莫尔斯编码

MPEG-4（WMV、DivX） （ 、 ） MPEG4于1998 年11 月公布，MPEG4不仅是针对 一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的 交互性和灵活性。MPEG-4标准主要应用于视像电话 (Video Phone)，视像电子邮件(Video Email)和电子新闻 (Electronic News)等，其传输速率要求较低，在480064000bits/sec之间，分辨率为176X144。MPEG-4利用很 窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最 少的数据获得最佳的图像质量。 MPEG4的画质细腻、音效动感逼真，视听效果接近 DVD水平。而且在保证图像质量相同的情况下，采用 MPEG4编码的文件大小可达到原DVD影音文件的1/3左右。 更为重要的是，MPEG4的编码率可以自由设定，让用户 轻松地在画质与体积之间选择。
（二）视频采集卡 1、基础知识 采集卡就是将其他数据源（如电视机，模拟录像机、 VCD机、数字摄像机等）输出的视频数据或者视频音频的 混合数据导入电脑，并 转换成电脑可辨别的数据，存在电 脑中，成为可以让我们编辑处理的数字信号。 在购买视频采集卡（盒）前，大家应该要首先考虑一 下自己的电脑是否能购胜任视频采集、压缩、保存的工作。 因为标准的视频和音频的数据 量非常大，对CPU、硬盘 等多方面要求都较高，如果在没有进行压缩的情况下，短 短一分钟采集来的数据可能就将达好几百兆。而如果你的 CPU 和硬盘跟不上要求，将无法进行采集工作，或者效 果较差（如画面失真严重，不连续，掉帧等）所以如果你 想要比较顺利流畅的制做视频采集 工作，PIII以上级别的 CPU和至少7200转的40G硬盘是必不可少的。
三、预测编码 1．差值编码（DPCM） ．差值编码（DPCM） (1)视频信号的空间(帧内)相关性的统计分析 (1)视频信号的空间(帧内) ①视频图的组成: “像块”、“轮廓”和“细节” ①视频图的组成: “像块”、“轮廓”和“细节” “像块”--是图像中成片相同像素组成的块，它的空间 “像块”--是图像中成片相同像素组成的块，它的空间 相关性最强。 “轮廓”---是像块间的分界，它的相关性较差。 “轮廓”---是像块间的分界，它的相关性较差。 ”细节”---是图像中变化最频繁的细节描述，相关性最 ”细节”---是图像中变化最频繁的细节描述，相关性最 小。 ②统计结果: “像块”要占约90％以上； ②统计结果: “像块”要占约90％以上； “轮廓”和“细节”只占不到10％。 “轮廓”和“细节”只占不到10％。 注:在视频信号中低频部分占绝大多数，而高频部分则 所占比例较小。
其它视频格式 1、AVI 从Windows 3.X时代开始，AVI就成为主流视频格式， 其地位好比音频格式中的WAV。在AVI文件中，视频信息 和伴音信息是分别存储的，因此可以把一段AVI文件中的 视频与另一个AVI文件中的伴音合成在一起。AVI文件结 构不仅解决了音频和视频的同步问题，而且具有通用和 开放的特点。它可以在任何Windows环境下工作，很多 软件都可以对AVI视频直接进行编辑处理。 尽管AVI拥有兼容性好、调用方便、图象质量优良等 特点，然而其缺点也是显而易见的，这就是AVI文件太过 庞大。
2、采集卡（盒）主要生产厂商 采集卡的生产厂商众多，目前在市面上可以看到的 厂商主要有：AverMedia (圆刚)、Pinnacle(品尼高)、好 莱坞制片人、康能普视、Snazzi、 FlyVideo(蓝宝石)、 Broadway(百老汇)、PowerVision 和10Moons、 Optibase、T&W同维科技、台湾力竑科技、Gator创通 科技等。
有12个字母（出现几率最小B C、F、H、J、L、P、Q、V、 12个字母（出现几率最小B C、 X、Y、Z ）用4bit数字表示； ）用4bit数字表示； 有8个字母（出现几率较少的D、G、K、O、R、S、U、W） 个字母（出现几率较少的D 用3bit数字表示； 3bit数字表示； 有4个字母（出现几率较高的A、I、M、N）用2bit数字表示； 个字母（出现几率较高的A ）用2bit数字表示； 有2个字母（出现几率最高的E、T）用1bit数字表示，共26 个字母（出现几率最高的E ）用1bit数字表示，共26 个字母。 其中出现几率最低的12个字母共需 12× 其中出现几率最低的12个字母共需 12×4bit=48bit 其中出现几率较低的8 其中出现几率较低的8个字母共需 8×3bit=24bit 其中出现几率较高的4 其中出现几率较高的4个字母共需 4×2bit=8bit 其中出现几率最高的2 其中出现几率最高的2个字母共需 2×1bit=2bit
3、采集卡市场的主要产品结构 （1） 低档———初级用户的选择： 这个档次的产品不能算是真正意义上的采集卡，而 是一个类似视频转换器的产品。在这个档次里面的产 品 主要是具有初级视频采集功能的电视卡或者有电视输入 和采集功能的电脑显卡。它们的功能是将电视的模拟信 号进行转换再输入电脑 ，成为电脑可以识别的数字信号， 然后在电脑中利用软件进行视频采集，缺点是不能进行 硬件级的处理，包括压缩、编辑等。 低档产品在作为视频采集卡使用的时候分辨率较低， 保存的文件类 型少（有的只能保存为AVI一种视频格式）， 并且没有影像压缩的功能。虽然这类产品成本低廉，功 能相对单一，但是用途却相当广泛，是用户最多的一类 产品。
2、RealMedia RealMedia 应该说是最流行的网络流媒体格式之一 了，正是它的诞生，才使得网络视频得以广泛应用。在 用 56K Modem拨号上网的条件下，RM依旧可以实现不 间断地视频播放。此外，RM类似于MPEG4，可以自行 设定编码速率，而且也具备动态补偿，在512Kbps以上 的编码速率时，RM的画质高于VCD。但是，在相同的编 码速率下，RM的画质还是不如MPEG4。 RM MPEG4 为了改变RealMedia不适合高画质视频存储的缺陷， Real公司推出了RMVB格式。影片的里静止画面和运动 画面对压缩比率的要求是不同的，如果始终保持固定的 比特率，会对文件容量造成浪费，而且在大动态视频场 面时画质不佳。
(3)压缩的方法 (3)压缩的方法 ①去除信息中的相关性，去除冗余码，使样值 独立，提高熵值，降低信息码流。 ②可以采用一些特殊的编码方式，使平均比特 数降低，从而可进一步降低信息码流。 (4)信源编码: 降低码率的过程，称为压缩编码， (4)信源编码: 也叫信源编码。 也叫信源编码。 编码方式是多种多样的，不同的算法其压缩 率也不同，但都应本着无损的原则。在实际应用 中往往是采用多种不同算法的综合压缩编码方式， 反复压缩，以取得较高的压缩率。
二、 莫尔斯码 电报码:是采用“· ”和“— 来表示26个英文 电报码:是采用“· ”和“—”来表示26个英文 字母的变字长编码。 编码思想: 编码思想: (1) 常用字母用短码表示（如E用“· ”表示,T用 常用字母用短码表示（如E用“· ”表示,T用 “—”表示） (2) 不常用的字母用长码表示(如Z用 “--··”表示; j 不常用的字母用长码表示( --··”表示; 用“-··- 表示) 用“-··-”表示) 编码方法：通过变字长编码方式。对常用英 文单词进行的大量统计。找出各字母出现的概率， 最后确定: 最后确定:
四、相关知识 （一）常见视频格式 MPEG格式：它的英文全称为Moving Picture Expert Group，即运动图像专家组格式，家里常看的VCD、 SVCD、DVD就是这种格式。MPEG文件格式是运动图 像压缩算法的国际标准，它采用了有损压缩方法减少运 动图像中的冗余信息，说的更加明白一点就是MPEG的 压缩方法依据是相邻两幅画面绝大多数是相同的，把后 续图像中和前面图像有冗余的部分去除，从而达到压缩 的目的(其最大压缩比可达到200:1)。目前MPEG格式有 三个压缩标准，分别是MPEG－1、MPEG－2、和 MPEG－4。
第四章 数字音频、视频信号的压缩 一、压缩编码基础知识
(1)压缩的原因:由ITU-601标准可知，数字视频的数据码 (1)压缩的原因: ITU-601标准可知，数字视频的数据码 率高达216Mb/s。 率高达216Mb/s。
码率R 码率R=13.5 MHz×8bit+（6.75 MHz×8bit）×2=216Mb/s MHz×8bit+（ MHz×8bit）
结论： 每个字母的平均码长为: 每个字母的平均码长为: 平均码长=(48+24+8+2)÷26=3.15bit/字母 平均码长=(48+24+8+2)÷26=3.15bit/字母 讨论： (1)要用固定码长方式则需要25 =32,即5bit来表示。 (1)要用固定码长方式则需要25 =32,即5bit来表示。 (2)莫尔斯码编码规律：先找出统计规律，然后对出现概 (2)莫尔斯码编码规律：先找出统计规律，然后对出现概 率大的用短码，反之用长码。 (3)压缩对信息质量的影响: 而这种压缩对于信息无任何损 (3)压缩对信息质量的影响: 坏，属无损压缩。
（2）时间(帧间)相关性的分析 ）时间(帧间) ①在静止画面中，其帧间相同位置的样值则100 ①在静止画面中，其帧间相同位置的样值则100 ％的相同。 ②在非静止画面中，相邻帧的不同部分也只是运 动物体，只占较小的比例。
（3）预测编码 发送端: 发送端:从另一个角度看，我们可以把前一个 样值看成是当前样值的预测值，并与当前样值相 减，得到一个差值（预测误差）。该差值可以看 成是当前要传送的样值对于预测值的修正值，并 对该差值编码、传送。 接收端：可以将已得到的预测值（前一个样 值的输出值），加上这一解码后的修正值，就得 到了一个正确的当前样值。因此差值编码也可以 称为预测编码
MPEG－1（VCD ）：制定于1992年，它是针对 1.5Mbps以下数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴 音编码而设计的国际标准。也就是我们通常所见到的 VCD制作格式。使用MPEG-1的压缩算法，可以把一部 120分钟长的电影压缩到1.2GB左右大小。这种视频格式 的文件扩展名包括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg及VCD光 盘中的.dat文件等。 MPEG－2（DVD） ：制定于1994年，设计目标为 高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。这种格式 主要应用在DVD/SVCD的制作(压缩)方面，同时在一些 HDTV(高清晰电视广播)和一些高要求视频编辑、处理上 面也有相当的应用。使用MPEG-2的压缩算法，可以把一 部120分钟长的电影压缩到4到8GB的大小。这种视频格 式的文件扩展名包括.mpg、.mpe、.mpeg、.m2v及DVD 光盘上的.vob文件等。
RMVB打破了原先RM格式那种自始自终保持固定压 缩比的方式，引入了动态压缩比率，将较高的比特率用于 复杂的动态画面（歌舞、飞车、战争等），而在静态画面 时则灵活地转为较低的编码率，合理地利用了比特率资源。 这样在平均编码率不变的情况下，可以进一步改善视频画 质。 3、MOV MOV是由Apple公司主推的视频格式，可通用于MAC 系统与PC平台。MOV格式的视频文件可以采用不压缩或 压缩的方式。虽然普通人对MOV格式的文件接触不太多，wenku.baidu.com但MOV在视频编辑时还是具有很重要的意义。Adobe公司 的专业级多媒体视频处理软件AfterEffect和Premiere都在 底层支持MOV，允许直接编辑。客观而言MOV不适合作 为视频文件输出的最终载体。
其码率之高，数据量之大，无论是对于网络的数据传 输，还是对于存储介质的数据存储，都构成了巨大的压力。 因此，只有在保持信号质量的前提下，降低码率及数据量， 才能使标准得到应用。 (2)压缩的原理: 信源之所以可以压缩是因为图像信息内 (2)压缩的原理: 存在着大量的规律性或称相关性，在传输的前一个样值中 也包含了后一个样值或后一帧中相关位置的样值内容。