13第13章MPEG電視課件

16四月202413第13章MPEG電視13.1電視圖像的數據率13.1.1ITU-RBT.601標準數據率 使用4:2:2的采樣格式，亮度信號Y的采樣頻率選擇為13.5MHz/s，而色差信號Cr和Cb的采樣頻率選擇為6.75MHz/s，在傳輸數字電視信號通道上的數據傳輸率就達到為270Mb/s(兆比特/秒)Date2即亮度(Y): 858樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本≈135兆比特/秒(NTSC) 864樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本≈135兆比特/秒(PAL)Cr(R-Y): 429樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(NTSC) 429樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(PAL)Cb(B-Y): 429樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(NTSC) 429樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(PAL) 總計:27兆樣本/秒×10比特/樣本=270兆比特/秒Date3實際上，亮度(Y):720×480×30×10≈104Mb/s(NTSC)720×576×25×10≈104Mb/s(PAL)色差(Cr，Cb):2×360×480×30×10≈104Mb/s(NTSC)2×360×576×25×10≈104Mb/s(PAL)總計:～207Mb/s13.1.2電視圖像數據率的估算數字電視轉換成公用中分辨率格式CIF(CommonIntermediateFormat)：352×240×30×8×1.5≈30Mb/s(NTSC)352×288×25×8×1.5≈30Mb/s(PAL)MPEG-1技術所能獲得的壓縮比： 30/1.15≈26:1高清：1920*1080，1280*720，1600*1200，。。。。。。？？Date413.1.3電視圖像數據率的估算子采樣使用4:2:0格式，每個樣本的精度為8比特，數字電視信號的數據傳輸率就減小到124Mb/s，即720×480×30×8×1.5@124Mb/s(NTSC)720×576×25×8×1.5@124Mb/s(PAL)壓縮比為： 124/4.1≈30:1。Date513.2數據壓縮算法13.2.1簡介MPEG-Video圖像壓縮技術基本方法和方法可以歸納成兩個要點：①在空間方向上，圖像數據壓縮采用JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)壓縮算法來去掉冗余信息。②在時間方向上，圖像數據壓縮采用移動補償(motioncompensation)算法來去掉冗余信息。Date6表13-1電視圖像壓縮利用的各種冗余信息種類內容目前用的主要方法統計空間冗余像素間的相關性變換編碼，預測編碼特性時間冗余時間方向上的相關性幀間預測，移動補償圖像構造冗余圖像本身的構造輪廓編碼，區(qū)域分割知識冗余收發(fā)兩端對人物的共有認識基于知識的編碼視覺冗余人的視覺特性非線性量化，位分配其他不確定性因素

Date7圖13-01MPEG專家組定義的三種圖像幀內圖像I(intra)預測圖像P(predicted)雙向預測圖像B(bidirectionallyinterpolated)Date813.2.2幀內圖像I的壓縮編碼算法圖10-02幀內圖像I的壓縮編碼算法框圖Date913.2.3預測圖像P的壓縮編碼算法圖13-03移動矢量的概念Date10圖13-04預測圖像P的壓縮編碼算法框圖Date11圖13-5移動矢量(motionvector)的算法框圖Date12最佳匹配:是指這兩個宏塊之間的差值最小。通常以絕對值AE(absolutedifference)最小作為匹配判據，以均方誤差MSE(mean-squareerror)最小作為匹配判據，以平均絕對幀差MAD(meanoftheabsoluteframedifference)最小作為匹配判據，其中，dx和dy分別是參考宏塊MRJ的移動矢量d(dx,dy)在X和Y方向上的矢量

Date131.二維對數搜索法(2D-logarithmicsearch)Date142.三步搜索法(three-stepsearch)Date153.對偶搜索法(conjugatesearch)Date1613.2.4雙向預測圖像B的壓縮編碼算法Date1713.2.5電視圖像的結構（GOP???）圖13-10MPEG電視幀編排表13-2MPEG三種圖像的壓縮后的典型值(比特)圖像類型IPB平均數據/幀MPEG-1CIF格式(1.15Mb/s)150000500002000038000MPEG-2601格式(4.00Mb/s)40000020000080000130000Date1812.3MPEG-2的配置和等級表13-03MPEG-2的配置配置(Profile)算法(Algorithms)High

(高檔)支持由空間分辨率可變配置(SpatialScalableProfile)提供的所有功能和其他規(guī)定功能子采樣各種：YUV4:2:2用于進一步提高圖像質量Spatialscalable

(空間分辨率可變)支持信噪比可變配置(SNRScalableProfile)提供的所有功能和空間分辨率可變(Spatialscalablecoding)算法(2層)子采樣格式：YUV：4:2:0SNRscalable

(信噪比可變)支持基本配置(MainProfile)提供的所有功能和信噪比可變編碼(SNRscalablecoding)算法(2層)子采樣格式：YUV：4:2:0Main

(基本)非可變速率編碼算法支持隨機存取，B圖像預測方式子采樣格式：YUV：4:2:0Simple

(簡化)除不支持基本配置(MainProfile)提供的B圖像預測功能外，基本配置的其他所有功能都支持子采樣格式：YUV：4:2:0Date19表13-04MPEG-2的等級等級(Level)參數(Parameters)說明

HIGH(高級)

1920samples/line1920樣本/行1152lines/frame1152行/幀60frames/s60幀/秒80Mb/s80兆比特/秒

HIGH1440(高級1440)

1440samples/line1440樣本/行1152lines/frame1152行/幀60frames/s60幀/秒60Mb/s60兆比特/秒

MAIN(基本級)

720samples/line720樣本/行576lines/frame576行/幀30frames/s30幀/秒15Mb/s15兆比特/秒

LOW(低級)

352samples/line352樣本/行288lines/frame288行/幀30frames/s30幀/秒4Mb/s4兆比特/秒Date20表13-05MPEG-2配置等級和參數級Level＼Profile

(等級＼配置)Simple(簡化型)Main

(基本型)SRNScalability

(信噪比

可變型)SpatialScalability

(空間分辨率

可變型)High

(高檔型)High

(高級)

4:2:01920×1152×6080Mb/sI,P,B

4:2:0,4:2:21920×1152×6080Mb/sI,P,BHigh-1440

(高級1440)

4:2:01440×1152×6060Mb/sI,P,B

4:2:01440×1152×6060Mb/sI,P,B4:2:0,4:2:21440×1152×6060Mb/sI,P,BMain

(基本級)4:2:0720×576×3015Mb/sI,P4:2:0720×576×3015Mb/sI,P,B4:2:0720×576×3015Mb/sI,P,B

4:2:0720×576×3020Mb/sI,P,BLow

(低級)

4:2:0352×288×304Mb/sI,P,B4:2:0352×288×304Mb/sI,P,B

Date2113.4MPEG-4電視圖像編碼13.4.1電視圖像對象區(qū)的概念圖13-11普通MPEG-4編碼器和MPEG-4VLBV核心編碼器Date2213.4.2電視