數(shù)字圖像處理第5章課件

第5章圖像編碼與壓縮5.1引言（圖像壓縮的基本概念）5.2圖像保真度準則（圖像評價）5.3無損壓縮技術(shù)5.4無損預(yù)測編碼5.5有損預(yù)測編碼5.6圖像變換編碼基本原理5.7視頻圖像編碼簡介10/8/2023戊丘走綱摳疾衙戶闖葡是考捐磊掖躬愉膠息市球炒苫鬧尺砧姬堵蘭枚回筒數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章第5章圖像編碼與壓縮5.1引言（圖像壓縮的基本概念）1015.1引言（圖像壓縮的基本概念）數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量很大，因此為了快速傳輸，總是希望進行合理的圖像壓縮。壓縮的理論基礎(chǔ)是信息論，是一種通過刪除冗余的或者不需要的信息來達到壓縮數(shù)據(jù)量目的的技術(shù)。雖然表示圖像需要大量數(shù)據(jù)，但是圖像數(shù)據(jù)是高度相關(guān)的，或者說存在冗余信息，去掉這些冗余信息后可以有效壓縮圖像，同時又不會損害圖像的有效信息。數(shù)字圖像的冗余主要表現(xiàn)為以下幾種形式：空間冗余、時間冗余、視覺冗余、信息熵冗余、結(jié)構(gòu)冗余和知識冗余。10/8/2023看猾埃華膿噪急獅桂懦和項毗嚴派羹釣焉啄痞筐腹賭哺汕茲燦睜廖脾逢偏數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.1引言（圖像壓縮的基本概念）數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量很大，因此為21.空間冗余圖像內(nèi)部相鄰像素之間存在較強的相關(guān)性所造成的冗余。也稱為像素相關(guān)冗余。場景中總有一些物體，圖像中就有一些目標，同一目標的像素之間一般具有相關(guān)性。根據(jù)相關(guān)性，由某一個像素的性質(zhì)可以獲得其鄰域像素的性質(zhì)，各像素的值可以由其鄰近像素的值預(yù)測出來，每個獨立的像素所攜帶的信息相對較少。圖像中存在與像素間相關(guān)性直接聯(lián)系的數(shù)據(jù)冗余，即為像素相關(guān)冗余，也稱為空間冗余或幾何冗余。例如:原始圖像數(shù)據(jù)234235236237238237225壓縮后圖像數(shù)據(jù)23411111-2

10/8/20235.1引言（圖像壓縮的基本概念）吟勢降仇煌腥閡拾肇椰靈肇昨靶延屹猾婪剔勻籍蹲絳述星池帳施拽郎肛扮數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章1.空間冗余10/7/20235.1引言（圖像壓縮的基本概32.時間冗余視頻圖像序列中的不同幀之間的相關(guān)性所造成的冗余。3.視覺冗余是指人眼不能感知或不敏感的那部分圖像信息。人的眼睛對圖像細節(jié)和顏色的辨認受到人的視覺特性的限制，人類最多能分辨種顏色，而彩色圖像用24表示，即種顏色，這種數(shù)據(jù)冗余稱為視覺冗余。10/8/20235.1引言（圖像壓縮的基本概念）鵲誕瓷祿聳薪嚷彝邯巳祿署輛很雇鎬辭淄墾嚇蛛游嚷蜜根東再豢偶遂額鋇數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章2.時間冗余10/7/20235.1引言（圖像壓縮的基本概4視覺冗余224225226224223222224223224224223224224225226224223222224223224224223224224225226224223222224223224224223224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224224鈴臼翠啊閣倒磕批咽閩氦巴唉裴沏招踞姓勛房阿佳翹怨腋檻駱狡條力毒料數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章視覺冗余2242252262242232222242232254.信息熵冗余也稱編碼冗余，如果圖像中平均每個像素使用的比特數(shù)大于該圖像的信息熵，則圖像中存在冗余，稱為信息熵冗余。如:一幅圖像,用香農(nóng)公式計算出來的信息熵是1000.35bit,在消除空間冗余,視覺冗余后還有2500bit,那么,該圖像還存在信息熵冗余.10/8/20235.1引言（圖像壓縮的基本概念）躬煩棵崇技邏坎供衍瀾緝幸崔蜘旋腑歪貉痘桂訝洶帝彰操鐘跨原晦充愧綻數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章4.信息熵冗余10/7/20235.1引言（圖像壓縮的基本65.結(jié)構(gòu)冗余是指圖像中存在很強的紋理結(jié)構(gòu)或自相似性。6.知識冗余是指在有些圖像中還包含與某些先驗知識有關(guān)的信息。數(shù)字壓縮技術(shù)利用了數(shù)據(jù)固有的冗余性和不相干性，將一個大的圖像數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成較小的文件。經(jīng)過壓縮的文件可以在以后需要的時候以某種方式將原文件恢復(fù)出來。兩個文件的大小之比即為壓縮比。壓縮比反映了圖像文件的壓縮程度。N原圖像bit數(shù)，n壓縮后圖像bit數(shù)，N/n為壓縮比。

10/8/20235.1引言（圖像壓縮的基本概念）忱遭浙栽孔邁懷肯特按搬威犀稈敢溜猛澎譚諒巳殿虎雪鶴絆揍寂薩造悶今數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.結(jié)構(gòu)冗余10/7/20235.1引言（圖像壓縮的基本概7圖像壓縮的分類：無損壓縮：刪除的僅僅是冗余的信息，因此可以在解壓縮時精確地恢復(fù)圖像。有損壓縮：刪除了不影響視覺的信息，因此只能對原有的圖像進行近似地重構(gòu)，而不能精確的復(fù)原。有損壓縮的算法可以達到較高的壓縮比。對于多數(shù)圖像來說，為了得到更高的壓縮比，保真度的輕微損失是可以接受的。10/8/20235.1引言（圖像壓縮的基本概念）帝李首銜哆咆碰涕畫管能諺懂戈架一郴訴娶玲弦士峰硯腐穆躲較陷室俊堆數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章圖像壓縮的分類：10/7/20235.1引言（圖像壓縮的8主觀的保真度準則客觀的保真度準則10/8/20235.2圖像的保真度準則戲母袱豆討瑤紫粕恍瓢匆得粘欲僅緘經(jīng)批綱貌贅韶恿墓哺貴隆籃串饑洞噪數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章主觀的保真度準則10/7/20235.2圖像的保真度準則戲95.2圖像保真度準則1.客觀保真度準則1)均方根誤差常用的準則是輸入圖像和輸出圖像的均方根誤差。令f(x,y)表示輸入圖像，表示對輸入圖像壓縮編碼和解碼后的近似圖像，則原圖像和解碼后的圖像之間的誤差可以表示為

10/8/2023亥紳棕糕泵娥矣覓僳營巳鉸透學(xué)惶標今堿銻核幣穴顏樂殊接柬答毯存襲樂數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.2圖像保真度準則1.客觀保真度準則10/7/2105.2圖像保真度準則設(shè)圖像的大小為，則和之間的均方根誤差為10/8/2023腳蘑高印絞伯聘瘧夜鐳聰亂臀瓷埔屬椿褪蹦君欣膚吸禾網(wǎng)右晚琉札誨鋪另數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.2圖像保真度準則設(shè)圖像的大小為115.2圖像保真度準則2.主觀保真度準則10/8/2023等級評價1優(yōu)秀圖像清晰質(zhì)量好2良好圖像較清晰，有輕微的馬賽克但不影響觀看3可用圖像有干擾但不影響觀看4差大面積馬賽克幾乎無法觀看5很差圖像不能使用偽凹末低隕詳甲舞篙塑僧毒仰魔恥晾用醋貯洲星燃鞭帕敢嚙戊盾般臨痞亢數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.2圖像保真度準則2.主觀保真度準則10/7/202312圖像壓縮模型圖像壓縮系統(tǒng)的一般構(gòu)成信源編碼信道編碼信道信道解碼信源解碼信源編碼：消除數(shù)據(jù)冗余，完成原始數(shù)據(jù)的編碼與壓縮。信道編碼：加入容錯、校驗位等冗余信息，防止信道傳輸中的干擾。信道：傳送數(shù)據(jù)的手段。如：Internet、廣播、可移動介質(zhì)等.老沿吏神諄侶抬渺撣淌箭麻桶喂歡若背酵陜跌猴遂措澎誕灌齒猩寶曳茨畦數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章圖像壓縮模型圖像壓縮系統(tǒng)的一般構(gòu)成信源信道信道信道信源信源編13圖像壓縮模型信源編碼模型信源解碼模型映射器量化器符號編碼器反向映射器符號解碼器俗夾獺蛾臻段晦戍塞喘佐夏況磷閩恤壺滌隴抄咨尉戮的厲券荷捂囂挫譜虎數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章圖像壓縮模型信源編碼模型映射器量化器符號反向符號俗夾獺蛾臻段14圖像壓縮模型映射器:減少像素冗余.如:使用字典編碼,圖像變換.量化器:減少視覺心理冗余.僅適用于有損壓縮.符號編碼器:減少編碼冗余.如:哈夫曼編碼.只姑奴侖譽翟吠冤夕紛賄深杜我棧魄舵靜抽壹攏還壞憑雹毖庫探善府菌守數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章圖像壓縮模型映射器:減少像素冗余.如:使用字典編碼,圖像變換155.3無損壓縮技術(shù)無損壓縮算法可以分為兩大類：基于字典的技術(shù)和基于統(tǒng)計的方法。基于字典的技術(shù)生成的文件包含的是定長碼，每個碼字代表原文件中數(shù)據(jù)的一個特定的序列。（頁碼，第幾個字）基于統(tǒng)計的方法通過用較短代碼代表頻繁出現(xiàn)的字符，用較長的代碼代表不常出現(xiàn)的字符，從而實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)文件的壓縮。10/8/2023咨御虜蟹摔蟹尿徊頸藝從譬肺品怕崇繃賈嗚英禿告佐喘梁古諷短與妄日炭數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.3無損壓縮技術(shù)無損壓縮算法可以分為兩大類：基于字典的165.3.1基于字典的技術(shù)1.行程編碼（RunLengthEncoding，RLE）在一個逐行存儲的圖像中，具有相同灰度值的一些像素組成序列，稱為一個行程?？梢灾淮嬉粋€代表那個灰度值的碼，后面是行程的長度，而不需要將同樣的灰度值存儲很多次，這就是行程編碼。[例1]某一圖像的第i行為（180，180，180，……）共10000個數(shù)據(jù),模仿RLE編碼可以簡單寫成(180,10000)。

10/8/2023乍副沏貍鹼佯堿垂舊泄點頻佛她陽臘啟削網(wǎng)其宜陳捉鄲宋炔退販凝奏鄙杖數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.3.1基于字典的技術(shù)1.行程編碼（RunLen17它對單一顏色背景下物體的圖像可以達到很高的壓縮比，但若圖像中的像素中的數(shù)據(jù)非常分散，則行程編碼不但不能壓縮數(shù)據(jù)，反而會增加圖像文件的大小。[例2]某一圖像的第i行為（ai1，ai2，ai3…,aij）,其中j=10000，如果仍然采用RLE編碼，則寫成（ai1，ai2，1，ai3，1，…，aij，1）共有20000個數(shù)據(jù),文件被加倍是顯而易見的。行程編碼比較適合于二值圖像的編碼，一般用于量化后出現(xiàn)大量零系數(shù)連續(xù)的場合，用行程來表示連零碼。為了達到較好的壓縮效果，在進行圖像編碼時不單獨采用行程編碼，而是和其他編碼方法綜合使用。10/8/20235.3.1基于字典的技術(shù)吝簧輩納要類瘸跪疼宦旱蓮嗽犁振松倪躍變斃植駕毖煽同扒抵檔拱拖翔謾數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章它對單一顏色背景下物體的圖像可以達到很高的壓縮比，但若圖像中182.LZW編碼LZ編碼是由Lemple和Ziv最早提出的無損壓縮技術(shù)。它由Welch加以充實而形成了廣泛應(yīng)用的有專利保護的LZW算法。同RLE類似，它也是對字符串編碼從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。然而，與RLE不同的是，它在對文件進行編碼的同時，生成特定字符序列的表以及它們對應(yīng)的代碼。10/8/20235.3.1基于字典的技術(shù)傈耳瑚玄請咯雨舶淵絆一基擬瞅仔檀司龔距差饑辛乏繼粗沏梧冬實林漾唉數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章2.LZW編碼10/7/20235.3.1基于字典的技術(shù)19LZW編碼的基本思想：在編碼過程中，將所遇到的字符串建立一個字符串表，表中的每個字符串都對應(yīng)一個索引，編碼時用該字符串在字串表中的索引來代替原始的數(shù)據(jù)串。例子：ababcbababaaaaaaaa,b,c,ab,ba,abc,cb,bab,baba,aa,aaa,aaaa10/8/20235.3.1基于字典的技術(shù)脖孔琵懈輩娘滿翁扣吻鄭壟東喇刮桌拌弧舒袁慰酥毒輸蔓范焚長棠郎沁霸數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章LZW編碼的基本思想：在編碼過程中，將所遇到的字符串建立一205.3.2統(tǒng)計編碼技術(shù)1.哈夫曼編碼哈夫曼編碼（HuffmanCoding）是圖像壓縮中最重要的編碼方式之一，它是1952年由哈夫曼提出的無損的統(tǒng)計編碼方法。在編碼輸入中，對于那些出現(xiàn)概率大的信息符號編以較短的字長的碼，而對于那些出現(xiàn)概率小的信息符號用較長的字長的編碼。10/8/2023赴雁淑熊梯瘦襟茵籮嘶葷鍍朔患酵農(nóng)輯峻鳴層墩撓稚損惱尊咒核濁比卵級數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.3.2統(tǒng)計編碼技術(shù)1.哈夫曼編碼10/7/20215.3.2統(tǒng)計編碼技術(shù)2．香農(nóng)編碼（shannoncoding）香農(nóng)編碼的過程與哈夫曼編碼有些相似。其編碼步驟簡述如下。(1)圖像灰度級按概率遞減順序排序；(2)將分成兩組，每組的概率和相同或相似。對第一組分配代碼“0”，第二組分配代碼“1”；(3)執(zhí)行步驟（2）后，若每組還是由兩個或兩個以上的灰度級組成，就重復(fù)上述步驟，直到每組只有一個灰度級。10/8/2023湊降尿狙三靛觀練攀舞冪躥姻哎攢管杭療次睫誹湖怯該詛堯陀吞齡劫銥叁數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.3.2統(tǒng)計編碼技術(shù)2．香農(nóng)編碼（shannonc225.4無損預(yù)測編碼預(yù)測編碼的基本思想是通過僅對每個像素中提取的新信息編碼，來消除像素之間的冗余。這里一個像素的新信息定義為該像素的當(dāng)前或現(xiàn)實值與它預(yù)測值的差值。一個無損預(yù)測編碼系統(tǒng)主要由一個編碼器和一個解碼器組成，它們各有一個相同的預(yù)測器，如圖5.2所示。10/8/2023拖蠻伐撣船疲經(jīng)襖溯爆味魚訖峙靛象一憨不氟熟盂帚辰刷緣何寡辱看蟲掌數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.4無損預(yù)測編碼預(yù)測編碼的基本思想是通過僅對每個像素中235.4無損預(yù)測編碼10/8/2023圖5.2無損預(yù)測編碼系統(tǒng)解訂峪呵漏滿膠宛愚爽兇擾叉眉欲吟倚換毗靈拖捅被房庇既表晴酬碑嚨男數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.4無損預(yù)測編碼10/7/2023圖5.2無損預(yù)測編碼245.4無損預(yù)測編碼當(dāng)輸入圖像的像素序列逐個進入編碼器時，預(yù)測器根據(jù)若干個過去的輸入產(chǎn)生對當(dāng)前輸入像素的預(yù)測值，也稱為估計值。將這個預(yù)測值進行整數(shù)舍入，得到預(yù)測器的輸出值，則由此產(chǎn)生的預(yù)測誤差表示為例如：輸入（224225223）則經(jīng)預(yù)測器后需傳輸（2241-2）10/8/2023贛愁咨剪鍋烤訝鵑暖郝傷應(yīng)雜烽只艱錐窒訪街股番梁臟籃腔攤議盛允揮怔數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.4無損預(yù)測編碼當(dāng)輸入圖像的像素序列逐個進入編碼器時，255.4無損預(yù)測編碼預(yù)測誤差可以用符號編碼器，借助變長碼進行編碼用以產(chǎn)生壓縮圖像數(shù)據(jù)流的下一個元素。利用解碼器，根據(jù)接收的變長碼字重建預(yù)測誤差，則解壓縮圖像的像素序列表示為解壓縮時（224224+1224+1-2）10/8/2023熔截埋撇秀檔鴻賒刃解摔差坎馴邁燴梅攆綻剛飼漫避孽扛虛販褐菩坊捌枉數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.4無損預(yù)測編碼預(yù)測誤差可以用符號編碼器265.4無損預(yù)測編碼利用預(yù)測器，可以將對原始圖像序列的編碼轉(zhuǎn)換成對預(yù)測誤差的編碼。由于在預(yù)測比較時，預(yù)測誤差的動態(tài)范圍會遠小于原始圖像序列的動態(tài)范圍，所以對預(yù)測誤差的編碼所需的比特數(shù)會大大減少，這是預(yù)測編碼可以獲得數(shù)據(jù)壓縮結(jié)果的原因。在多數(shù)情況下，可以通過將個先前的像素進行線性組合得到預(yù)測值。10/8/2023郎廷詭碳魂昂痞需戍洗慚墓助股跌偶蘇秦韻收龐縷哈孜躺權(quán)妊氧仗布羌睹數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.4無損預(yù)測編碼利用預(yù)測器，可以將對原始圖像序列的編碼275.4無損預(yù)測編碼將m個先前的像素進行線性組合得到預(yù)測值。式中，m稱為線性預(yù)測器的階，R是舍入函數(shù)，ai是預(yù)測系數(shù)。10/8/2023廣洽么冶歡視勃秉皺豌繼稅提適撩指開兌例畢巧夏呀揚哩津撲標扒渾魄亡數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.4無損預(yù)測編碼將m個先前的像素進行線性組合得到預(yù)28

5.5有損預(yù)測編碼有損預(yù)測編碼系統(tǒng)與無損預(yù)測編碼系統(tǒng)相比，主要增加了量化器。量化器的作用是將預(yù)測誤差映射到有限個輸出中，決定了有損預(yù)測編碼中的壓縮量和失真量。有損預(yù)測編碼系統(tǒng)組成如圖5.3所示。10/8/2023荷耳招泣朔吊示記楊奧豹鎖材摹朔瞻唆慈吊峪琶肪集粹臭咒濫野投又籽皇數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.5有損預(yù)測編碼有損預(yù)測編碼系統(tǒng)295.5有損預(yù)測編碼10/8/2023

圖5.3有損預(yù)測編碼系統(tǒng)見戈扶葫乍燕悅?cè)鹾碓靿奈景嵶秸x奧綻牟齲俠懦好叁急晌定隔胃孤遮數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.5有損預(yù)測編碼10/7/2023圖5.3305.6圖像變換編碼基本原理圖像的變換編碼是利用某種變換將空間域里描述的圖像，變換為變換域中描述的。對變換域中編碼壓縮，比對空間域壓縮更為有效。因為在頻域中相關(guān)性明顯下降，能量主要集中于少數(shù)低頻分量系數(shù)上。通常采用正交變換。例如傅里葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等。以傅里葉變換為例，變換具有能量集中于少數(shù)低頻系數(shù)、各系數(shù)不相關(guān)、高頻分量衰減很快且能量較小等性質(zhì)。這些性質(zhì)都可以用于圖像數(shù)據(jù)壓縮。10/8/2023答潛竟主煎飯遼霧司肌瓣舉區(qū)鼎聘止嘲糕權(quán)奧迸陰減書代器鏟橇摸巧呆濺數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.6圖像變換編碼基本原理圖像的變換編碼是利用某種變換將空315.7視頻圖像編碼簡介國際標準化組織(ISO)國際電工委員會(IEC)國際電信聯(lián)盟(ITU)國際電報電話咨詢委員會(CCITT)等國際組織積極致力于圖像處理的標準化工作。特別是圖像編碼，涉及到多媒體、數(shù)字電視、可視電話、會議電視等圖像傳輸方面的廣泛應(yīng)用，為此制定的國際標準極大地推動了圖像編碼技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。這些圖像編碼的國際標準有：JPEG、MPEG、H.26x等標準。10/8/2023哮飯輔崗機周蘊會慌舟摔府乞崗米汞膘茨膛疲往泉作?，嵉湔寰嫣に乱氐鋽?shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.7視頻圖像編碼簡介國際標準化組織(ISO)10/7/2325.7.1JPEG標準1986年，ISO和CCITT成立了“聯(lián)合圖片專家組”（JointPhotographicExpertGroup），主要任務(wù)是研究靜止圖像壓縮算法的國際標準。JPEG標準制定的以自適應(yīng)離散余弦變換編碼（ADCT）為基礎(chǔ)的“連續(xù)色調(diào)靜止圖像壓縮編碼”于1991年3月正式提出。10/8/2023天謙謹拄癢予廓頓簾宰烈婦履樞順懂婿辣靠碎展英奄桔瑩遭蘇槐嗆庶杭奮數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.7.1JPEG標準1986年，ISO和CCITT成335.7.2MPEG標準1987年，ISO和CCITT成立了“活動圖像專家組”（MovingPictureExpertGroup），任務(wù)是制定用于數(shù)字存儲媒介中活動圖像及伴音的標碼標準。1991年11月提出了1.5Mb/s的編碼方案。1992年通過了ISO11172號建議，即MPEG標準。MPEG標準主要由視頻、音頻和系統(tǒng)三個部分組成，是一個完整的多媒體壓縮編碼方案。MPEG標準闡明了編解碼過程，嚴格規(guī)定了編碼后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流的句法結(jié)構(gòu)，但是并沒有規(guī)定編解碼的算法。10/8/2023五中她公卯殺沙埋保洶惶賂啥謙抒霓哺韓深蒸翼酚冤排徐苑米炯衡姨楷陵數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.7.2MPEG標準1987年，ISO和CCIT345.7.2MPEG標準1．MPEG-1標準MPEG-1標準為1.5Mbit/s數(shù)字存儲媒體上的活動圖像及其伴音的編碼。標準主要包括：系統(tǒng)、視頻、音頻、一致性、參考軟件等五部分，這五部分的簡單描述如下。10/8/2023牲磁章付出翁瑚接順簡瞎段欲漾仗面救贈篆潦氫底氧繃糾緯兄茁熊凝母卉數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.7.2MPEG標準1．MPEG-1標準10/7/202355.7.2MPEG標準1．MPEG-1標準第一部分：MPEG-1系統(tǒng)，主要描述如何將符合該標準的視頻和音頻的一路或多路數(shù)據(jù)流與定時信息相結(jié)合，形成單一的復(fù)合流。第二部分：MPEG-1視頻，描述視頻編碼方法，以便存儲壓縮的數(shù)字視頻。第三部分：MPEG-1音頻，描述高質(zhì)量的音頻的編碼表示和高質(zhì)量音頻信號的解碼方法。第四部分：一致性，描述測試一個編碼碼流是否符合MPEG-1碼流的方法。第五部分：參考軟件。10/8/2023愧仇芭普悟憨醋漱招勤思偵酪盜商樟佬俄斜箭系滿減憾淄病樞窄臣廖旱約數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.7.2MPEG標準1．MPEG-1標365.7.2MPEG標準2．MPEG-2標準MPEG-2標準是MPEG于1995年推出的第二個國際標準，標準號是ISO/IEC13818，題目是通用的活動圖像及其伴音的編碼。它主要包括：系統(tǒng)、視頻、音頻、一致性、參考軟件、數(shù)字存儲媒體的命令與控制（DSM-CC）、高級音頻編碼、10bit視頻編碼、實時接口等9個部分。10/8/2023猙粟琉風(fēng)汾淹妖醚乎經(jīng)厲舒疲托物陶及澳篙協(xié)冀薛淹華婿嘎驗英葫財瘁卓數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.7.2MPEG標準2．MPEG-2標準10/7/375.7.2MPEG標準視頻部分和ITU-T的H.262標準等同，作為一個通用的編碼標準，它的應(yīng)用范圍更廣，既包括標準數(shù)字電視、高清晰度電視，也包括MPEG-1的工作范圍。MPEG-1成為MPEG-2的一個子集，即MPEG-2的解碼器可以對MPEG-1碼流進行編碼。MPEG-2的視頻編碼方案與MPEG-1相類似，在編碼比特流的分層次組織上也有類似的地方。根據(jù)應(yīng)用的不同，MPEG-2的碼率范圍為1.5~100Mbit/s，一般情況下，只有碼率超過4Mbit/s的MPEG-2視頻質(zhì)量才能明顯優(yōu)于MPEG-1。MPEG-2在區(qū)別不同應(yīng)用的編碼參數(shù)上使用了所謂Profile和Level。國內(nèi)的技術(shù)翻譯上將其稱為檔次和級別，或稱為型和級。表5.3列出了MPEG-2的型和級。10/8/2023庸多肢卉扯血弛瑩蛙甜讓桃弧導(dǎo)喬佰嘉紛價滇蓉痕臻攢秉飾樁脫棲葵住扁數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章5.7.2MPEG標準視頻部分和ITU-T的H.26382．MPEG-2標準編碼的可分級性為了擴大應(yīng)用范圍和增強對各種信道的適應(yīng)性，MPEG-2引入了三種編碼的可分級性、即空間可分級性、時間可分級性以及信噪比（SNR）可分級性?？煞旨壘幋a的特點是整個碼流被分為基本碼流和增強碼流兩部分，基本碼流可以提供一般質(zhì)量的重建圖像，但如果解碼器“疊加”上增強部分的碼流，就可以將圖像質(zhì)量提高很多。10/8/2023復(fù)腺輛濰芒工穿切澄冠陀莎蕪編拱藤耪梨捉蜂岡作遭克攙酉穩(wěn)粥戚驗華涌數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章2．MPEG-2標準編碼的可分級性10/7/2023復(fù)腺輛濰39可分可分級編碼的優(yōu)點是同時提供不同的編碼服務(wù)水平例。如可以在一個公共的信道實現(xiàn)HDTV（HighDefinitionTelevision，高清晰度電視）和SDTV的同播，以供不同水平的接收機使用，但代價是要增加一定的額外碼字。此外，MPEG-2還允許空間分級、時間分級以及SNR分級等以各種方式結(jié)合，形成多層次的分級擴展。折逾訖翠汞傭滔誘導(dǎo)丫竣避餃樣誰垛祈棄貧梭第示勛說綁澤鉚戴槍疆蛋爆數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章可分可分級編碼的優(yōu)點是同時提供不同的編碼服務(wù)水平例。折逾訖翠403．MPEG-4標準MPEG-4是1999年12月通過的一個適應(yīng)各種多媒體應(yīng)用的“視聽對象的編碼”標準，國際標號是ISO/IEC14496。它主要包括：系統(tǒng)、視覺信息、音頻、一致性、參考軟件、多媒體傳送集成框架、優(yōu)化軟件、IP中的一致性、參考硬件描述等9個部分。與MPEG-1、MPEG-2不同，MPEG-4不僅僅著眼于定義不同碼流下具體的壓縮編碼標準，而是更多地強調(diào)多媒體通信的靈活性和交互性。一方面MPEG-4要求有高效的壓縮編碼方法，另一方面MPEG-4要求有獨立于網(wǎng)絡(luò)的基于視頻、音頻對象的交互性。10/8/2023架迷孫盆灰萊凄恭褐攘懷熏孺房氯蓮蔬始葛蔚漿阜拌歹貍匿糜鮑廈怔蝕或數(shù)字圖像處理第5章數(shù)字圖像處理第5章3．MPEG-4標準MPEG-4是1999年12月通過的一415.7.3H.261標準1.編碼方案的提出1990年通過H.261建議“視聽業(yè)務(wù)的視頻編解碼器”，其中p=1~30，覆蓋了整個窄帶ISDN的基群信道速率。當(dāng)H.2