视频压缩基本原理PPT课件
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视频压缩基本原理36页PPT
视频压缩基本原理
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
视频编码技术-PPT
第3章 视频编码技术
1.视频信号的数字化 2.视频文件格式 3.视频压缩编码原理 4.视频压缩标准
学习目标
掌握视频数字化方法 了解视频文件格式 掌握视频压缩编码原理（预测编码、变换编
码、统计编码原理）
理解视频压缩标准（ MPEG标准 ）
3.1 视频信号的数字化
1.视频相关的基本概念
所谓视频（video frequency ），连续的图像变化每秒 超过24帧（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人 眼无法辨别单幅的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效 果，这样连续的画面叫做视频。即视频是由一系列单独的 静止图像组成，其单位用帧或格来表示；
（1）本地影像视频格式
－MOV格式，美国Apple公司开发的一种视频格式，默认 的播放器是苹果的QuickTime Player。具有较高的压缩比率 和较完美的视频清晰度等特点，但其最大的特点还是跨平 台性，即不仅能支持Mac OS，同样也能支持Windows系列。
Avid Media composer非线性编辑软件支持该格式。
同步信号
)
地(色度)
S-Video四芯插头（座）
地(亮度)
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口
莲花接头
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口 IEEE1394接口
IEEE1394是一种外部串行总线标准，800Mbps的 高速。1394接口具有把一个输入信息源传来的数据向 多个输出机器广播的功能，特别适用于家庭视听的连接。 由于该接口具有等时间的传送功能，确保视听AV设备 重播声音和图像数据质量，具有好的重播效果。
人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂 的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，而能继续保 留其影像0.1-0.4秒左右，这种现象被称为视觉暂留现象。
1.视频信号的数字化 2.视频文件格式 3.视频压缩编码原理 4.视频压缩标准
学习目标
掌握视频数字化方法 了解视频文件格式 掌握视频压缩编码原理（预测编码、变换编
码、统计编码原理）
理解视频压缩标准（ MPEG标准 ）
3.1 视频信号的数字化
1.视频相关的基本概念
所谓视频（video frequency ），连续的图像变化每秒 超过24帧（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人 眼无法辨别单幅的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效 果，这样连续的画面叫做视频。即视频是由一系列单独的 静止图像组成，其单位用帧或格来表示；
（1）本地影像视频格式
－MOV格式，美国Apple公司开发的一种视频格式，默认 的播放器是苹果的QuickTime Player。具有较高的压缩比率 和较完美的视频清晰度等特点，但其最大的特点还是跨平 台性，即不仅能支持Mac OS，同样也能支持Windows系列。
Avid Media composer非线性编辑软件支持该格式。
同步信号
)
地(色度)
S-Video四芯插头（座）
地(亮度)
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口
莲花接头
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口 IEEE1394接口
IEEE1394是一种外部串行总线标准，800Mbps的 高速。1394接口具有把一个输入信息源传来的数据向 多个输出机器广播的功能，特别适用于家庭视听的连接。 由于该接口具有等时间的传送功能，确保视听AV设备 重播声音和图像数据质量，具有好的重播效果。
人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂 的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，而能继续保 留其影像0.1-0.4秒左右，这种现象被称为视觉暂留现象。
《视频压缩格式》课件
《视频压缩格式》PPT课 件
这是关于视频压缩格式的PPT课件，将介绍视频压缩格式的定义、无损和有 损压缩格式的区别，以及如何选择适合自己的视频压缩格式。
视频压缩格式简介
压缩格式的定义
压缩格式是一种将视频数据进行处理以减小文件大小的方法。
什么需要视频压缩格式
视频压缩格式的出现是为了解决视频文件过大的存储和传输问题。
有损压缩格式
1
什么是有损压缩格式
有损压缩格式是一种在压缩视频文件大小时会有一定画质损失的方法。
2
有损压缩格式的优点和缺点
有损压缩格式可以大幅减小文件大小，但会损失一部分画质细节。
3
常见的有损压缩格式有哪些
常见的有损压缩格式包括MPEG-2、H.265、XviD等。
视频压缩格式的选择
1 视频压缩格式的选
常见的视频压缩格式有哪些
常见的视频压缩格式包括H.264、MPEG-4、AVC等。
无损压缩格式
1
什么是无损压缩格式
无损压缩格式是一种压缩视频文件大小但不会损失画质的方法。
2
无损压缩格式的优点
无损压缩格式可以保存视频的原始画质，适用于需要完整保留细节的情况。
3
常见的无损压缩格式有哪些
常见的无损压缩格式包括Apple ProRes、CineForm、JPEG 2000等。
未来视频压缩格式的 发展前景
未来视频压缩格式将逐渐 提高压缩率和画质，满足 不断增长的视频需求。
结论和建议
根据具体需求选择合适的 视频压缩格式，并关注未 来的发展趋势。
择因素
选择合适的视频压缩格 式需要考虑文件大小、 画质要求以及设备兼容 性等因素。
2 如何选择适合自己
的视频压缩格式
这是关于视频压缩格式的PPT课件，将介绍视频压缩格式的定义、无损和有 损压缩格式的区别，以及如何选择适合自己的视频压缩格式。
视频压缩格式简介
压缩格式的定义
压缩格式是一种将视频数据进行处理以减小文件大小的方法。
什么需要视频压缩格式
视频压缩格式的出现是为了解决视频文件过大的存储和传输问题。
有损压缩格式
1
什么是有损压缩格式
有损压缩格式是一种在压缩视频文件大小时会有一定画质损失的方法。
2
有损压缩格式的优点和缺点
有损压缩格式可以大幅减小文件大小，但会损失一部分画质细节。
3
常见的有损压缩格式有哪些
常见的有损压缩格式包括MPEG-2、H.265、XviD等。
视频压缩格式的选择
1 视频压缩格式的选
常见的视频压缩格式有哪些
常见的视频压缩格式包括H.264、MPEG-4、AVC等。
无损压缩格式
1
什么是无损压缩格式
无损压缩格式是一种压缩视频文件大小但不会损失画质的方法。
2
无损压缩格式的优点
无损压缩格式可以保存视频的原始画质，适用于需要完整保留细节的情况。
3
常见的无损压缩格式有哪些
常见的无损压缩格式包括Apple ProRes、CineForm、JPEG 2000等。
未来视频压缩格式的 发展前景
未来视频压缩格式将逐渐 提高压缩率和画质，满足 不断增长的视频需求。
结论和建议
根据具体需求选择合适的 视频压缩格式，并关注未 来的发展趋势。
择因素
选择合适的视频压缩格 式需要考虑文件大小、 画质要求以及设备兼容 性等因素。
2 如何选择适合自己
的视频压缩格式
第12章 视频压缩技术
色度信号的取样率是亮度信号的取样率的一 半，常称作4∶2∶2格式，可以理解为每一行里的Y、U、 V的样点数之比为4∶2∶2。
第12章 视频压缩技术
12.1.3 熵编码
熵编码(Entropy Coding)是一类无损编码，因 编码后的平均码长接近信源的熵而得名。熵编码多用可变 字长编码(VLC，Variable Length Coding)实现。其基本 原理是对信源中出现概率大的符号赋以短码，对出现概率 小的符号赋以长码，从而在统计上获得较短的平均码长。 所编的码应是即时可译码，某一个码不会是另一个码的前 缀，各个码之间无需附加信息便可自然分开。
第12章 视频压缩技术
BT.601建议采用了对亮度信号和两个色差信 号分别编码的分量编码方式，对不同制式的信号采用相 同的取样频率13.5MHz，与任何制式的彩色副载波频率无 关。对亮度信号Y的取样频率为13.5MHz。由于色度信号 的带宽远比亮度信号的带宽窄，对色度信号U和V的取样 频率为6.75MHz。每个数字有效行分别有720个亮度取样 点和360×2个色差信号取样点。对每个分量的取样点都 是均匀量化，对每个取样进行8比特精度的PCM编码。这 几个参数对525行、60场／秒和625行50场／秒的制式都 是相同的。
第12章 视频压缩技术
1.Huffman编码 霍夫曼（Huffman）编码是一种可变长编码, 编码方法如图12―2所示。其编码过程如下： (1)将输入信号符号以出现概率由大至小为序 排成一列。 (2)将两处最小概率的符号相加合成为一个新 概率，再按出现概率大小排序。 (3)重复步骤(2)，直至最终只剩两个概率。 (4)编码从最后一步出发逐步向前进行，概率 大的符号赋予“0”码，另一个概率赋予“1”码，直至 到达最初的概率排列为止。
第12章 视频压缩技术
12.1.3 熵编码
熵编码(Entropy Coding)是一类无损编码，因 编码后的平均码长接近信源的熵而得名。熵编码多用可变 字长编码(VLC，Variable Length Coding)实现。其基本 原理是对信源中出现概率大的符号赋以短码，对出现概率 小的符号赋以长码，从而在统计上获得较短的平均码长。 所编的码应是即时可译码，某一个码不会是另一个码的前 缀，各个码之间无需附加信息便可自然分开。
第12章 视频压缩技术
BT.601建议采用了对亮度信号和两个色差信 号分别编码的分量编码方式，对不同制式的信号采用相 同的取样频率13.5MHz，与任何制式的彩色副载波频率无 关。对亮度信号Y的取样频率为13.5MHz。由于色度信号 的带宽远比亮度信号的带宽窄，对色度信号U和V的取样 频率为6.75MHz。每个数字有效行分别有720个亮度取样 点和360×2个色差信号取样点。对每个分量的取样点都 是均匀量化，对每个取样进行8比特精度的PCM编码。这 几个参数对525行、60场／秒和625行50场／秒的制式都 是相同的。
第12章 视频压缩技术
1.Huffman编码 霍夫曼（Huffman）编码是一种可变长编码, 编码方法如图12―2所示。其编码过程如下： (1)将输入信号符号以出现概率由大至小为序 排成一列。 (2)将两处最小概率的符号相加合成为一个新 概率，再按出现概率大小排序。 (3)重复步骤(2)，直至最终只剩两个概率。 (4)编码从最后一步出发逐步向前进行，概率 大的符号赋予“0”码，另一个概率赋予“1”码，直至 到达最初的概率排列为止。
多媒体数据压缩基本原理
但实际上很难确定各码元的概率，因此， 一般总取 b（x1）= b（x2）= ...= b（x n）,即 分配给每个码元的比特数相等(等长码),这样 所得的D必然大于H,从而形成了信息冗余。
数据冗余的类别
1 空间冗余
这是图像数据中经常存在的 一种冗余。在同一幅图像中， 规则物体和规则背景的表面 物理特性具有相关性，这些 相关的光成像结构在数字化 图像中就表现为数据冗余。
多媒体技术与应用
多媒体数据压缩基本原理 1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性 1.2 数据冗余的基本概念与种类 1.3 图像压缩预处理技术 1.4 量化及其质量 1.5 数据压缩算法综合评价指标
1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性
数据压缩的必要性——数据量大
多媒体信息数据巨大是多媒体计算机系统所面 临的最大难题之一。在各种媒体信息中,视频信息数 据量最大,其次是音频信号，因此，为了处理和传输 多媒体信息不仅需要很大的存储容量,而且要有很高 的传输速度.
标量量化的量化特性采用阶梯形函数的 形式。图2.2给出了几种均匀量化器的量化特 性
y
yi+1
yi
xi xi+1
x
y x
y x
（a）中平型
（b）中升型
死区 （c）具有死区的中平型
图2.2 均匀量化特性
图中量化器的特性都是对称的，且
yi1 yi xi1 xi
（i 1,2,, N 1) （i 1,2,, N 1)
6 知识冗余
由图像记录方式与人对图像的知识之 间的差异所产生的冗余称为知识冗余。 例如 人脸的图像就有固定的结构，鼻子位于脸的
中线上，上方是眼睛，下方是嘴等
又如 建筑物的门和窗的形状、位置、大小比例 等,这些规律的结构可由先验知识和背景知识得到。
数据冗余的类别
1 空间冗余
这是图像数据中经常存在的 一种冗余。在同一幅图像中， 规则物体和规则背景的表面 物理特性具有相关性，这些 相关的光成像结构在数字化 图像中就表现为数据冗余。
多媒体技术与应用
多媒体数据压缩基本原理 1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性 1.2 数据冗余的基本概念与种类 1.3 图像压缩预处理技术 1.4 量化及其质量 1.5 数据压缩算法综合评价指标
1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性
数据压缩的必要性——数据量大
多媒体信息数据巨大是多媒体计算机系统所面 临的最大难题之一。在各种媒体信息中,视频信息数 据量最大,其次是音频信号，因此，为了处理和传输 多媒体信息不仅需要很大的存储容量,而且要有很高 的传输速度.
标量量化的量化特性采用阶梯形函数的 形式。图2.2给出了几种均匀量化器的量化特 性
y
yi+1
yi
xi xi+1
x
y x
y x
（a）中平型
（b）中升型
死区 （c）具有死区的中平型
图2.2 均匀量化特性
图中量化器的特性都是对称的，且
yi1 yi xi1 xi
（i 1,2,, N 1) （i 1,2,, N 1)
6 知识冗余
由图像记录方式与人对图像的知识之 间的差异所产生的冗余称为知识冗余。 例如 人脸的图像就有固定的结构，鼻子位于脸的
中线上，上方是眼睛，下方是嘴等
又如 建筑物的门和窗的形状、位置、大小比例 等,这些规律的结构可由先验知识和背景知识得到。
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不足之处请大家批 The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
72 92 95 98 112 100 103 99
返回
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
感谢聆听
运动序列流的组成
图像组
典型的图像类型的显示次序
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
图像顺序
9 8 10 6 5 7 3 2 4 1
编码顺序
FRAME 01 FRAME 02 FRAME 03 FRAME 04 FRAME 05 FRAME 06 FRAME 07
2020/11/21
FRAME 01 FRAME 02 FRAME 03 FRAME 04 FRAME 05 FRAME 06 FRAME 07
y=0 x=0 14 13 16 24 40 57 69 56
14 17 22 29 51 87 80 62
C(0)=1/21√8 2 22 37 C(5v6 )=6C8 (h1)0=9 1/2103[v,h77≠0]
24 35 55 64 81 104 113 92 49 64 78 87 103 121 120 101 72 92 95 98 112 100 103 99
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
0.5X
+
B
帧
视频压缩原理框图
本章结束，谢谢收看！
2、视频压缩基本原理
图像（帧）
DCT
量化
熵编码
…
显示顺序等于编码顺序
2、视频压缩基本原理
图像（帧）
DCT
量化
熵编码
减
显示顺序等于编码顺序
…
+
recfeurrerennctefrfraammee
=
—
视频压缩基本原理
1、运动图像简介
• 运动图像即数字视频，又称为电视或影像。 运动图像是简单地由一幅接一幅的静止图像 形成的。当它们以一定的数率连续显示时， 由于人眼的视觉暂留特性，使人产生了连续 的感觉。
1、运动图像简介
• 与静止图像相比，运动图像含有更多的信息 量。但由于运动图像动作很快，两幅相邻的 静止图像间的差别很小。这给了我们一个启 示：
与静止图像的压缩算法相比， 运动图像编码具有更为广阔的空间。
2、视频压缩基本原理
DCT变换+熵编码 差分编码 运动估计与运动补偿
视频压缩原理框图
I 帧
视频压缩原理框图
I 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
2020/11/21
－128
Y 0.299 0.587 0.114R U0.1690.332 0.500G V 0.500 0.4190.081 3 B
77
16 11 10 16 24 40 51 61
C(h,v)=C(v)C(h)ΣΣ[P(1x2,y)1C2 O1S4 {π1v9(2y26+1)5/816}C60 OS55{πh(2x+1)/16}]
16 11 10 16 24 40 51 61
12 12 14 19 26 58 60 55
14 13 16 24 40 57 69 56
14 17 +12228 29 51
87
80
62
18 22 37 56 68 109 103 77
24 35 55 64 81 104 113 92
49 64 78 87 103 121 120 101
=
…
显示顺序等于编码顺序
• 编码时图像分为3种类型： –I（Intra Picture） 图像 –P（Predicted Picture）图像 –B（Bidirectionally Interpolated Picture）图像
三种图像
前向预测
I图像的压缩编码算法
P图像的压缩编码算法
B图像的压缩编码算法
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
72 92 95 98 112 100 103 99
返回
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
感谢聆听
运动序列流的组成
图像组
典型的图像类型的显示次序
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
图像顺序
9 8 10 6 5 7 3 2 4 1
编码顺序
FRAME 01 FRAME 02 FRAME 03 FRAME 04 FRAME 05 FRAME 06 FRAME 07
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FRAME 01 FRAME 02 FRAME 03 FRAME 04 FRAME 05 FRAME 06 FRAME 07
y=0 x=0 14 13 16 24 40 57 69 56
14 17 22 29 51 87 80 62
C(0)=1/21√8 2 22 37 C(5v6 )=6C8 (h1)0=9 1/2103[v,h77≠0]
24 35 55 64 81 104 113 92 49 64 78 87 103 121 120 101 72 92 95 98 112 100 103 99
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
0.5X
+
B
帧
视频压缩原理框图
本章结束，谢谢收看！
2、视频压缩基本原理
图像（帧）
DCT
量化
熵编码
…
显示顺序等于编码顺序
2、视频压缩基本原理
图像（帧）
DCT
量化
熵编码
减
显示顺序等于编码顺序
…
+
recfeurrerennctefrfraammee
=
—
视频压缩基本原理
1、运动图像简介
• 运动图像即数字视频，又称为电视或影像。 运动图像是简单地由一幅接一幅的静止图像 形成的。当它们以一定的数率连续显示时， 由于人眼的视觉暂留特性，使人产生了连续 的感觉。
1、运动图像简介
• 与静止图像相比，运动图像含有更多的信息 量。但由于运动图像动作很快，两幅相邻的 静止图像间的差别很小。这给了我们一个启 示：
与静止图像的压缩算法相比， 运动图像编码具有更为广阔的空间。
2、视频压缩基本原理
DCT变换+熵编码 差分编码 运动估计与运动补偿
视频压缩原理框图
I 帧
视频压缩原理框图
I 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
视频压缩原理框图
P 帧
2020/11/21
－128
Y 0.299 0.587 0.114R U0.1690.332 0.500G V 0.500 0.4190.081 3 B
77
16 11 10 16 24 40 51 61
C(h,v)=C(v)C(h)ΣΣ[P(1x2,y)1C2 O1S4 {π1v9(2y26+1)5/816}C60 OS55{πh(2x+1)/16}]
16 11 10 16 24 40 51 61
12 12 14 19 26 58 60 55
14 13 16 24 40 57 69 56
14 17 +12228 29 51
87
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18 22 37 56 68 109 103 77
24 35 55 64 81 104 113 92
49 64 78 87 103 121 120 101
=
…
显示顺序等于编码顺序
• 编码时图像分为3种类型： –I（Intra Picture） 图像 –P（Predicted Picture）图像 –B（Bidirectionally Interpolated Picture）图像
三种图像
前向预测
I图像的压缩编码算法
P图像的压缩编码算法
B图像的压缩编码算法