图像视频编码的国际标准以及每种图像和视频编码的技术特点

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1、图像视频编码的国际标准以及每种图像和视频编码的技术特点图像视频编码的国际标准以及每种图像和视频编码的技术特点近10年来，图像编码技术得到了迅速发展和广泛应用，关且日臻成熟，其标志就是几个关于图像编码的国际标准的制定，即国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC关于静止图像的编码标准JPEG、国际电信联盟ITU-T关于电视电话/会议电视的视频编码标准H261,H.263,H.264/AVC和ISO/IEC关于活动图像的编码标准MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4等。这些标准图像编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法，代表了目前图像编

2、码的发展水平。表1给出了各种图像与视频编码国际标准的标题，制定日期、目标比特率、应用场合以及所采用的主要编码技术等。1、JPEG（JointPhotographicExpertGroup）JPEG是ISO/IEC联合图像专家组制定的静止图像压缩标准，是适用于连续色调（包括灰度和彩色）静止图像压缩算法的国际标准。JPEC算法共有4种运行模式，其中一种是基于空间预测（DPCM）的无损压缩算法，另外3种是基于DCT的有损压缩算法。1）无损压缩算法，可以保证无失真地重建原始图像。2）基于DCT的顺序模式，按从上到下，从左到右的顺序对图像进行

3、编码，称为基本系统。3）基于DCT的递进模式，指对一幅图像按由粗到细对图像进行编码。4）分层模式。以各种分辨率对图像进行编码，可以根据不同的要求，获得不同分辨率的图像。JEPG对图像的压缩有很大的伸缩性，图像质量与比特率的关系如下：a)15～20比特/像素：与原始图像基本没有区别（transparentquality）。b)075～15比特/像素：极好（excellentquality），满足大多数应用。c)05～075比特/像素：好至很好（goodtoverygoodquality），满足多数应用。d)025～

4、05比特/像素：中至好（moderatetoverygoodquality），满足某些应用。2、JPEG-2000与以往的JPEG标准相比，JPEG-2000压缩率比JPEG高约30%，它有许多原先的标准所不可比拟的优点。JPEG-2000与传统JPEG最大的不同，在于它放弃了JPEG所采用的以DCT变换为主的分块编码方式，而改为以小波变换为主的多分辨率编码方式。首先，JPEG-2000能实现无损压缩（losslesscompression）。在实际应用中，有一些重要的图像，如卫星遥感图像、医学图像、文物照片等，通常需要进行无损压缩

5、。对图像进行无损编码的经典方法——预测法已经发展成熟，并作为一个标准写入了JPEG-2000中。JPEG-2000还有一个很好的优点就是误码鲁棒性（robustnesstobiterror）好。因此使用JPEG-2000的系统稳定性好，运行平稳，抗干扰性好，易于操作。JPEG-2000能实现渐进运输（progressivetransmission），这是JPEG-2000的一个极其重要的特征。它可以先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，以满足用户的需要，这在网络传输中具有非常重大的意义。使用JPEG-2000下载一个图片

6、，用户可先看到这个图片的轮廓或缩影，然后再决定是否下载。而且，下载时可以根据用户需要和带宽来决定下载图像质量的好坏，从而控制数据量的大小。JPEG-2000另一个极其重要的优点就是感兴趣区（ROI，RegionOfInterest）特性。用户在处理的图像中可以指定感兴趣区，对这些区域进行压缩时可以指定特定的压缩质量，或在恢复时指定特定的解压缩要求，这给人们带来了极大的方便。在有些情况下，图像中只有一小块区域对用户是有用的，对这些区域采用高压缩比。在保证不丢失重要信息的同时，又能有效地压缩数据量，这就是感兴趣区的编码方案所采取的压缩策略。基

7、于感兴趣区压缩方法的优点，在于它结合了接收方对压缩的主观要求，实现了交互式压缩。3、MPEG-1国际标准化组织ISO/IEC的运动图像专家组MPEG（MovingPictureExpertGroup）一直致力于运动图像及其伴音编码标准化工作，并制定了一系列关于一般活动图像的国际标准。1993年制定的MPEG-1标准是针对15Mbit/s速率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码制定的国际标准，该标准的制定使得基于CD-ROM的数字视频以及MP3等产品成为可能。MPEG-1的带宽最多为15Mbit/s，其中11Mbit/s用于视频，128

8、Kbit/s用于音频，其余带宽用于MPEG系统本身。为了追求高的压缩效率，去除图像序列的时间冗余度，同时满足多媒体等应用所必须的随机存取要求，MPEG-1视频把图像编码分成I帧、P帧、B帧和