数字视频处理课件
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第5课 视频编码 课件(共13张PPT) 三下信息科技浙教版(2023)
三、数字视频的应用
随着互联网、大数据技术的发展，数字视频利用先进的处理技术 ，在提升视频播放质量的同时，实现了更多的创新应用。例如，视 频会议满足多人实时沟通交流；赛场高清直播实时捕捉并转播运动 员的精彩画面；虚拟现实(VR)全景技术模拟还原现实中的场景，使 观众获得沉浸式的交互体验；人工智能(AI)视频分析技术能够辨识 追踪视频画面，实时监控分析。
试一试
视频编码后也会产生不同类型的文件格式，常见的视频文件类 型有AVI、WMV、MP4、MOV等。试着将一种格式的视频利用格式 转换软件转化成其他视频格式，比较不同格式视频的差异。
选中文件，单击鼠标 右键，选择“属性”,查 看视频详细信息。
二、视频数字化
当连续的图像以一定的速度播放时，就会形成比较流畅的视频 画面。在视频中，称一幅静止的画面为帧。当计算机要处理视频时 ，通过数字采集设备如摄像机对画面进行采集，当每秒采集的帧画 面越多，产生的视频就会越流畅，然后对采集到的视频画面进行编 码转换，根据量化的结果进行编码转换，最终完成视频数字化。
第5课 视频编码
学习内容
1.视频编码实现过程。 2.数字视频的应用。
讨论
视频是可以用于记录比赛、进行远程交流的一种方式， 动态的画面是如何变成视频被计算机处理的呢?
建构
视频编码是视频处理中的一个核心技术，视频的数据量 一般都比较大，经过数字化编码后便于存储和传输。
一、认识数字视频
数字视频技术能将动态的图像、声音等进行编码、压缩、储存 ，得到不同格式的数字视频，最大程度保证了图像与声音的完整性 。
练习
定格动画是通过逐帧地拍拍摄一段简单的定格动画视频，并与同伴分享交流。
谢谢聆听！
INTERNET OF THINGS
《数字影像处理》课件
数字影像处理的发展趋势
1
智能化处理
人工智能、深度学习等技术在数字影像处理中的应用
2
实时处理
通过GPU、FPGA等加速器实现高速、高性能的实时图像处理
3
互联网+数字影像处理
将数字影像处理与互联网、云计算等技术相结合，实现分布式、协同的图像处理
案例分析
医学影像处理
结合医生的经验和影像学知识， 实现人体器官的实时分析和诊断
视频监控与物体识别
通过计算机视觉和深度学习技术 对监控视频进行实时分析和物体 识别，提高安全管理效率
航空影像处理与地图制作
通过卫星、飞机等航空影像，制 作高精度的地图，支持城市规划、 农业管理等领域
总结和展望
总结
数字影像处理是计算机视觉和计算机图形学的核心 技术，广泛应用于医学、遥感、安全等领域。
常用的数字影像处理技术
1 滤波
去除或增强图பைடு நூலகம்中的某种特征或信息，如均 值滤波、中值滤波、高斯滤波等
2 边缘检测
提取图像边缘上的信息，如Sobel、Canny等 算子
3 图像增强
调整图像的对比度、亮度等，使其更易观察 或显示，如直方图均衡化、拉普拉斯变换等
4 数字图像压缩
减小图像文件的尺寸、降低存储和传输成本， 如JPEG、GIF等压缩算法
数字影像处理
数字影像处理（DIP）涉及对数字图像进行处理以提高其质量和性能。它是数 字计算机视觉和计算机图形学的重要组成部分，并在医学、遥感、安全等广 泛应用。
应用领域
医学
CT、MRI等医学影像的诊断与分析
安全
视频监控、图像识别、人脸识别等，为安保提 供技术支持
遥感
卫星、飞机拍摄的航空影像处理与地图制作
数字视频的处理-课件
华
中
师
范
大
学
信 息 技
拍摄技巧训练
术
系
华
2、操作要领：平、准、稳、匀 （1）平：指拍摄者通过寻像器看到的被拍摄对象应该是横 平竖直。 （2）准：指拍摄画面的构图以及运动摄像时的起幅和落幅 要符合电视作品所表现的内容。 （3）稳：指摄像机所摄的画面应排除不必要的抖动和晃动 ，保证画面的质量。 （4）匀：指摄像机在运动拍摄时其运行的速度要均匀，节 奏要统一，不能忽快忽慢，以免破坏节奏的连续性。
术
系
华 中 师 范 大 学
谢谢！
信 息 技
术
系
师
范
大
学
信 息 技
自动拍摄（AUTO）工作状态的操作流程
术
系
2、松下NV-MD9000摄像机操作方法。如下图所示
华
中
（2）把[OFF/ON]开关打到[ON]，[CAMERA]指示灯点亮。
师
范
大
学
（1）将[AUTO/MANUAL/PROG.AE]开关打到[AUTO]时，摄像 机将自动调节录影时的聚焦和白平衡。
中
师
范
大
学
信 息 技
拍摄技巧训练
术
系
(3)摇镜头的拍摄方法。 在拍摄主体景物时，机位不变，边拍摄边改变拍摄的角 。 摇镜头可以左右摇，也可以上下摇,还可以从一个景物摇到 另一个景物。 (4)移镜头的拍摄方法。 摄像员扛着摄像机进行步行拍摄景物，景物是不动的，它 的角度完全由人的移动而改变。 (5)跟镜头的拍摄方法 跟镜头是推、拉镜头和摇镜头的不固定的组合，也可以 是摄像 机改变位置跟着被拍摄的主体一起运动。
学
①
将摄像机搁在右肩上，然后用双手牢固地将其握住 。 握住机子时，应尽可能地使取景器的眼罩靠近你的 右眼。 身体要站稳，双脚稍微分开。 当边走边拍时，请始终睁开双眼，以便能够看清行 走路线和周围环境。
《数字视频处理》课件
《数字视频处理》PPT课 件
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。本课件将 介绍数字视频处理的基础知识、技术、实践以及未来展望。
数字视频处理介绍
1 什么是数字视频处理？
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。
2 应用领域
数字视频处理广泛应用于电影、电视、广告、游戏等领域。
3 数字视频处理基础知识
了解视频编码、像素处理、颜色空间转换等基础知识。
数字视频处理技术
数字视频压缩
学习如何压缩视频文件大小，减少存储空间和传输 带宽。
视频编解码技术
了解各种视频编解码算法，以及它们对视频质量、 压缩率的影响。
视频增强技术
学习如何提高视频质量、增强图像细节和对比度。
视频分析技术
探索如何从视频中提取出有用的信息，如运动检测 和目标识别。
数字视频处理实践
1
数字视频处理软件介绍
2
了解常用的数字视频处理软件
数字视频处理项目实战
参与实际项目，锻炼数字视频处理技能， 解决实际问题。
数字视频处理流程示例
从采集、编辑、特效到输出，学习数字 视频处理的完整流程。
数字视频处理未来展望
1 数字视频处理发展趋势
探索未来数字视频处理的发展方向和趋势，如人工智能和虚拟现实。
2 数字视频处理技术创新
了解最新的数字视频处理技术，如高效的编码算法和实时图像增强。
3 数字视频处理应用前景
展望数字视频处理在娱乐、教育和医疗等领域的广阔应用前景。
结束语
数字视频处理对生活的 影响
数字视频处理改变了我们的 娱乐方式，提供了更丰富、 更精彩的视觉体验。
数字视频处理的未来意 义
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。本课件将 介绍数字视频处理的基础知识、技术、实践以及未来展望。
数字视频处理介绍
1 什么是数字视频处理？
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。
2 应用领域
数字视频处理广泛应用于电影、电视、广告、游戏等领域。
3 数字视频处理基础知识
了解视频编码、像素处理、颜色空间转换等基础知识。
数字视频处理技术
数字视频压缩
学习如何压缩视频文件大小，减少存储空间和传输 带宽。
视频编解码技术
了解各种视频编解码算法，以及它们对视频质量、 压缩率的影响。
视频增强技术
学习如何提高视频质量、增强图像细节和对比度。
视频分析技术
探索如何从视频中提取出有用的信息，如运动检测 和目标识别。
数字视频处理实践
1
数字视频处理软件介绍
2
了解常用的数字视频处理软件
数字视频处理项目实战
参与实际项目，锻炼数字视频处理技能， 解决实际问题。
数字视频处理流程示例
从采集、编辑、特效到输出，学习数字 视频处理的完整流程。
数字视频处理未来展望
1 数字视频处理发展趋势
探索未来数字视频处理的发展方向和趋势，如人工智能和虚拟现实。
2 数字视频处理技术创新
了解最新的数字视频处理技术，如高效的编码算法和实时图像增强。
3 数字视频处理应用前景
展望数字视频处理在娱乐、教育和医疗等领域的广阔应用前景。
结束语
数字视频处理对生活的 影响
数字视频处理改变了我们的 娱乐方式，提供了更丰富、 更精彩的视觉体验。
数字视频处理的未来意 义
数字视频处理第7章三维视频处理 55页
图7-20 多模式选择立体视频编码算法
7.5 基于对象的三维编码
• 与二维编码相似，基于对象的三维视频编码 比基于像素的编码更有潜力，能获得更高的 编码效率。基于对象的三维视频编码的基本 原理如图7-21所示.
图7-18 基于对象的三维视频编码结构
7.6 基于模型的三维编码
• 基于模型的三维编码与基于知识的编码非常 类似，适用于场景中的大部分可能对象均已 知的情况。由此可对每个可能的对象建立各 自的模型，编码器不断的检测场景，当发现 已有独立模型的对象时，就对它应用其独立 模型进行处理。
• 对三维视频编码而言，深度感觉是一个非常 重要的信息，人类视觉系统的深度感觉特性 是设计三维视频采集和显示系统的依据。
7.2 立体成像原理
• 上一节讨论了视差的定义和人类视觉系统对 三维视频图像的一些感觉特性，本节讨论视 差和深度的关系，这是三维视频编码的理论 基础之一。
7.2.1 平行摄像机配置
2. 利用视差矢量、运动矢量相关性的快 速估计算法
图7-13 基于视差矢量空间相关性快速算法实验结果 （①为全搜索法结果，②为快速算法结果）
图7-14 视差矢量与运动矢量相关性
7.3.4 视差估计残差图像的编码
1.基于小波变换的立体残差图像编码 2.基于DCT的立体残差图像编码
图7-15 基于小波变换的残差图像编码
1. 基于块的视差估计
• 基于块的视差估计首先把右图划分为适当大 小的块，然后根据某种误差准则，在左图的 搜索范围内为右图的每一个块寻找最优匹配 的块，得到块的视差矢量。
误差准则
• 均方误差准则
MSE= ∑ ∑ [xl(i,j)-xr(i,j)]2
• 修改
空间局部平滑特性：同一物体，其各个部分的视差应 当是接近的
《数字影音后期制作案例教程》课件 第1章 数字影音后期制作概述
1.1 非线性编辑技术
4 of 52
1.1.1 非线性编辑的概念
非线性编辑（Non-Linear Editing）是指以计算机为操作平台，配合软硬件对原始素材通过随 机存取的方式反复进行各种编辑操作，并把最终编辑好的结果高质量地输出到计算机硬盘、磁带、 录像机和光盘等存储介质上的过程。
与早期需要两台以上的录像机，从不同的磁带合成到一盘磁带的线性编辑方式相比，非线性编 辑能立即重新排列、替换、增加、删除和修改映像数据，实现快速完成影视后期剪辑合成及其他特 技制作的目的。
1.1 非线性编辑技术
10 of 52
1.1.3 非线性编辑的工作流程
4．制作字幕
字幕是影视作品的重要组成部分，它 包括文字和图形两个方面。在Premiere Pro中，可以方便地制作多种效果的静态字 幕和动态字幕，且有大量的模板可以选择 。
5．输出与生成
影视作品制作完成后，可以利用 Premiere Pro将其输出回录到录像带上， 也可以生成多种格式的视频文件，发布到 网上或刻录VCD和DVD等。
1.1 非线性编辑技术
1．采集与输入素材
采集就是利用Premiere Pro，将模拟视频、 音频信号转换成数字信号存储到计算机中，或者 将外部的数字视频存储到计算机中，使之成为可 以处理的素材。输入主要是把其他软件处理过的 图像、声音等素材，导入到Premiere Pro中。
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1.1.3 非线性编辑的工作流程
第1章
数字影音后期 制作概述
数字影音后期制作是指将拍摄或
收集的视频素材与图形、图像、声音、
动画及字幕等元素组合，并以艺术手 法进行剪辑与合成，最终制作出影视
概
学 习
作品的过程。了解非线性编辑技术、
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1.1.1 非线性编辑的概念
非线性编辑（Non-Linear Editing）是指以计算机为操作平台，配合软硬件对原始素材通过随 机存取的方式反复进行各种编辑操作，并把最终编辑好的结果高质量地输出到计算机硬盘、磁带、 录像机和光盘等存储介质上的过程。
与早期需要两台以上的录像机，从不同的磁带合成到一盘磁带的线性编辑方式相比，非线性编 辑能立即重新排列、替换、增加、删除和修改映像数据，实现快速完成影视后期剪辑合成及其他特 技制作的目的。
1.1 非线性编辑技术
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1.1.3 非线性编辑的工作流程
4．制作字幕
字幕是影视作品的重要组成部分，它 包括文字和图形两个方面。在Premiere Pro中，可以方便地制作多种效果的静态字 幕和动态字幕，且有大量的模板可以选择 。
5．输出与生成
影视作品制作完成后，可以利用 Premiere Pro将其输出回录到录像带上， 也可以生成多种格式的视频文件，发布到 网上或刻录VCD和DVD等。
1.1 非线性编辑技术
1．采集与输入素材
采集就是利用Premiere Pro，将模拟视频、 音频信号转换成数字信号存储到计算机中，或者 将外部的数字视频存储到计算机中，使之成为可 以处理的素材。输入主要是把其他软件处理过的 图像、声音等素材，导入到Premiere Pro中。
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1.1.3 非线性编辑的工作流程
第1章
数字影音后期 制作概述
数字影音后期制作是指将拍摄或
收集的视频素材与图形、图像、声音、
动画及字幕等元素组合，并以艺术手 法进行剪辑与合成，最终制作出影视
概
学 习
作品的过程。了解非线性编辑技术、
Premiere Pro CS5数字视频制作课件
任务二 镜头与蒙太奇
一、景别的区分与作用
➢ 远景 远景镜头可以细分为大远景和远景两种镜头形式。 其中大远景镜头特指那些被摄主体与画面高度之比约为1：4的构图形式，它主要有提供空间背景、 暗示空间环境与主体间的关系以及写景抒情、营造特定气氛等作用； 远景镜头则特指那些被摄主体与画面高度之比约为1：2的构图形式，它相对突出的是具体性、叙 事性等实在功能。
3 初识Premiere
项目总结
项目总结
➢ 通过完成本项目案例，我们了解了蒙太奇的艺术魅力，掌握了Premiere pro cs5的基
本操作，并对影视节目的整体制作过程有了一个初步的了解。
➢ 课后操作
➢
运用Premiere pro cs5制作以一组静态图像为主要素材的小作品，掌握Premiere
任务一 非线性编辑技术
典 型 的 非 线 性 编 辑 系 统 的 组 成
任务一 非线性编辑技术
非线性编辑的基本概念
1. 帧（Frame）与时基（Time Base） 电视、影像和数字电影中的基本信息单元。如在北
美，标准剪辑以每秒30帧（frames per second，fps） 的速度播放，时基等于每秒30帧（fps）。 2. 场（Field）
在电视系统中，采用的是交错视频场，每帧图像 分为两场来进行扫描。
奇数场和偶数场 在软件处理中称为上场和下场
任务一 非线性编辑技术
非线性编辑的基本概念
3. 电视制式 电视制式是用来实现电视图像信号和伴音信号，或其它信号传输的方法，和电视图像的显示
格式，以及这种方法和电视图像显示格式所采用的技术标准。 电视制式有很多种，对于模拟电视，有黑白电视制式，彩色电视制式，以及伴音制式等；对
《系列DSP概述》课件
各种DSP开发工具（如CCS、 MATLAB）为DSP编程提供了 强大的支持。
七、DSP与嵌入式系统
嵌入式系统中的 DSP应用
DSP在嵌入式系统中扮演着重 要角色，广泛应用于物联网、 智能家居等领域。
DSP与通用处理器 的区别
DSP相比通用处理器在功耗、 性能和数值精度等方面有着 独特的设计和优势。
《系列DSP概述》PPT课 件
本PPT课件将全面介绍"数字信号处理器(DSP)"。
一、什么是DSP
DSP的定义
数字信号处理器(DSP)是一 种专门为数字信号处理任 务而设计的微处理器。
DSP的特点
DSP具有高速、低功耗、专 用算法和高输出精度的特 点。
DSP的应用
DSP广泛用于通信、音视频 处理和图像处理等领域。
DSP在嵌入式系统 中的应用案例
以嵌入式音频处理器和智能 摄像系统为例，展示了DSP在 嵌入式系统中的广泛应用。
八、总结
1 DSP的重要性
DSP在现代科技应用中扮演着重要的角色，推动了信号处理技术的发展。
2 DSP的优势和不足
DSP的高性能和专用算法使其在特定领域具有显著优势，但也面临挑战和局限性。
DSP市场前景展望
DSP市场将迎来更多应用领域的机会 和挑战，具有广阔的发展前景。
五、常用DSP芯片介绍
TI系列DSP芯片
德州仪器(TI)的TDSP系列芯片具 有强大的信号处理能力和广泛 的应用领域。
ADI系列DSP芯片
安捷伦(ADI)的ADSP系列芯片在 音频和视频处理领域具有卓越 的性能。
FPGA与DSP的结合
FPGA与DSP的结合可以在某些 场景下提供更高的性能和灵活 性。
六、DSP编程技术
七、DSP与嵌入式系统
嵌入式系统中的 DSP应用
DSP在嵌入式系统中扮演着重 要角色，广泛应用于物联网、 智能家居等领域。
DSP与通用处理器 的区别
DSP相比通用处理器在功耗、 性能和数值精度等方面有着 独特的设计和优势。
《系列DSP概述》PPT课 件
本PPT课件将全面介绍"数字信号处理器(DSP)"。
一、什么是DSP
DSP的定义
数字信号处理器(DSP)是一 种专门为数字信号处理任 务而设计的微处理器。
DSP的特点
DSP具有高速、低功耗、专 用算法和高输出精度的特 点。
DSP的应用
DSP广泛用于通信、音视频 处理和图像处理等领域。
DSP在嵌入式系统 中的应用案例
以嵌入式音频处理器和智能 摄像系统为例，展示了DSP在 嵌入式系统中的广泛应用。
八、总结
1 DSP的重要性
DSP在现代科技应用中扮演着重要的角色，推动了信号处理技术的发展。
2 DSP的优势和不足
DSP的高性能和专用算法使其在特定领域具有显著优势，但也面临挑战和局限性。
DSP市场前景展望
DSP市场将迎来更多应用领域的机会 和挑战，具有广阔的发展前景。
五、常用DSP芯片介绍
TI系列DSP芯片
德州仪器(TI)的TDSP系列芯片具 有强大的信号处理能力和广泛 的应用领域。
ADI系列DSP芯片
安捷伦(ADI)的ADSP系列芯片在 音频和视频处理领域具有卓越 的性能。
FPGA与DSP的结合
FPGA与DSP的结合可以在某些 场景下提供更高的性能和灵活 性。
六、DSP编程技术
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
为减少编码的复杂性，使视频编码操作易 于执行，首先把一幅图像分成固定大小的 宏块（Macroblock, MB），以亮度为基准， 通常为16×16块（每块16行，每行16个像 素）
在宏块中可以进一步分块，例如8×8块 （每块8行，每行8个像素）、16×8块、 4×4块等等，然后对块进行压缩编码处理 色度按照采样或子采样格式对应计算
3.1.1 视频压缩编码的必要性
未经过压缩的原始视频的码率：
720p高清电视（30fps，4:2:0）： 1280×720×30×8×1.5 ＝ 316.41Mbps 1080p高清电视（ 60fps，4:2:2）： 1920×1080×60×8×2 ＝ 1.85Gbps 100分钟的720p高清电视节目（30fps， 4:2:0 ）大小可达约231.74 GB
有些图像从大面积上或整体上看存在着重 复出现的相同或相近的纹理结构，例如布 纹图像和草席图像，被称为结构冗余
其它冗余
信息熵冗余（统计冗余、编码冗余）：调 整编码（coding）方式可以减少码字的数 据量，即编码的效率
视觉冗余：人类的视觉系统实际上只在一 定程度上对图像的变化产生敏感，即图像 数据中存在着大量人类视觉觉察不到的细 节 ……
3.1.5 视频压缩编码技术概述
从上世纪80年代开始逐渐形成了混合视频 编码(Hybrid video coding/encoding)技术， 并成为之后一系列视频编码标准的基础框 架
视频压缩编码技术概述
视频编码方法与采用的信源模型有关
如果采用“一幅图像由许多像素构成”的 信源模型，这种信源模型的参数就是每个 像素的亮度和色度的幅度值。对这些参数 进行压缩编码技术称为基于波形的编码 如果采用一个分量有几个物体构成的信源 模型，这种信源模型的参数就是各个物体 的形状、纹理和运动。对这些参数进行压 缩编码的技术被称为基于内容的编码
3.1.2 视频压缩编码的可能性
信息之所以能进行压缩，是因为信息本身 通常存在冗余量 在数据存储或传输时，通过选择优化的信 源编码方案，消除了冗余，也就达到了数 据压缩目的
信源/信道
信源就是信息的来源，可以是人、机器、 自然界的物体等等。信源发出信息的时候， 一般以某种讯息的方式表现出来，可以是 符号，如文字、语言等，也可以是信号， 如图像、声响等等
信道就是信息传递的通道，是将信号进行 传输、存储和处理的媒介。信道的关键问 题是它的容量大小，要求以最大的速率传 送最大的信息量
信源编码/信道编码
为了减少信源输出符号序列中的冗余度、 提高符号的平均信息量，对信源输出的符 号序列所施行的变换称为信源编码
对输入信息进行编码，优化信息和压缩信 息并且打成符合标准的数据包 信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减， 通过增加冗余，如校验码等，来提高抗干 扰能力以及纠错能力
3.1.3 无损压缩与有损压缩
无损压缩可完全恢复数据而不引入失真。 由于整个编解码过程中，信源信息的熵始 终保持不变，因此无损压缩又被称为熵保 持编码，无损压缩的编码效率受信息的熵 限制，压缩率通常在2至5倍。无损编码包 括：变换编码、 游程编码、算术编码等
无损压缩与有损压缩
有损压缩则是利用人眼视觉特性(HVS: Human Vision System)，对人眼不敏感的 某些图像细节信息进行压缩甚至忽略不编 码，因此在解码恢复的过程时，不能完全 恢复数据的全部信息，引入了失真，但是 对于图像的最终接收者（人眼）而言，获 得的信息的变化不大（即无大的视觉失 真），同时获得较大的压缩率(10到200倍 )
信息熵
信息是个很抽象的概念，我们常常说信息很 多，或者信息较少，但却很难说清楚信息到 底有多少，直到 1948 年，香农提出了“信 息熵”（Entropy）的概念，才解决了对信息 的量化度量问题
信息熵是用于度量信息量的一个概念。一个 系统越是有序，信息熵就越低；反之，一个 系统越是混乱，信息熵就越高。所以，信息 熵也可以说是系统有序化程度的一个度量
无损压缩与有损压缩
在常用的视频编码应用中，有损编码是与 无损编码进行混合编码
3.1.4 视频压缩编码的目标
视频信号由于信息量巨大，存储空间要求 高、传输网络带宽要求高，需要将视频信 号在传送前先进行压缩编码，即进行视频 源压缩编码，然后在网络上进行传送或者 存储，以便节省传送带宽和存储空间
视频压缩编码的基本目标要求： 1）必须压缩在一定的带宽内，即视频编 码器应具有足够的压缩比
视频压缩编码的目标
2）视频信号压缩之后，应保持一定的视 频质量 如果不问质量，一味地压缩，虽然压缩比 很高，但压缩后严重失真，显然达不到要 求；反之，如只讲质量，压缩比太小，也 不符合要求
3）在以上两个要求下，视频编码器的实 现应力求简单、易实现、成本低、可靠性 高，这也是基本的要求
视频压缩编码技术概述
由此可见，根据采用信源模型，视频编码 可以分为两大类，基于波形的编码和基于 内容的编码
它们利用不同的压缩编码（Encoding）方 法，得到相应的量化前的参数；再对这些 参数进行量化；最后，进行无损熵编码进 一步提高效率 解码（Decoding）则为编码的逆过程
视频编码分块
时间冗余
在视频序列中，前后两帧图像（时间间隔 很短）之间具有较大的相关性，表现出帧 与帧之间的重复，因而存在时间冗余
这是视频信号中所经常包含的冗余
(a)
(b)
空间冗余
在同一幅图像中，规则物体和规则背景 （所谓规则是指表面颜色分布是有序的、 而不是完全杂乱无章的）的表面物理特征 具有相关性，这些相关性的光成像结构在 数字化图像中就表现为数据冗余
同一帧图像中相邻的像素之间具有很强的 相关性
知识冗余
有许多图像的理解与图像所表现内容的基 础知识(先验或背景知识)有相当大的相关 性，从这种知识出发可以归纳出图像的某 种规律性变化，这类冗余称为知识冗余。 知识冗余的一个典型例子是对人像的理解， 比如，鼻子上方有眼睛，鼻子又在嘴的上 方等
结构冗余
在宏块中可以进一步分块，例如8×8块 （每块8行，每行8个像素）、16×8块、 4×4块等等，然后对块进行压缩编码处理 色度按照采样或子采样格式对应计算
3.1.1 视频压缩编码的必要性
未经过压缩的原始视频的码率：
720p高清电视（30fps，4:2:0）： 1280×720×30×8×1.5 ＝ 316.41Mbps 1080p高清电视（ 60fps，4:2:2）： 1920×1080×60×8×2 ＝ 1.85Gbps 100分钟的720p高清电视节目（30fps， 4:2:0 ）大小可达约231.74 GB
有些图像从大面积上或整体上看存在着重 复出现的相同或相近的纹理结构，例如布 纹图像和草席图像，被称为结构冗余
其它冗余
信息熵冗余（统计冗余、编码冗余）：调 整编码（coding）方式可以减少码字的数 据量，即编码的效率
视觉冗余：人类的视觉系统实际上只在一 定程度上对图像的变化产生敏感，即图像 数据中存在着大量人类视觉觉察不到的细 节 ……
3.1.5 视频压缩编码技术概述
从上世纪80年代开始逐渐形成了混合视频 编码(Hybrid video coding/encoding)技术， 并成为之后一系列视频编码标准的基础框 架
视频压缩编码技术概述
视频编码方法与采用的信源模型有关
如果采用“一幅图像由许多像素构成”的 信源模型，这种信源模型的参数就是每个 像素的亮度和色度的幅度值。对这些参数 进行压缩编码技术称为基于波形的编码 如果采用一个分量有几个物体构成的信源 模型，这种信源模型的参数就是各个物体 的形状、纹理和运动。对这些参数进行压 缩编码的技术被称为基于内容的编码
3.1.2 视频压缩编码的可能性
信息之所以能进行压缩，是因为信息本身 通常存在冗余量 在数据存储或传输时，通过选择优化的信 源编码方案，消除了冗余，也就达到了数 据压缩目的
信源/信道
信源就是信息的来源，可以是人、机器、 自然界的物体等等。信源发出信息的时候， 一般以某种讯息的方式表现出来，可以是 符号，如文字、语言等，也可以是信号， 如图像、声响等等
信道就是信息传递的通道，是将信号进行 传输、存储和处理的媒介。信道的关键问 题是它的容量大小，要求以最大的速率传 送最大的信息量
信源编码/信道编码
为了减少信源输出符号序列中的冗余度、 提高符号的平均信息量，对信源输出的符 号序列所施行的变换称为信源编码
对输入信息进行编码，优化信息和压缩信 息并且打成符合标准的数据包 信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减， 通过增加冗余，如校验码等，来提高抗干 扰能力以及纠错能力
3.1.3 无损压缩与有损压缩
无损压缩可完全恢复数据而不引入失真。 由于整个编解码过程中，信源信息的熵始 终保持不变，因此无损压缩又被称为熵保 持编码，无损压缩的编码效率受信息的熵 限制，压缩率通常在2至5倍。无损编码包 括：变换编码、 游程编码、算术编码等
无损压缩与有损压缩
有损压缩则是利用人眼视觉特性(HVS: Human Vision System)，对人眼不敏感的 某些图像细节信息进行压缩甚至忽略不编 码，因此在解码恢复的过程时，不能完全 恢复数据的全部信息，引入了失真，但是 对于图像的最终接收者（人眼）而言，获 得的信息的变化不大（即无大的视觉失 真），同时获得较大的压缩率(10到200倍 )
信息熵
信息是个很抽象的概念，我们常常说信息很 多，或者信息较少，但却很难说清楚信息到 底有多少，直到 1948 年，香农提出了“信 息熵”（Entropy）的概念，才解决了对信息 的量化度量问题
信息熵是用于度量信息量的一个概念。一个 系统越是有序，信息熵就越低；反之，一个 系统越是混乱，信息熵就越高。所以，信息 熵也可以说是系统有序化程度的一个度量
无损压缩与有损压缩
在常用的视频编码应用中，有损编码是与 无损编码进行混合编码
3.1.4 视频压缩编码的目标
视频信号由于信息量巨大，存储空间要求 高、传输网络带宽要求高，需要将视频信 号在传送前先进行压缩编码，即进行视频 源压缩编码，然后在网络上进行传送或者 存储，以便节省传送带宽和存储空间
视频压缩编码的基本目标要求： 1）必须压缩在一定的带宽内，即视频编 码器应具有足够的压缩比
视频压缩编码的目标
2）视频信号压缩之后，应保持一定的视 频质量 如果不问质量，一味地压缩，虽然压缩比 很高，但压缩后严重失真，显然达不到要 求；反之，如只讲质量，压缩比太小，也 不符合要求
3）在以上两个要求下，视频编码器的实 现应力求简单、易实现、成本低、可靠性 高，这也是基本的要求
视频压缩编码技术概述
由此可见，根据采用信源模型，视频编码 可以分为两大类，基于波形的编码和基于 内容的编码
它们利用不同的压缩编码（Encoding）方 法，得到相应的量化前的参数；再对这些 参数进行量化；最后，进行无损熵编码进 一步提高效率 解码（Decoding）则为编码的逆过程
视频编码分块
时间冗余
在视频序列中，前后两帧图像（时间间隔 很短）之间具有较大的相关性，表现出帧 与帧之间的重复，因而存在时间冗余
这是视频信号中所经常包含的冗余
(a)
(b)
空间冗余
在同一幅图像中，规则物体和规则背景 （所谓规则是指表面颜色分布是有序的、 而不是完全杂乱无章的）的表面物理特征 具有相关性，这些相关性的光成像结构在 数字化图像中就表现为数据冗余
同一帧图像中相邻的像素之间具有很强的 相关性
知识冗余
有许多图像的理解与图像所表现内容的基 础知识(先验或背景知识)有相当大的相关 性，从这种知识出发可以归纳出图像的某 种规律性变化，这类冗余称为知识冗余。 知识冗余的一个典型例子是对人像的理解， 比如，鼻子上方有眼睛，鼻子又在嘴的上 方等
结构冗余