13.5MHz，色度信号的取样频率为6.75MHz，每个取样8比特，那么传输PAL制彩电所需要的传输速率为：13.5*8+2*6.75*8=216Mb/s对传输速率为2.5Gb/s的STM-16来说，也只

2、能传输8路彩色电视信号；信号压缩到1.5-15Mb/s，这样一个STM-16的容量就可传输由没有压缩时的8套电视节目提高到300多套数字电视信号。第一部分—视音频压缩的基本原理视频压缩原理为什么图像可以被压缩视频数据中存在着大量的冗余，即图像的像素数据之间存在极强的相关性。电视图像信号数据存在的信息冗余为视频压缩编码提供了可能。视频数据中的冗余空间冗余时间冗余视觉冗余结构冗余知识冗余图像区域的相同性冗余纹理的统计冗余第一部分—视音频压缩的基本原理视频压缩原理无损压缩与有损压缩无损数据压縮（LosslessCompression

3、）指数据经过压缩后，信息不受损失，还能完全恢复到压缩前的原样。对于数码图像而言，也就不会使图像细节有任何损失。有损数据压缩（LossyCompression）方法是经过压缩、解压的数据与原始数据不同但是非常接近的压缩方法。即将次要的信息量丢弃，牺牲一些质量來减少数据量，使压缩比提高。人眼或人耳能够察觉的有损压缩带来的缺陷称为压缩失真第一部分—视音频压缩的基本原理视频压缩原理图像的空间压缩（Spatialcompression）空间压缩也称为帧内（Intraframe）压缩帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时各个帧之间没有相互关系，所以压缩

4、后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。技术基础：DCT、量化、之字扫描、VLC编码、Huffman编码，帧内预测第一部分—视音频压缩的基本原理视频压缩原理图像的时间压缩（Temporalcompression）时间压缩也称为帧间压缩通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。帧差值（Framedifferencing）算法是一种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。技术基础：运动预测和补偿；单向预测、双向预测；第二部分—视频压缩标准概述视频压

5、缩原理－GOP图像组(GoP，GroupofPicture)I帧(Intra-codedpicture帧内编码图像帧)：不参考其他图像帧而只利用本帧的信息进行编码。P帧(Predictive-codedPicture预测编码图像帧)：由一个过去的I帧或P帧采用有运动补偿的帧间预测进行更有效的编码；B帧(Bidirectionallypredictedpicture双向预测编码图像帧)：提供最高的压缩，它既需要过去的图像帧(I帧或P帧)，也需要后来的图像帧(P帧)进行有运动补偿的双向预测。第二部分—视频压缩标准概述视频压缩原理－帧内压缩帧内压缩

6、：利用当前帧数据就可以完整编码和解码。第二部分—视频压缩标准概述视频压缩原理－帧间压缩帧间压缩：需要利用前后帧数据才能够完整编码和解码。第二部分—视频压缩标准概述视频压缩原理－帧序重排帧序重排第二部分—视频压缩标准概述视频压缩原理－帧内压缩与帧间压缩帧内压缩：只利用当前帧的信息，压缩率低，标清典型应用至少25Mbps，高清应用至少100Mbps。便于剪切操作，多代复制的质量好；帧间压缩：可以利用前后帧信息进行预测压缩，压缩率远高于帧内压缩，标清典型最低1Mbps左右(H264)。压缩格式性能主要是通过不同的预测技术来体现。由于帧间相关，不方便帧

7、精度剪切操作，压缩误差或数据破坏会扩散到整个GOP，多代复制的质量较差。第二部分—视频压缩标准概述视频压缩原理－视频参数的描述视频参数的描述(SDYVideoMediaInfo)宽度和高度；帧速率：dwStandardRate/dwStandardScale;扫描格式：FirstFieldTop，SecondFieldTop，Progressive。颜色格式：UYVY,YUV420P,YUV422P.视频格式和子格式：码率：bps单位，8Mbps=8000000bits.恒定码率和可变码率；图组长度(GOP)和参考周期(Referen

8、cePeriod)IBBPBBPBBIBBP„,IBPBPBPBIBPBP„Y分量范围：1