视频解码处理原理及实际应用

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视频编解码技术使用教程(系列八)

视频编解码技术使用教程(系列八)

视频编解码技术使用教程在当下科技高速发展的时代,视频编解码技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

从我们每天使用的社交媒体应用到电影制作领域,视频编解码技术都是不可或缺的一部分。

本文将为你介绍视频编解码技术的基本原理和使用教程。

第一部分:视频编码的基本原理视频编码是指将原始视频信号转化为数字数据的过程。

其目的是通过压缩数据量,以便于存储、传输和处理。

视频编码的核心原理是采用一系列算法,根据图像的冗余性和视觉特性将原始数据进行压缩。

1. 帧间压缩:视频编码中最常用的压缩技术之一是帧间压缩。

该技术利用了视频中帧与帧之间的冗余性。

在一个连续的视频序列中,相邻帧之间的图像内容通常变化很小。

因此,只需存储每个关键帧(I 帧)以及其后的差异帧(P帧和B帧),就可以恢复出完整的视频序列。

2. 量化和编码:在帧间压缩的基础上,视频编码采用了量化和编码技术来进一步减小数据量。

量化是指将视频中的像素值映射到较少数量的级别,以减小数据的精度。

编码是指将量化后的数据表示为更紧凑的二进制码流,以进一步减小数据量。

第二部分:视频解码的基本原理视频解码是指将压缩后的视频数据恢复为原始视频信号的过程。

其主要任务是逆向视频编码过程,对编码后的数据进行解码和还原。

视频解码的核心原理是采用像素重建和帧重建的技术。

1. 像素重建:在解码阶段,先通过解码器将压缩后的二进制码流还原为量化后的视频数据。

接下来,通过逆量化和逆转换的算法,将量化后的数据恢复为原始像素值。

通过这个过程,可以实现图像像素的逐渐重建。

2. 帧重建:在还原出完整的图像像素后,视频解码器会对连续的帧进行恢复。

对于关键帧(I帧),直接从像素值中重建;对于差异帧(P帧和B帧),则需要根据之前的参考帧和差异数据进行重建。

通过帧重建,可以实现完整视频序列的恢复。

第三部分:视频编解码技术的应用教程视频编解码技术已经广泛应用于各个领域,以下是几个常见的应用教程:1. 视频编码与传输:对于需要传输视频的场景,如实时视频会议、视频直播等,我们可以使用、HEVC等先进的视频编码标准进行压缩和传输。

音视频处理技术的实现方法与应用场景

音视频处理技术的实现方法与应用场景

音视频处理技术的实现方法与应用场景随着移动互联网的普及,音视频应用在我们的日常生活中变得越来越普遍。

在不同的场景下,我们都在使用视频、音频进行沟通、创作、娱乐等。

而这些所需的音视频处理技术也在不断地创新和完善。

本文将从音视频处理技术的实现方法和应用场景这两个方面进行探讨。

一、音视频处理技术的实现方法1. 音视频编解码技术我们在使用手机观看视频、听音乐时,一定都是通过音视频编解码技术来实现的。

音视频编解码技术是将数据进行压缩和解压缩的过程,它能够将大体积的数据转化为小体积的数据,以便实现在网络传输中更高效、更快速的传输。

目前广泛应用的编解码技术有H.264、H.265、VP9等。

2. 音视频编辑技术音视频编辑技术是指将多个音视频文件进行剪辑、合并、编辑等处理,生成新的音视频内容。

如在微信视频号、抖音等短视频应用中,用户可以通过编辑技术将多段视频剪辑成一段完整的视频作品。

目前广泛应用的音视频编辑软件有Adobe Premiere、Final Cut Pro、iMovie等。

3. VR/AR技术VR(虚拟现实)技术是通过摄像机捕捉现实世界中的画面,通过特定的软件和硬件设备,将用户带到虚拟的3D环境中。

而AR(增强现实)技术则是在显示器或手机屏幕上叠加虚拟物体,以增强真实景色的感知效果。

VR和AR技术的应用场景已经越来越广泛,如虚拟现实游戏、AR导航等。

4. 人工智能技术人工智能技术在音视频处理中也有着广泛的应用,如自然语言处理、音视频识别等。

比如,语音识别技术可以将我们说的话转化为文字,让数据更好地被处理和管理;而自然语言处理技术则可以通过处理自然语言文本数据,来分析和提炼文本中的知识。

二、音视频处理技术的应用场景1. 在教育领域的应用随着在线教育市场的迅速发展,音视频处理技术在教育领域也有着越来越广泛的应用。

教师们可以通过音视频教学,让学生更加直观地了解知识内容,提高学生的学习效率。

而学生也可以通过音视频处理技术进行学习,通过观看录播课程来自主学习。

数字视频处理在视频编解码中的应用:技术、原理与应用研究

数字视频处理在视频编解码中的应用:技术、原理与应用研究

数字视频处理在视频编解码中的应用:技术、原理与应用研究第一章:引言数字视频处理是指通过使用计算机算法和技术来对视频进行各种处理的一种方法。

它在视频编解码中起着至关重要的作用。

随着数字技术的不断发展,数字视频处理的应用也越来越广泛。

本文将探讨数字视频处理在视频编解码中的技术、原理和应用研究。

第二章:数字视频处理的技术与原理2.1 视频编解码技术概述视频编解码是指将原始视频信号压缩为较小的文件以便传输或存储,并在需要时将其解压缩以还原为原始视频信号的过程。

视频编解码技术主要包括压缩算法、编解码标准和编解码器等方面。

2.2 数字视频处理的基本原理数字视频处理的基本原理是通过对视频信号进行采样、量化和编码来实现对视频的压缩和处理。

采样是指以一定的频率对视频信号进行抽样,将连续的视频信号转换为离散的数字信号;量化是指将采样后的离散信号映射为有限数量的离散值;编码是指将量化后的信号进行编码,以便于传输或存储。

2.3 数字视频处理的常用算法数字视频处理的常用算法包括运动估计算法、变换编码算法、熵编码算法等。

运动估计算法通过对视频序列的帧间关系进行分析,找出运动目标的运动矢量,从而实现对视频的压缩;变换编码算法通过将视频信号转换为频域表示,并利用频域的特性进行压缩;熵编码算法通过对视频信号的统计特性进行编码,实现进一步的压缩。

第三章:数字视频处理的应用研究3.1 视频压缩与传输数字视频处理在视频压缩与传输领域有着广泛的应用。

通过使用数字视频处理的技术和算法,可以将视频信号压缩为较小的文件,以便于传输和存储。

同时,数字视频处理还可以通过对视频信号的编码和解码,实现对视频传输过程中的错误纠正和丢包恢复。

3.2 视频分析与识别数字视频处理在视频分析与识别领域也有着重要的应用。

通过使用数字视频处理的技术和算法,可以对视频进行运动目标检测、行为识别、人脸识别等分析与识别任务。

这对于视频监控、智能交通等领域有着重要的意义。

视频编解码技术简介(系列八)

视频编解码技术简介(系列八)

视频编解码技术简介1、引言近年来,随着互联网的普及和网络速度的提高,视频以其生动、直观的展现形式,成为人们交流和获取信息的重要方式之一。

然而,视频文件的大小庞大,需要耗费大量的网络带宽和存储空间。

为了解决这一问题,视频编解码技术应运而生。

本文将从原理、应用以及发展趋势等方面对视频编解码技术进行简要介绍。

2、原理视频编解码技术(Video Codec)是指将视频信号进行编码压缩存储以及解码解压,以实现电视、电影、视频会议等多媒体应用。

其主要原理是利用人眼局部视觉敏感性低、时空局部相关性较高的特点,通过去除冗余信息和减少不可感知的细节来压缩视频数据。

在编码过程中,视频编码器会对视频信号进行分解,分为空间域和时间域。

空间域编码主要是将画面划分为宏块,通过采样、量化、运动估计和预测等技术来实现压缩。

时间域编码则是将连续的视频图像帧进行压缩。

而在解码过程中,视频解码器会将视频编码器编码的数据恢复成原始的视频信号,再通过显示设备呈现给用户。

3、应用视频编解码技术的应用广泛,几乎涉及到生活的方方面面。

首先,视频编解码技术在影视行业得到广泛运用。

通过将电影放映在大银幕上,无论是画面质量还是音效体验都得到了很大的提升。

其次,视频编解码技术也应用于电视广播和视频会议等传媒媒体行业,用户能够更加方便地观看电视节目或者远程参与会议。

此外,视频监控、视频聊天、在线教育等领域也都离不开视频编解码技术。

4、发展趋势随着移动互联网技术的迅速发展,人们对视频的需求也在不断增加。

为此,视频编解码技术也在不断地创新与发展。

首先,视频编解码技术将越来越注重画质的提高。

通过采用更高效的编码算法,提高视频的清晰度和真实感。

而且,高动态范围(HDR)技术也在逐渐应用于视频编解码中,进一步提升画面的视觉效果。

其次,视频编解码技术的实时性要求也越来越高。

随着直播、视频会议等实时应用的普及,对于高效率的编解码技术提出了更高要求。

另外,随着虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的兴起,对于视频编解码技术的数据传输速度和质量提出了更高要求。

视频信号处理技术与应用

视频信号处理技术与应用

视频信号处理技术与应用近年来,随着科技的迅猛发展,视频信号处理技术在日常生活中得到了广泛的应用。

视频信号处理技术是指通过对视频信号进行采集、传输、编码、解码等一系列处理,以满足人们对图像质量、编解码效率等方面的需求。

本文将介绍视频信号处理技术的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势。

一、视频信号处理技术的基本原理视频信号处理技术的基本原理包括图像采集、图像传输、图像编码和图像解码等环节。

首先,图像采集是指通过摄像机、手机等设备将现实世界中的图像转化为电子信号。

常见的图像采集方式包括CCD和CMOS两种技术,其原理是将光信号转化为电信号,并通过模数转换器(ADC)将模拟信号转化为数字信号。

其次,图像传输是指将采集到的图像信号通过有线或无线的方式传输到接收端。

有线传输方式包括HDMI、DVI、SDI等,无线传输方式则应用了蓝牙、Wi-Fi、红外线等技术。

接着,图像编码是指将原始图像信号进行数字化处理,采用压缩算法将图像数据进行编码以减小存储空间和传输带宽。

常用的图像编码算法有JPEG、H.264、H.265等。

最后,图像解码是指将编码后的图像信号还原成原始的图像数据。

图像解码器通过解码算法将压缩后的数据复原,并通过数模转换器(DAC)将数字信号转化为模拟信号,最终在显示器上呈现出图像。

二、视频信号处理技术的应用领域视频信号处理技术在各个领域都有广泛的应用,为人们的工作和生活带来了便利和乐趣。

1. 视频监控领域:视频监控系统广泛应用于公共安全、交通管理等领域。

通过视频信号处理技术,可以对监控画面进行实时处理,如运动检测、目标跟踪等。

此外,智能视频分析技术也可以对视频进行智能识别和分析,如车牌识别、人脸识别等。

2. 视频会议领域:视频会议系统已成为企业、学校等组织机构沟通与协作的重要工具。

视频信号处理技术可以保证视频画面的清晰度和稳定性,同时还可以进行实时的音视频编解码,实现远程多方会议。

3. 数字电视领域:数字电视技术已经成为了家庭娱乐的重要组成部分。

音视频编解码理解音视频处理的编程原理

音视频编解码理解音视频处理的编程原理

音视频编解码理解音视频处理的编程原理音视频编解码是指将音视频信号转换为数字信号的过程,然后再将数字信号转换为可播放的音视频信号的过程。

在现代多媒体应用中,音视频编解码在很多方面都扮演着重要的角色,包括音频录制、音频处理、视频录制、视频处理等。

本文将详细介绍音视频编解码的原理以及与编程相关的技术。

一、音视频编解码的基本原理音视频编解码的基本原理是将模拟信号(如声音、图像)转换为数字信号,然后对数字信号进行压缩和解压缩处理,最后将解压缩后的信号转换为模拟信号以供播放。

整个过程可以分为以下几个关键步骤:1. 采样与量化:音视频信号是连续的模拟信号,在进行编码处理之前,需要对信号进行采样和量化操作。

采样是指周期性地记录信号的数值,量化是指将采样得到的连续信号的值映射为离散的数值。

2. 压缩编码:在音视频处理过程中,数据量通常非常庞大,如果直接将原始数据进行存储和传输,会导致资源浪费和传输速度慢。

因此,压缩编码技术应运而生。

压缩编码是通过编码算法对音视频信号进行压缩,减小数据量。

常见的音视频压缩编码算法有MPEG、H.264等。

3. 压缩数据传输与存储:经过压缩编码后的音视频数据可以更加高效地进行传输和存储。

传输方面,可以通过网络协议(如RTSP、RTP)将音视频数据传输到远程设备进行播放。

存储方面,可以将音视频数据保存在本地设备或其他存储介质中。

4. 解压缩处理:在音视频播放过程中,需要对编码后的音视频数据进行解压缩处理。

解压缩是压缩的逆过程,通过解码算法将压缩后的音视频数据还原为原始的数字信号。

5. 数字信号转换为模拟信号:解压缩处理后的音视频数据是数字信号,需要将其转换为模拟信号以供播放。

这一过程叫做数模转换,常见的设备有扬声器和显示器等。

二、音视频编码相关的编程原理与技术音视频编码相关的编程原理与技术主要包括以下几个方面:1. 编码库与解码库:编码库是实现音视频压缩编码的关键组件,解码库则是实现解压缩处理的关键组件。

监控系统中的视频编码与解码技术

监控系统中的视频编码与解码技术

监控系统中的视频编码与解码技术随着科技的进步和人们对安全意识的提高,监控系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

而作为监控系统中不可或缺的一部分,视频编码与解码技术在保障监控系统高效运行和视频数据传输方面起着至关重要的作用。

本文将介绍监控系统中常用的视频编码与解码技术,以及它们的原理和应用。

一、概述监控系统是通过视频监控设备采集、编码、传输和解码等技术手段,实时监视和记录被监控区域的情况,为人们提供安全保障。

而视频编码与解码技术则是将采集的视频信号转换为数字信号,并通过网络传输到监控中心或存储设备中。

因此,视频编码与解码技术必须具备高效、稳定、低延迟的特点,以确保监控数据的实时性和可靠性。

二、常用视频编码技术1. H.264编码H.264是一种高效的视频编码标准,也被广泛应用于监控系统中。

它采用基于区块的运动补偿和变长度编码等技术,能够在保证视频质量的前提下实现更高的压缩率。

H.264编码技术具备良好的画质表现和较低的码率需求,可以有效减少存储空间和传输带宽的占用。

2. MPEG-4编码MPEG-4是一种通用的视频压缩标准,广泛应用于媒体传输和存储等领域。

在监控系统中,MPEG-4编码采用了更为先进的视频压缩算法,可以提供更高的压缩比和更好的视频画质。

此外,MPEG-4编码还支持多个视频流进行编码,可以满足复杂监控系统中不同需求的视频传输要求。

三、视频解码技术视频解码技术是指将编码后的视频数据解析并还原成原始的视频图像,以便在监控中心或监控设备上进行显示和观看。

常见的视频解码技术包括硬件解码和软件解码。

1. 硬件解码硬件解码是利用专门的硬件电路来实现视频解码的过程,具备高效率和稳定性的优势。

目前,监控系统中常用的硬件解码器包括专用的解码芯片和GPU(图像处理器)。

硬件解码技术可以实现实时解码和多路解码,并具备较低的延迟和占用系统资源的特点。

2. 软件解码软件解码是通过计算机或嵌入式系统的软件实现视频解码的过程。

视频编解码技术简介(系列七)

视频编解码技术简介(系列七)

视频编解码技术简介随着科技的不断进步,人们对于视听体验的要求也越来越高。

视频编解码技术的应用正日益广泛,从视频会议到社交媒体,从在线流媒体到智能电视,都离不开这项技术的支持。

本文将简要介绍视频编解码技术的基本原理、应用领域以及发展趋势。

一、视频编解码技术的基本原理视频编解码技术是在保证视频质量的前提下,通过压缩视频数据量,提高数据传输和存储效率。

其中,编码是指将原始视频信号转换成数字信号的过程,解码则是将压缩后的数字信号重新恢复为原始视频信号的过程。

现阶段常用的视频编码标准有和。

是广泛应用于实时视频传输和存储的编码标准,而则进一步减小了视频数据的体积,提高了视频质量。

视频解码器则以相反的方式工作,通过解码器对编码的压缩数据进行解析,恢复为原始的视频信号。

二、视频编解码技术的应用领域1. 视频会议视频会议已经成为现代商务交流中不可或缺的一部分。

通过视频编解码技术,可以将双方的音视频数据进行压缩和传输,实现远程会议的实时互动。

高效的视频编解码技术可以减小带宽压力,提供清晰稳定的视频质量,提高与会者之间的交流效率。

2. 在线流媒体在线流媒体平台如YouTube、Netflix等,通过视频编解码技术将高清视频内容以流媒体的形式传输给用户。

视频编解码技术的不断创新,在提供更高清晰度、更快传输速度和更低成本的同时,也帮助在线流媒体平台更好地满足用户需求,留住用户。

3. 智能电视智能电视的普及为用户提供了更加便捷多样的观影方式,同时也给视频编解码技术带来了新的挑战。

智能电视通常需要支持各种格式的视频解码和播放,而优秀的视频编解码技术可以保证在不同输入源、不同分辨率的情况下,显示流畅、清晰的视频内容。

三、视频编解码技术的发展趋势1. 高效率压缩标准随着视频内容的不断增多和用户对高清视频质量的追求,高效率的视频压缩标准尤为重要。

及其后续版本的研发和应用将进一步提高视频的压缩率,降低流量消耗和存储成本。

2. 人工智能辅助解码人工智能的快速发展为视频解码技术带来了新的可能性。

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MPEG-2视频解码过程 本节简述解码器将要执行的解码过程,实现从编码比特流中恢复 图像数据。 MPEG-2标准的视频部分给出了一个简化的视频解码过程,如下页 图所示,图中的二维数组以name[p][q]表示,其中p是竖直方向行数,q 是水平方向列数;
图:简化的解码图象
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其中视频解码时根据图像类型的不同为两种情况 1、若图像是帧内编码图像帧,则解码该图像仅经过变长码解码、反扫 描、反量化、反向处理即可生成解码图像。 2、若图像是帧间编码图像(B帧,P帧),则解码该图像仅经过变长码解 码、反扫描、反量化、反向处理得到差分图像数据再根据运动矢量 和参考帧生成预测图像,最后将差分图像数据和预测图像相加得到解 码图像;
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图: 在帧DCT编码中的亮度宏块结构
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图:在场DCT编码中的亮度宏块结构
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在色度块的情况下,其结构取决于所使用的色度格式。在4:2:2格式 和4:4:4格式下在宏块的垂直方向有两个块,色度块与亮度块同等对待。 然而,在4:2:0格式中,色差块将一直按帧结构进行组织,以满足编码目的。 六、块层(Block) 块是MPEG-2标准的另一个重要的数据处理单元,也是最小编码单位, 指的是8x8样本数据矩阵。“0”既可以指源图像数据和重构数据,也可 以指DCT系数或相应的编码数据单元。当“块”指图像数据或重构数据 时,它指的是亮度分量或色差分量。
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MPEG-2视频编码结构 MPEG-2视频编码流分为个部分,如下图所示,自上而下包括如下子层 最高层是视频序列层,接下来是图像组层、帧图层、组块层、宏块层,最 后是块层“下图简述了视频序列压缩层的结构”除宏块层和块层外,其 余四层中都有相应的起始码,可用于出现错误后的同步。
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一、图像序列层(Sequence) 图像序列层由序列头、一个或多个图像组和序列结束码组成,序列 头主要包括图像大小、宽高比、比特率、量化矩阵及扩展、图像显示、 框架等解码所需的信息; 二、 图像组层(GOP) 图像组层是由头信息,一帧或连续若干帧图像组成的可以随机访问 的一段以及结束码组成,头信息主要包括时间码等; 在图像组层中,以I帧 作为图像序列中的随机访问点,在I帧之后跟随一系列P帧和B帧,如图所 示,一个图像组至少包含一个I帧,且总是以I帧作为第一帧; 在编码过程中编码帧的顺序,也称为编码顺序,和解码器重建它们的 顺序解码顺序是一样的“但是解码器输出显示它们的顺序,即显示顺序, 并非总是和编解码顺序一样; 当在编码序列当中没有B帧时,编解码顺序和显示顺序是一样的;当 编码序列中有B帧时,编解码的顺序和显示顺序不同;举例说明,在顺序的 P帧间有两个B帧,或者在顺序的I帧和P帧间有两个B帧;帧“1I”用来为 帧“4P”形成预测,帧“1I”和帧“4P”共同用来为帧“2B”形成预测;由 此,编码序列中的编码帧的顺序应该是“1I”,“4P”,“2B”,“3B”而解码 器按的顺序“1I”,“2B”,“3B”,“4P”显示它们;
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--The --The End ,thanKs-,thanKs thanKs--
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一个4:4:4宏块由12个块组成。这种结构包括4个Y块,4个Cb块和 4个Cr块。块顺序如图描述;
图:4:4:4宏块结构
帧图中既会用到帧DCT编码,也会用到场DCT编码,对于每种情况, 宏块内部组织是不同的: (1) 帧编码中,每个块有两场的行交替组成,如图一所示 (2) 场编码中,每个块仅有两场中之一个场的行组成,如图一所示
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MPEG-2 标准概述: MPEG-2 标准的正式名称是运动图象及其伴音信息的通用编码(Generic Coding of Moving Picture and Associated Audio Information),它制定于 1994年,其设计目标是高级工业标准的图象质量及更高的传输码率 MPEG-2标准(ISO/IEC 13818)由以下11部分组成: • ISO/IEC 13818-1 系统 (Systems) • ISO/IEC 13818-2 视频 (Video) • ISO/IEC 13818-3 音频 (Audio) • ISO/IEC 13818-4 一致性测试(Conformance Testing) • ISO/IEC 13818-5 软件仿真 (Software Simulation) • ISO/IEC 13818-6 数字存储媒体命令和控制扩展 (Extensions for Real Time Interface for Systems Decoders) • ISO/IEC 13818-7 高级音频编码( AAC, Advanced Audio Coding); • ISO/IEC 13818-8 10bit视频抽样编码,已终止; • ISO/IEC 13818-9 系统解码器实施接口扩展 (Extension for Real Time Interface for Systems Decoders); • ISO/IEC 13818-10 数字存储媒体命令和控制符合性扩展 (Conformance Extensions for DSM-CC) • ISO/IEC 13818-11 MPEG-2 系统知识产权管理和保护 (Intellectual Property Management and protection on MPEG-2 Systems) 4
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五、宏块层(Macro Block) 宏块是一标准的一个重要的数据处理单元,是一个16x16的样本区 域数据,包含一部分亮度分量和空间相关的色度分量。一个宏块可以 有三种色差格式,即4:2:0,4:2:2和4:4:4格式。对于每种不同的色差 格式宏块中的块的顺序会有不同,阐明如下: 一个4:2:0宏块由6个块组成。这种结构包括4个Y块,1个Cb块和 1个Cr块;块顺序如图一描述; 一个4:2:2宏块由八个块组成。这种结构包括4个Y块,2个Cb块和 2个Cr块。块顺序如图二描述;
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三、图象层(Picture) 图像层包含头信息和一帧图像所有的编码数据,头信息主要包括 时间参考,图像编码类型,即I、P和B三种类型: I 帧(intal picture)(也称帧 内编码帧),P图像(Predicted picture)(也称预测帧),B图像(也称双向预测 帧); I帧中的宏块只能采用帧内方式编码,不进行运动补偿,且所有块全 部编码;P帧中的宏块可以采用帧内方式编码,也可以采用前向预测的方 式进行编码,其参考帧只能是编码帧之前的帧,B帧中的宏块可以采用帧 内方式; 前向预测、后向预测或双向预测的方式进行编码,其参考帧可以 是编码帧之前、之后后向的帧,也可以是编码帧之前和之后双向两帧。 不仅仅如此,帧和帧中的宏块还可能被跳过称其为跳跃宏块,编码的宏 块中也可能包括不被编码的块。
视频编解码处理原理 及实际应用
Date:Nov-15Date:Nov-15-09 From: Kevin Cheng
பைடு நூலகம்
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MPEG(Motion Picture Experts Group)是在 1998 年国际标准化组织 ISO 和国际电工委员会 IEC 联合成立的专家组,其任务是研制视频 压缩、音频压缩以及各种压缩数据流的复合和同步方面的国际标准。 1990 年制定出标准草案,1991 年成为国家标准,编号 ISO11172。 这个专家组开发的标准称为 MPEG 标准,包含三个子标准即 MPEG 系 统标准、MPEG 视频标准和 MPEG 音频标准。
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四、组块层(slice) 组块由一个或多个相邻的宏块组成。组块的第一个和最后一个宏 块不能是跳过的宏块。一个组块至少包含一个宏块,组块间不能重叠。 组块按它们将要被遇到的顺序出现在比特流中,从图像的左上角开始, 按光栅扫描顺序从左到右,从上到下。 一般情况下,并不要求组块覆盖整幅图,如下图所示。在受限制的 组块结构中,图像的每个宏块都将被包含在某个组块中,见下图;如果 组块不覆盖整幅图,而这幅图随后被用来形成预测,那么预测只能由那 些图上被组块包含的区域作出预测。
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量化器是将 DCT 变化后所得到的系数按照某个量化步长按比例缩小。 量化步长越小,量化精度就越细,包含的信息就越多,但是所需的传输 带宽就越大,编码器需要根据视觉感应准则,在量化精度和传输带宽之 间做折中,选取合适的量化步长对一个 8×8 的 DCT 变换块中的 64 个 DCT 变换系数进行量化,一般情况下,一个 DCT 变换块中的大多数高频 系数在量化后都变为零。将这种 8×8 的二维 DCT 系数进行之形扫描 (ZigZag),将其转换为一维排列方式,转换的一维数组的前面是非零 DCT 系数,后面则是长串的量化为零的 DCT 系数,并基于此一维数组进 行游程编码,得到非零系数前的连零系数数量(即游程)和非零系数,从 而极大的提高压缩率。
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MPEG-1: 数 字 电 视 标 准 , 1992 年 正 式 发 布 , 它 的 使 用 码 率 范 围0.8~1.5Mbit/s,是针对存储媒体的视频编码标准,只 应用于 VCD、CD-ROM 等数字存储介质上的视频和音频压缩。 MPEG-2:1994 年正式发布,它克服并解决了 MPEG-1 不能满足日益增 长的多媒体技术、数字电视技术对分辨率和传输率等方面的技术要求。 MEPG-2 主要是针对 4~9Mbit/s 运动图像及其伴音的编码标准,被广 泛应用于存储媒体、会议电视/可视电话、数字电视、高清晰度电视、 广播、通信、网络等应用领域。它是工业标准 DVD 的核心标准。 MPEG-4:于 1998 年 11 月制定的。它的目标是支持多种多媒体应用 (主要侧重于对多媒体信息内容的访问),可根据应用要求不同来现场 配置解码器。 MPEG-4 主要针对以下两个方面的考虑:一是极低比特率下的多媒体通 信;二是多媒体通信的融合,主要有通信业、计算机业、消费类电子业 和娱乐影视业。它的适用码率范围为从 10kbit/s~1200Mbit/s。
MPEG-2 同时采用了预测编码、变换编码和统计编码技术,它采用 了一系列的编码手段消除系统冗余信息:利用二维离散余弦变化(DCT) 去除图像空间冗余度,利用运动补偿预测去除图像时间冗余度,利用视 觉加权量化去除图像灰度冗余度,利用熵编码去除图像统计冗余度。 利用这些技术,MPEG-2 图像压缩编码器的设计方案可概括为三部 分:有运动补偿的帧间差值、8×8 像素的自适应离散余弦变换和变字 长编码;其中 DCT 是一种空间变换,在 MPEG-2 中 DCT 以 8×8 的像 素块为单位进行处理,生成 8×8 的系数数据块,其特点是能将像素块 的能量集中在少数的低频DCT 系数上(生成的 8×8 DCT 系数块中,仅 左上角的少量低频系数数值较大,其余系数值很小),这样传输的时候 就只需要传输少数系数。
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