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MPEG1和MPEG2视频编码压缩技术及标准
 
慧聪网   2005年4月4日10时41分   信息来源:王健    

    本文的目的在于给出有关MPEGl和MPEG2视频编码算法及标准的概述、以及它们在视频通信中的作用。论文的正文是这样安 排的:首先回顾了与MPEG视频压缩标准有关的那些基本概念和技术:接着较详细地叙述了MPEGl和MPEG2的视频编码算法;最 后的内容为标准中与其应用有关的一些特征。 

MPEG视频压缩算法的基本原理 

    一般说来,在帧内以及帧与帧之间,众多的视频序列均包含很 大的统计冗余度和主观冗余度。视频源码的最终目标是:通过挖掘 统计冗余度和主观冗余度,来降低存储和传送视频信息所需的比特 率;并采用嫡编码技术,以便编制出"最小信息组"一个实用的 编码方案,是在编码特性(具有足够质量的高压缩)与实施复杂性 之间的一种折衷。对于MPEG压缩算法的开发来讲,计及到这些标 准的寿命周期应考虑到现代超大规模集成电路技术的能力,这一点 是最重要的。 根据应用的要求,我们也许会想到视频数据的"无损失"编码 和"有损失"编码"无损失"编码的目的在于:在保持原图像质 量(即解码后的图像质量等同于编码前的图像质量)情况下,来减 少需要存储和传送的图像或视频数据。与此相反,"有损失"编码 技术(该技术跟MPEG-l和MPEG2视频标准未来的应用有关) 的目的是,去符合给定的存储和传送比特串。重要的一些应用包 括;利用限定的带宽或很窄的带宽,通过通信频道采传送视频信 息;有效地存储视频信息。在这些应用中,高的视频压缩是以降低 视频质量的办法来实施的,即跟编码以前的原始图像相比,解码后 的图像"客观"质量有所降低(也就是取原始图像和再现图像之间 的均方差,作为评定客观图像质量的标准)频道的目标比特率越低;那么视频所必须进行的压缩率就越大,通常可察觉的编码人工 产物也越多。有损失编码技术的最终目的是:在指定的目标比特串 条件下,获取最佳的图像标准。这里应服从"客观"或"主观"上 的最佳标准。这里应该指出,图像的降级程度(指客观降低以及可 察觉到的人工产物的数量)取决于压缩技术的复杂性--对于结构 简单的画面和视频活动少的图像来讲,就是采用简单的压缩技术, 也许能获得根本不带可察觉人工产物的良好的再现图像 

(A)MPEG视频编码器源模式 

    MPEG数字视频编码技术实质上是一种统计方法。在时间和空 间方向上,视频列通常包含统计冗余度。MPEG压缩技术所依赖的 基本统计特性为像素之间(interpel)的相关性,这里包含这样一个 设想:即在各连续帧之间存在简单的相关性平移运动。这里假定: 一个特殊画面上的像素量值,可以(采用帧内编码技术)根据同帧 附近像素来加以预测,或者可以(采用帧间技术)根据附件帧中的 像素来加以预测。直觉告诉我们:在某些场合,如一个视频序列镜 头变化时,各附近帧中像素之间的时间相关性就很小,甚至消失 -这时,该视频镜头就成为一组无相关牲的静止画面的组合。在 这种情况下,可采用帧内编码技术来开发空间相关性,来实现有效 的数据压缩,MPEG压缩算法采用离散余弦变换(DCT)编码技 术,以8×8像素的画面块为单位,有效地开发同一面面各附近像 索之间的空间相关性。
 
作者:奥斯创 
 
 
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[热门关键词]:视频编码 MPEG 技术标准 
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