第4章视频信息压缩与处理ppt课件.ppt

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1、第4章视频信息压缩与处理4.7图像压缩技术标准视频编码发展简史H.261(1988)MPEG-1(1993)H.263(1995)H.263+(1998)H.263++(2000)H.264(MPEG-4Part10)(2003)MPEG-4v1(1999)MPEG-4v2(2000)MPEG-4v3(2001)198819901992199419961998200020022003ISO/IECJPEG(1992)ITU-TMPEG-2(H.262)(1994)AVS4.7.1图像种类与编码标准按

2、图像的质量，图像可大致分为:高质量视频中等质量的视频低质量的视频从1986年开始ITU、ISO、IEC等国际组织先后制定了适用于不同场合中的不同图像压缩标准运动图像序列中消除相关性的方法：利用DCT来压缩图像空间域的冗余度；利用运动补偿预测以减少图像时间域的冗余度利用视觉加权量化以减少图像“灰度域”冗余度利用熵编码减少图像“频率域”上同级特性方面的冗余度4.7.2静止图像压缩编码标准——JPEGJPEG是英文JointPhotographicExpertsGroup的缩写，即联合图像专家组。该标准是

3、一种适用于静止图像压缩算法的国际标准。在JPEG算法中，共包含四种运行模式，其中一种是基于DPCM的无损压缩算法，另外三种是基于DCT的有损压缩算法。其要点如下：无损压缩编码模式：采用预测法和哈夫曼编码（或算术编码）以保证重建图像与原图像完全相同（设均方误差为零），可见无失真。基于DCT的顺序编码模式:根据DCT变换原理，从上到下，从左到右顺序地对图像数据进行压缩编码。信息传送到接收端时，首先按照上述规律进行解码，从而还原图像。在此过程中存在信息丢失，因此这是一种有损图像压缩编码。基于DCT的累进编

4、码模式：它也是以DCT变换为基础的，但是其扫描过程不同。它是通过多次扫描的方法来对一幅图像进行数据压缩。其描述过程是由粗到细逐步累加的方式进行的。图像还原时，在屏幕上首先看到的是图像的大致情况，而后逐步地细化，直到全部还原出来为止。基于DCT的分层编码模式：这种模式是以图像分辨率为基准进行图像编码的。它首先是从低分辩率开始，逐步提高分辨率，直至与原图像的分辨率相同为止。图像重建时也是如此。可见其效果与基于DCT累进编码模式相似，但其处理起来更复杂，所获得的压缩比也更高一些。（1）无损压缩编码在传真机

5、、静止画面的电话电视会议应用中，根据其特点JPEG采用DPCM（差分脉冲编码调制）无损压缩编码方案，其编码过程如图4-45所示。（2）基于DCT的顺序编码模式图4-47表示了一种基于DCT顺序编码与解码过程的系统框图。（3）基于DCT的累进操作方式编码顺序方式：每个图像分量的编码一次扫描完成的；累进方式：图像分量编码要经过多次扫描才完成。累进方式第一次扫描只进行一次粗糙图像的扫描压缩，以相对于总的传输时间快得多的时间传输粗糙图像，并重建一帧质量较低的可识别图像；在随后的扫描中再对图像作较细的压缩，这

6、时只传递增加的信息，可重建一幅质量提高一些的图像。这样不断累进，直到满意的图像为止。需在量化器的输出与熵编码的输入之间，增加一个足以存储量化后DCT系数的缓冲区，对缓冲区中存储的DCT系数多次扫描，分批编码。（4）基于DCT的分层操作方式(1)把原始图像空间分辨率降低。(2)对已降低分辨率的图像采用基于DCT的顺序方式、累进方式或无失真预测编码中的任何一种编码方法进行编码。(3)对低分辨率的图像解码，重建图像，使用插值滤波器，对它插值，恢复图像的水平和垂直分辨率。(4)把分辨率已升高的图像作为原始图

7、像的预测值，对它们的差值采用基于DCT的顺序方式、累进方式或用无失真方式进行编码。(5)重复(3)、(4)直到图像达到完整的分辨率编码。JPEG20002000年12月公布的新的JPEG2000标准(ISO15444),其目标是在高压缩率的情况下,如何保证图像传输的质量。JPEG2000与JPEG的区别：采用了以小波变换为主的多分辨率编码方式统一了面向静态图像和二值图像的编码方式既支持低比率压缩又支持高比率压缩JPEG2000的主要特点：(1)高压缩率。与JPEG相比，可修复约30％的速率失真特性。

8、JPEG和JPEG2000在压缩率相同时，JPEG2000的信噪比将提高30％左右；(2)无损压缩。预测编码作为对图像进行无损编码的成熟方法被集成在JPEG2000中；(3)渐进传输。JPEG2000可实现以空间清晰度和信噪比为首的各种可调节性，从而实现渐进传输，即具有“渐现”特性；(4)感兴趣区域压缩。JPEG2000支持所谓的“感兴趣区域”。测试结果表明，JPEG2000压缩效果更优秀，特别是在高压缩比的情况下。JPEG2000纠错能力很强，在文件传输中，有恢复丢