几种帧间压缩方法
视频压缩I,B,P帧的区别及特点
视频压缩I,B,P帧的区别及特点MPEG-1压缩的基本思想:帧内压缩和帧间压缩。
其次,时间相关性的统计分析:统计的结果表明,在间隔1~2帧的图像中,各像素只有10%以下的点,其亮度差值变化超过2%,而色度差值的变化只有1%以下。
采用的压缩方法: 分组:把几帧图像分为一组(GOP),为防止运动变化,帧数不宜取多。
1.定义帧:将每组内各帧图像定义为三种类型,即I帧、B帧和P帧;2.预测帧:以I帧做为基础帧,以I帧预测P帧,再由I帧和P帧预测B帧;3.数据传输:最后将I帧数据与预测的差值信息进行存储和传输。
I帧:帧内编码帧I帧特点:1.它是一个全帧压缩编码帧。
它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输;2.解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像;3.I帧描述了图像背景和运动主体的详情;4.I帧不需要参考其他画面而生成;5.I帧是P帧和B帧的参考帧(其质量直接影响到同组中以后各帧的质量);6.I帧是帧组GOP的基础帧(第一帧),在一组中只有一个I帧;7.I帧不需要考虑运动矢量;8.I帧所占数据的信息量比较大。
P帧:前向预测编码帧。
P帧的预测与重构:P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。
在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧“某点”样值,从而可得到完整的P帧。
P帧特点:1.P帧是I帧后面相隔1~2帧的编码帧;2.P帧采用运动补偿的方法传送它与前面的I或P帧的差值及运动矢量(预测误差);3.解码时必须将I帧中的预测值与预测误差求和后才能重构完整的P帧图像;4.P帧属于前向预测的帧间编码。
它只参考前面最靠近它的I帧或P帧;5.P帧可以是其后面P帧的参考帧,也可以是其前后的B帧的参考帧;6.由于P帧是参考帧,它可能造成解码错误的扩散;7.由于是差值传送,P帧的压缩比较高。
B帧:双向预测内插编码帧。
B帧的预测与重构B帧以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,“找出”B帧“某点”的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。
帧内帧间压缩
• 2.变换编码 • 变换编码：将通常用几何空间（空间域）描述的图像信号， 以某种数学运算变换到另外的正交矢量空间进行扫描。 • 例如，一个8*8像素的像块图像，其隔像素间有很强的相 关性，经过正交变换后（如离散余弦变换DCT），各变换 系数间近似相互统计独立，其相关性基本被消除，而且使 代表信号能量（主体）的低频、直流分量都集中在变换域 的某一部分（如在右上角），代表信号高频、可被压缩的 分量（非主体）集中在另一部分（如右下角）。这样一个 求解相关过程就是冗余度被压缩的过程。
直 流
水平空间频率增加方向
DC 垂 直 空 间 频 率 增 加 方 向
能 量 减 少 方 向
• DCT变化过程，左图为图像画面一像素块的8*8个像 素点的实际亮度值，右图为做DCT变换后频域的值。 左上角的1260、-1、-25、-12、-17、-11……代表 直流和低频分量，右下角的1、-1、-2、2、0代表高 频分量。
• 在NTSC制中，每帧图像切成15条（片）， 每片再切成22个宏块，其它情况和PAL制 相同， ，那么每帧图像中含有Y、R-Y、BY信号像素的总量为： • Y=15*22*4*8*8=84 480像素/帧 • R-Y=B-Y= 15*22*8*8=21 120像素/帧 • 每帧图像合计总像素为三者之和，即126 720像素/帧
• 2.利用人的视觉心理特征 • 人眼的图像的细节分辨率、运动分辨率、对比度分辨率等 的要求都有一定限度，而这三者的分辨能力是相互制约的， 即人眼对图像的某种分辨率要求很高时，对其他分辨率的 要求就低了，因此图像信号在空间、时间、幅度等几方面 进行数字化的精细程度，只要达到上述分辨率的限制即可， 超过是没有一样的，利用人眼的上述特征，对图像信号可 以采用自适应技术，根据图像各部分的特点再决定它的采 样频率和量化等级。 • 人眼的视觉特性是图像压缩编码的另一个重要根据。人眼 的视觉系统对于图像的注意是非均匀和非线性的，图像的 编码和解码处理尽管引入了噪声使图像发生了变化，但这 些变化如果不一定被视觉所查觉,称之为视觉冗余。
影片修剪中的时长压缩和拉伸技巧
影片修剪中的时长压缩和拉伸技巧在影片制作的过程中，常常会遇到需要压缩或拉伸时长的情况。
无论是为了适应某个特定的时间限制，还是为了创造某种艺术效果，Final Cut Pro软件为我们提供了一些非常实用的工具和技巧。
在本文中，我们将介绍几种常用的时长压缩和拉伸技巧。
1. 倍速调整Final Cut Pro提供了倍速调整的功能，可以将影片的播放速度加快或减慢。
要使用倍速调整功能，只需将影片拖动到时间线中，并选中需要调整的片段。
然后，在“片段属性”选项卡的“速度和持续时间”部分，可以更改播放速度。
选择较高的倍速值可以压缩时长，而选择较低的倍速值可以拉伸时长。
2. 时间压缩Final Cut Pro还提供了时间压缩功能，可以在不影响音频音调的前提下压缩影片的时长。
选中需要压缩的片段后，右键点击并选择“速度/持续时间”>“调整速度”。
在弹出的对话框中，您可以选择“保持音调”选项，以确保音频的音调不会改变。
然后，可以通过调整速度百分比来压缩时长。
较小的百分比值会导致较小的时长压缩，而较大的百分比值会导致较大的时长压缩。
3. 时间拉伸除了压缩时长外，有时也需要拉伸时长来延长影片的播放时间。
Final Cut Pro的时间拉伸功能可以很好地满足这个需求。
选中需要拉伸的片段，右键点击并选择“速度/持续时间”>“调整速度”。
在对话框中，您可以将速度百分比调整为大于100的值，以拉伸时长。
较大的百分比值会导致较大的时长拉伸。
4. 帧间插值在进行时间压缩或拉伸时，可能会导致影片出现不自然的运动或画面模糊的问题。
Final Cut Pro的帧间插值功能可以帮助解决这些问题。
选择需要应用帧间插值的片段，右键点击并选择“速度/持续时间”>“帧间插值”。
在对话框中，您可以选择不同的插值算法来控制运动的平滑度和画面的清晰度。
根据具体的需求，选择适合的插值算法可以提高影片的质量。
总结：时长压缩和拉伸是影片制作中常用的技巧之一，Final Cut Pro软件提供了几种方便实用的工具和技巧来帮助我们实现这些效果。
视频编码
MPEG2有两个大的特点，一个是运动补偿带来的高压缩比，另一个就是 根据不同的需求，通过参数的调节做到码率可变。 以下是几种典型应用： 1、数字化片库：压缩比的提高对节目的存储所需要的资源大大降低。采 用基于MPEG2的数字化节目库可以以较小的成本取得很好的效益。 2、节目传输：高压缩比和可变的输出码率使得MPEG2技术在节目传播应 用上发展迅速。在低至1.5MBIT/S的码率下，MPEG2数据流仍然能提供相 当的图象质量，因此目前的模拟电影频道甚至可以传送四路电视节目。这 在地面广播、有线电视和卫星广播上都很有吸引力，可以节约大量的成本。 3、高清晰度电视：由于高清晰度电视的分辨率很高，带来的问题是所需 的节目传输带宽很高，必须使用高压缩比才有可能传送高清晰度电视。在 这一点上，目前只有MPEG2技术能够胜任。 4、在数字化视频磁带、激光视盘、电视会议以及数字照相机等方面， MPEG2也具有很广的应用前景。
I帧编码是采用帧内编码方式，为了减少空间域冗余， P帧和B帧是采用帧间编码方式，为了减少时间域冗余。
编码过程可以简单归纳如下： 第1步: 选择一个I帧、P帧或B帧; 第2步：在B帧或P帧情况下执行运动补偿; 第3步：对8×8块进行DCT变换; 第4步：对变换后得到的系数进行量化; 第5步：进行变长编码。
4. 量化 H.264中可选52种不同的量化步长，步长是以 12.5%的复合率递进的，而不是一个固定常数
H.264编码
5．熵编码 视频编码处理的最后一步就是熵编码，在H.264中采用了 两种不同的熵编码方法：通用可变长编码（UVLC）和基于文 本的自适应二进制算术编码（CABAC）。
H.264典型应用
多媒体压缩技术
多媒体压缩技术在当今数字化的时代，多媒体信息如音频、视频、图像等在我们的生活中无处不在。
从在线视频播放到手机中的照片存储，从远程会议到虚拟现实体验，多媒体数据的生成和传播呈爆炸式增长。
然而，大量的多媒体数据需要占用巨大的存储空间和传输带宽，这给存储设备和网络带来了沉重的负担。
为了解决这个问题，多媒体压缩技术应运而生，它就像是一位神奇的魔法师，能够在不损失太多质量的前提下，将庞大的多媒体数据变得小巧玲珑。
多媒体压缩技术的基本原理其实并不复杂，就像是我们收拾行李时把衣物尽可能紧凑地叠放起来，以节省空间。
在多媒体世界里，数据也可以通过各种巧妙的方式被“压缩”。
首先，让我们来谈谈图像压缩。
图像是由一个个像素点组成的，每个像素点都包含了颜色和亮度等信息。
在图像压缩中，有一种常见的方法叫做无损压缩。
无损压缩就像是把一个拼图完整地放进一个小盒子里，虽然盒子变小了，但拼图的每一块都还在，没有任何缺失。
比如说，行程编码就是一种无损压缩方法。
它通过记录相同像素值连续出现的次数来减少数据量。
假设一幅图像中有一大片蓝色区域，使用行程编码就可以只记录“蓝色，连续出现 100 个像素”，而不是逐个记录每个蓝色像素的信息。
除了无损压缩，还有有损压缩。
有损压缩就像是为了把更多的衣服塞进箱子，稍微牺牲一些不太重要的衣物。
在图像有损压缩中，JPEG格式是非常常见的。
它会根据人眼对颜色和细节的敏感度，去除一些不太容易被察觉的信息。
比如，人眼对亮度的变化比较敏感，但对颜色的细微差别不那么敏感，JPEG 压缩就会更多地保留亮度信息，而对颜色信息进行较大程度的压缩。
接下来是视频压缩。
视频本质上是一系列快速播放的图像帧。
视频压缩不仅要考虑每一帧图像的压缩，还要利用帧与帧之间的相似性。
比如，在一段视频中，如果背景几乎不变，只有人物在移动，那么就不需要对每一帧的背景都进行完整的记录，只需要记录第一帧的背景，后续帧只记录人物移动的变化部分。
这种方法被称为帧间压缩。
视频格式和压缩标准大全
网络摄像机和视频服务器作为网络应用的新型产品，适应网络传输的要求也必然成为产品开发的重要因素，而这其中视频图像的技术又成为关键。
在目前中国网络摄像机和视频服务器的产品市场上，各种压缩技术百花齐放，且各有优势，为用户提供了很大的选择空间。
JPEG 、M-JPEG有相当一部分国内外网络摄像机和视频服务器都是采用JPEG，Motion-JPEG压缩技术，JPEG、M-JPEG采用的是帧内压缩方式，图像清晰、稳定，适于视频编辑，而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。
另外，因其压缩后的格式可以读取单一画面，因此可以任意剪接，特别适用与安防取证的用途。
Wavelet Transform小波变换也属于帧内压缩技术，由于这种压缩方式移除了图像的高频成分，仅保留单帧图像信号，特别适用于画面变更频繁的场合，且压缩比也得到了一定的提高，因此也被一些网络摄像机和视频服务器所采用，例如，BOSCH推出的NetCam-4系列数字网络摄像机，深圳缔佳生产的NETCAM系列网络摄像机等。
H.263H.263是一个较为成熟的标准，它是帧间预测和变换编码的混合算法，压缩比较高，尤其适用低带宽上传输活动视频。
采用H.263技术生产的网络型产品，其成本较为适中，软/硬件丰富，适合集中监控数量较多的需求，如深圳大学通信技术研究所开发的SF－10网络摄像机和SF-20视频服务器，深圳新文鼎开发的W750视频服务器和W74GM网络摄像机等采用的都是这一压缩技术。
MPEG-4MPEG-4的着眼点在于解决低带宽上音视频的传输问题，在164KHZ的带宽上，MPEG-4平均可传5－7帧/秒。
采用MPEG-4压缩技术的网络型产品可使用带宽较低的网络，如PSTN，ISDN,ADSL等，大大节省了网络费用。
另外，MPEG-4的最高分辨率可达720×576，接近DVD 画面效果，基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。
MPEG-4所有的这些优点，使它成为当前网络产品生产厂商开发的重要趋势之一。
视频压缩的各种格式
视频压缩的各种格式在MPEG-1MPEG视频压缩编码后包括三种元素：I帧（I-frames）、P帧（P-frames）和B帧（B-frames）。
在MPEG编码的过程中，部分视频帧序列压缩成为I帧；部分压缩成P帧；还有部分压缩成B帧。
I帧法是帧内压缩法，也称为“关键帧”压缩法。
I帧法是基于离散余弦变换DCT（Discrete Cosine Transform ）的压缩技术，这种算法与JPEG压缩算法类似。
采用I帧压缩可达到1/6的压缩比而无明显的压缩痕迹。
在保证图像质量的前提下实现高压缩的压缩算法，仅靠帧内压缩是不能实现的，MPEG采用了帧间和帧内相结合的压缩算法。
P帧法是一种前向预测算法，它考虑相邻帧之间的相同信息或数据，也即考虑运动的特性进行帧间压缩。
P帧法是根据本帧与相邻的前一帧（I帧或P帧）的不同点来压缩本帧数据。
采取P帧和I帧联合压缩的方法可达到更高的压缩且无明显的压缩痕迹。
然而，只有采用B帧压缩才能达到200：1的高压缩。
B帧法是双向预测的帧间压缩算法。
当把一帧压缩成B帧时，它根据相邻的前一帧、本帧以及后一帧数据的不同点来压缩本帧，也即仅记录本帧与前后帧的差值。
B帧数据只有I帧数据的百分之十五、P帧数据的百分之五十以下。
MPEG标准采用类似4：2：2的采用格式，压缩后亮度信号的分辨率为352×240，两个色度信号分辨率均为176×120，这两种不同分辨率信息的帧率都是每秒30帧。
其编码的基本方法是在单位时间内，首先采集并压缩第一帧的图像为I帧。
然后对于其后的各帧，在对单帧图像进行有效压缩的基础上，只存储其相对于前后帧发生变化的部分。
帧间压缩的过程中也常间隔采用帧内压缩法，由于帧内（关键帧）的压缩不基于前一帧，一般每隔15帧设一关键帧，这样可以减少相关前一帧压缩的误差积累。
MPEG编码器首先要决定压缩当前帧为I帧或P帧或B 帧，然后采用相应的算法对其进行压缩。
一个视频序列经MPEG全编码压缩后可能的格式为：IBBPBBPBBPBBPBBIBBPBBPBBPBBPBBI......压缩成B帧或P帧要比压缩成I帧需要多得多的计算处理时间。
H264与MPEG4区别
H.264与MPEG4区别H.264与MPEG4区别压缩方式是DVR的核心技术，压缩方式很大程度上决定着图像的质量、压缩比、传输效率、传输速度等性能，它是评价DVR性能优劣的重要一环。
随着多媒体技术的发展，相继推出了许多压缩编码标准，目前主要有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263和MPEG等标准。
1、JPEG/M-JPEG①、JPEG是一种静止图像的压缩标准，它是一种标准的帧内压缩编码方式。
当硬件处理速度足够快时，JPEG能用于实时动图像的视频压缩。
在画面变动较小的情况下能提供相当不错的图像质量，传输速度快，使用相当安全，缺点是数据量较大。
②、M-JPEG源于JPEG压缩技术，是一种简单的帧内JPEG压缩，压缩图像质量较好，在画面变动情况下无马赛克，但是由于这种压缩本身技术限制，无法做到大比例压缩，录像时每小时约1-2GB空间，网络传输时需要2M带宽，所以无论录像或网络发送传输，都将耗费大量的硬盘容量和带宽，不适合长时间连续录像的需求，不大实用于视频图像的网络传输。
2、H.261/H.263①、H.261标准通常称为P*64，H.261 对全色彩、实时传输动图像可以达到较高的压缩比，算法由帧内压缩加前后帧间压缩编码组合而成，以提供视频压缩和解压缩的快速处理。
由于在帧间压缩算法中只预测到后1帧，所以在延续时间上比较有优势，但图像质量难以做到很高的清晰度，无法实现大压缩比和变速率录像等。
②、H.263的基本编码方法与H.261是相同的，均为混合编码方法，但H.263为适应极低码率的传输，在编码的各个环节上作了改进，如以省码字来提高编码图像的质量，此外，H.263还吸取了MPEG的双向运动预测等措施，进一步提高帧间编码的预测精度，一般说，在低码率时，采用H.263只要一半的速率可获得和H.261 相当的图像质量。
3、MPEGMPEG是压缩运动图像及其伴音的视音频编码标准，它采用了帧间压缩，仅存储连续帧之间有差别的地方，从而达到较大的压缩比。
AE技巧分享 剪辑视频时的时间压缩技巧
AE技巧分享：剪辑视频时的时间压缩技巧在影视剪辑过程中，时间压缩是一项常用且重要的技巧。
使用Adobe After Effects（AE）软件，你可以轻松地将视频加速或减速，以达到想要的效果。
本文将介绍一些AE中常用的时间压缩技巧，帮助你在剪辑过程中更好地掌握时间的流逝。
1. 时间拉伸工具AE的时间拉伸工具是剪辑过程中非常简便的工具之一。
选择工具栏上的时间拉伸工具（hotkey为R），然后点击视频图层的尾部，拖动即可实现时间的压缩或拉伸。
拉长图层会使视频变慢，而缩短图层会加快视频速度。
通过拖动图层的两侧，你可以自由地控制时间的压缩幅度。
2. 时间表达式AE还提供了一种更精确的时间压缩选项，即通过时间表达式来控制视频速度。
右键点击视频图层，在“时间”菜单中选择“时间表达式”选项。
在表达式编辑器中输入表达式，例如，"50%"将使视频速度减缓为原来的一半，而"200%"将加快视频速度两倍。
通过使用表达式，你可以更精确地控制时间的压缩程度。
3. 关键帧速度控制AE的关键帧功能是影视剪辑中常用的技巧之一。
在时间压缩中，你可以使用关键帧来控制视频速度的变化。
在视频图层上选择一个关键帧，然后在时间线上移动到另一个位置，并将关键帧的值设置为所需的新速度。
AE会自动在两个关键帧之间创建平滑的速度变化。
通过设置多个关键帧，你可以实现更复杂的速度效果。
4. 时间倒退效果时间倒退是一种常见且有趣的影视效果。
在AE中实现时间倒退效果可以通过将视频倒放。
首先，选择视频图层并右键点击，在“时间”菜单中选择“时间倒放”。
视频将立即以相反的顺序播放。
你还可以使用关键帧来控制时间倒退的区间，实现局部的倒播效果。
5. 音频与视频同步调整当对视频进行时间压缩时，有时音频与视频之间的同步可能会出现问题。
为了解决这个问题，你可以选择音频图层并进行相同的时间压缩操作。
通过确保音频与视频的速度相匹配，你可以保持良好的同步效果。
I、B、P帧
111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 MPEG压缩中的I、B、P帧首先,MPEG-1压缩的基本思想:帧内压缩和帧间压缩。
其次,时间相关性的统计分析:统计的结果表明,在间隔1~2帧的图像中,各像素只有10%以下的点,其亮度差值变化超过2%,而色度差值的变化只有1%以下。
采用的压缩方法: 分组:把几帧图像分为一组(GOP),为防止运动变化,帧数不宜取多。
1.定义帧:将每组内各帧图像定义为三种类型,即I帧、B帧和P帧;2.预测帧:以I帧做为基础帧,以I帧预测P帧,再由I帧和P帧预测B帧;3.数据传输:最后将I帧数据与预测的差值信息进行存储和传输。
I帧:帧内编码帧I帧特点:1.它是一个全帧压缩编码帧。
它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输;2.解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像;3.I帧描述了图像背景和运动主体的详情;4.I帧不需要参考其他画面而生成;5.I帧是P帧和B帧的参考帧(其质量直接影响到同组中以后各帧的质量);6.I帧是帧组GOP的基础帧(第一帧),在一组中只有一个I帧;7.I帧不需要考虑运动矢量;8.I帧所占数据的信息量比较大。
P帧:前向预测编码帧。
P帧的预测与重构:P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。
在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧“某点”样值,从而可得到完整的P帧。
P帧特点:1.P帧是I帧后面相隔1~2帧的编码帧;2.P帧采用运动补偿的方法传送它与前面的I或P帧的差值及运动矢量(预测误差);3.解码时必须将I帧中的预测值与预测误差求和后才能重构完整的P帧图像;4.P帧属于前向预测的帧间编码。
它只参考前面最靠近它的I帧或P帧;5.P帧可以是其后面P帧的参考帧,也可以是其前后的B帧的参考帧;6.由于P帧是参考帧,它可能造成解码错误的扩散;7.由于是差值传送,P帧的压缩比较高。
MJPEG算法压缩技术
MJPEG算法压缩技术MJPEG 是指Motion JPEG，即动态JPEG，按照25帧/秒速度使用JPEG 算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。
是由JPEG专家组制订的，其图像格式是对每一帧进行压缩，通常可达到6：1的压缩率，但这个比率相对来说仍然不足。
就像每一帧都是独立的图像一样。
MJPEG图像流的单元就是一帧一帧的JPEG画片。
因为每帧都可任意存取，所以MJPEG常被用于视频编辑系统。
动态JPEG能产生高质量、全屏、全运动的视频，但是，它需要依赖附加的硬件。
而且，由于MJPEG不是一个标准化的格式，各厂家都有自己版本的MJPEG，双方的文件无法互相识别。
MJPEG的优点是画质还比较清晰，缺点是压缩率低，占用带宽很大。
一般单路占用带宽2M左右。
2)H.264压缩技术H.264视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压缩标准。
H.264 采用运动视频编码中常见的编码方法，将编码过程分为帧内编码和帧间编码两个部分。
埃帧内用改进的DCT 变换并量化，在帧间采用1/2 象素运动矢量预测补偿技术，使运动补偿更加精确，量化后适用改进的变长编码表（VLC）地量化数据进行熵编码，得到最终的编码系数。
H.264标准压缩率较高，CIF格式全实时模式下单路占用带宽一般在几百左右，具体占用带宽视画面运动量多少而不同。
缺点是画质相对差一些，占用带宽随画面运动的复杂度而大幅变化。
3)MPEG-1(VCD标准) 压缩技术制定于1992年，为工业级标准而设计，可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM,Video-CD、CD-i。
它用于传输1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，经过MPEG-1标准压缩后，视频数据压缩率为1/100～1/200，影视图像的分辩率为360×240×30（NTSC制）或360×288×25（PAL 制），它的质量要比家用录像系统（VHS-Video Home System）的质量略高。
WAV格式中常见的压缩编码
WAV格式中常见的压缩编码(compression code)WAV为微软公司(Microsoft)开发的一种声音文件格式，它符合RIFF(Resource Interchang e File Format)文件规范，用于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及其应用程序所广泛支持，该格式也支持MSADPCM，CCITT A LAW等多种压缩运算法，支持多种音频数字，取样频率和声道。
标准格式化的WAV文件采样频率为44100Hz，采样比特为16bit，因此标准的（这里说标准，只是一种广泛采用的波形音频方案）WAV文件和C D音频格式一样，也是44.1KHz的取样频率，16位量化数字，在声音文件质量和CD音频相差无几。
下面由useiee详细介绍一下WAV格式文件常见的10种压缩码形式(Compression Cod e)。
[1]1. PCM/uncompressedPulse Code Modulation，脉码调制信号。
是模拟音频信号经模数转换（A/D变换）直接形成的二进制序列，该文件没有附加的文件头和文件结束标志。
Windows的Convert工具可以把PCM音频格式的文件转换成Microsoft的WAV格式的文件。
PCM脉码调制数字音频格式是70年代末发展起来的，80年代初由飞利浦和索尼公司共同推出。
PCM的音频格式也被DVD-A所采用，它支持立体声和5.1环绕声，1999年由DVD讨论会发布和推出的。
PCM的采样精度从14bit发展到16bit、18bit、20bit直到24bit；采样频率从44.1kHz 发展到192kHz。
到目前为止PCM这种单纯依赖提高采样规格的技术，其可改进的地方已经越来越来小。
只是简单的增加PCM比特率和采样率，不能从底层改善它的根本问题。
2. Microsoft ADPCMAdaptive Differential Pulse Code Modulation，自适应差分脉码调制信号。
视频压缩技术
JPEG标准
JPEG是国际标准化组织(ISO， International Organization for Standardization）／国际电工技术委员 会(IEC， International Electrotechnical Commission)和ITU-T 的联合图片专家小组(Joint
•混合编码
将变换编码和预测编码组合在一起， 用变换编码进行空间冗余度的压缩，用预 测编码进行时间冗余度的压缩。
3. MPEG-1标准
ISO／IEC的联合技术委员会自20世纪 90年代以来先后颁布的一系列图像和视频 编码的国际标准促进了多媒体与图像业务 的发展。 其中， MPEG-1建议用于VCD之 类的视频家电设备和视频点播（VoD， Video on Demand）系统； MPEG-2的主 要应用范围是数字电视广播和DVD系统。
f (m,n) e(m,n)
E(m,n)
量化器
g(m,n) 反量化器
预测器 (a)
(a) DPCM编码器
E(m,n)
f (m,n)
反量化器
g(m,n) 预测器
(b)
(b) DPCM解码器
•变换编码原理
图像变换编码是将空间域里描述的图 像， 经过某种变换在变换域中进行描述。 这样可以将图像能量在空间域的分散分布 变为在变换域的相对集中分布， 完成对图 像信息的有效压缩。
对于PAL制， 传输所有的样点数据， 大约需要200 Mb／s的传输速率， 传输有 效样点只需要160 Mb／s左右的速率。
2.1.3 熵编码(Entropy Coding)
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。
帧间压缩的名词解释
帧间压缩的名词解释现代科技的高速发展，带来了大量的影像和视频内容。
然而，这种丰富的多媒体信息在传输和存储过程中却面临着巨大的挑战。
为了克服这个问题，工程师们不断研究和改进压缩技术，其中帧间压缩成为了一种非常重要的方法。
帧间压缩，也称为运动补偿压缩，是一种基于视频中帧（或图像）之间的差异来实现压缩的技术。
其基本思想是利用视频片段中连续帧之间的相关性和重复区域来减少冗余信息的传输。
具体而言，帧间压缩通过检测和编码视频片段中存在的运动信息来达到高效压缩的目的。
在帧间压缩中，连续的视频帧被分为两类：关键帧（或称为I帧）和非关键帧（或称为P帧和B帧）。
关键帧是完整的图像帧，而非关键帧只包含相邻关键帧之间的变化。
关键帧通常周期性地（如每16帧）发送，而非关键帧根据与其相邻的关键帧之间的变化进行编码和传输。
关键帧的压缩与传统的图像压缩技术类似，如JPEG压缩。
关键帧的编码不依赖于其他帧，可以独立解码和显示。
因此，我们可以将关键帧看作是独立的图像帧，并在传输和存储中进行单独处理。
在非关键帧的压缩过程中，帧间压缩算法主要利用了两种技术：运动估计和运动补偿。
运动估计通过分析两个相邻帧之间的像素变化，估计出物体在空间上的位移。
这个位移矢量可以用来描述物体的运动方向和大小。
运动补偿是帧间压缩的核心过程。
它利用运动估计得到的位移矢量，将非关键帧的像素位置调整到与关键帧中对应像素位置相同的位置。
通过这种方式，我们可以将非关键帧中的像素转换为运动矢量和残差图像。
为了减少文件大小，运动矢量和残差图像会被进一步压缩编码。
在解码端，接收到的帧数据会被解码器还原为原始视频图像。
当解码器接收到关键帧时，它可以直接解码和显示。
而当解码器接收到非关键帧时，它会使用解码器已经解码的关键帧和运动矢量来计算出原始图像。
帧间压缩在视频通信和存储领域中广泛应用。
例如，在视频会议中，通过帧间压缩可以减少大量视频数据的传输，从而实现实时的音视频交互。
在电视广播、视频点播和网络直播中，帧间压缩可以实现高质量视频的传输，并降低传输带宽的消耗和存储空间的需求。
I帧和I-B-P帧的区别
MPEG压缩中的 I、B、P帧首先,MPEG-1压缩的基本思想:帧内压缩和帧间压缩。
其次,时间相关性的统计分析:统计的结果表明,在间隔1~2帧的图像中,各像素只有10%以下的点,其亮度差值变化超过2%,而色度差值的变化只有1%以下。
采用的压缩方法: 分组:把几帧图像分为一组(GOP),为防止运动变化,帧数不宜取多。
1.定义帧:将每组内各帧图像定义为三种类型,即I帧、B帧和P帧;2.预测帧:以I帧做为基础帧,以I帧预测P帧,再由I帧和P帧预测B帧;3.数据传输:最后将I帧数据与预测的差值信息进行存储和传输。
I帧:帧内编码帧I帧特点:1.它是一个全帧压缩编码帧。
它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输;2.解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像;3.I帧描述了图像背景和运动主体的详情;4.I帧不需要参考其他画面而生成;5.I帧是P帧和B帧的参考帧(其质量直接影响到同组中以后各帧的质量);6.I帧是帧组GOP的基础帧(第一帧),在一组中只有一个I帧;7.I帧不需要考虑运动矢量;8.I帧所占数据的信息量比较大。
P帧:前向预测编码帧。
P帧的预测与重构:P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。
在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧“某点”样值,从而可得到完整的P帧。
P帧特点:1.P帧是I帧后面相隔1~2帧的编码帧;2.P帧采用运动补偿的方法传送它与前面的I或P帧的差值及运动矢量(预测误差);3.解码时必须将I帧中的预测值与预测误差求和后才能重构完整的P帧图像;4.P帧属于前向预测的帧间编码。
它只参考前面最靠近它的I帧或P帧;5.P帧可以是其后面P帧的参考帧,也可以是其前后的B帧的参考帧;6.由于P帧是参考帧,它可能造成解码错误的扩散;7.由于是差值传送,P帧的压缩比较高。
B帧:双向预测内插编码帧。
B帧的预测与重构B帧以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,“找出”B帧“某点”的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。
视频压缩的基本概念
视频压缩的目标是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据率。视频压缩比一般指压缩后的数据量与压缩前的数据量之比。由于视频是连续的静态图像,因此其压缩编码算法与静态图像的压缩编码算法有某些共同之处，但是运动的视频还有其自身的特性，因此在压缩时还应考虑其运动特性才能达到高压缩的目标。在视频压缩中常需用到以下的一些基本概念：
位速说明
位速是指在一个数据流中每秒钟能通过的信息量。您可能看到过音频文件用 “128–Kbps MP3” 或 “64–Kbps WMA” 进行描述的情形。Kbps 表示 “每秒千字节数”，因此数值越大表示数据越多:128–Kbps MP3 音频文件包含的数据量是 64–Kbps WMA 文件的两倍，并占用两倍的空间。（不过在这种情况下,这两种文件听起来没什么两样。原因是什么呢?有些文件格式比其他文件能够更有效地利用数据,64–Kbps WMA 文件的音质与 128–Kbps MP3 的音质相同。）需要了解的重要一点是，位速越高，信息量越大，对这些信息进行解码的处理量就越大,文件需要占用的空间也就越多。 为项目选择适当的位速取决于播放目标:如果您想把制作的 VCD 放在 DVD 播放器上播放,那么视频必须是 1150 Kbps,音频必须是 224 Kbps。典型的 206 MHz Pocket PC 支持的 MPEG 视频可达到 400 Kbps—超过这个限度播放时就会出现异常。
压缩策略
可以用多种不同的方法和策略压缩数字媒体文件,使之达到便于管理的大小。下面是几种最常用的方法: 1.心理声学音频压缩 心理声学 一词似乎很令人费解,其实很简单,它就是指“人脑解释声音的方式”。压缩音频的所有形式都是用功能强大的算法将我们听不到的音频信息去掉。例如,如果我扯着嗓子喊一声,同时轻轻地踏一下脚,您就会听到我的喊声,但可能听不到我踏脚的声音。通过去掉踏脚声,就会减少信息量,减小文件的大小,但听起来却没有区别。 2.心理视觉视频压缩 心理视觉视频压缩与和其对等的音频压缩相似。心理视觉模型去掉的不是我们听不到的音频数据,而是去掉眼睛不需要的视频数据。假设有一个在 60 秒的时间内显示位于同一位置的一把椅子的未经压缩的视频片段,在每帧图像中,都将重复这把椅子的同一数据。如果使用了心理视觉压缩,就会把一帧图像中椅子的数据存储下来,以在接下来的帧中使用。这种压缩类型—叫做“统计数据冗余”—是 WMV、MPEG 和其他视频格式用于压缩视频并同时保持高质量的一种数学窍门。 3.无损压缩 无损 一词的意思是“不丢失数据”。当一个文件以无损格式压缩时,全部数据仍然存在,这与压缩文档很相似—文档文件虽然变小了,但解压缩之后每一个字都还存在。您可以反复保存无损视频而不会丢失任何数据—这种压缩只是将数据压缩到更小的空间。无损压缩节省的空间较少,因为在不丢失信息的前提下,只能将数据压缩到这一程度。 4.有损压缩 有损压缩丢弃一些数据,以便获得较低的位速。心理声学压缩和心理视觉压缩是有损压缩技术,压缩结果是文件变小,但包含的源数据也更少。每次以有损文件格式保存文件时,都会损失很多数据—即使用同一种格式保存也是如此。一条好的经验是,只在项目的最视频，需要考虑的一个重要因素是文件大小，因为数字视频文件往往会很大，这将占用大量硬盘空间。解决这些问题的方法是压缩—让文件变小。 使用文本文件，大小问题就显得不那么重要了,因为这样的文件充满了“空格”，可以大幅度压缩—一个文本文件至少可以压缩 90%,压缩率是相当高的（压缩率是指已压缩数据与未压缩数据之比值）。其他类型的文件，如 MPEG 视频或 JPEG 照片几乎无法压缩，因为它们是用非常紧密的压缩格式制成的。
录像机CIF、D1、720P、960P、1080P分辨率及硬盘所占空间
录像机CIF、D1、720P、960P、1080P分辨率及硬盘所占空间⼀、监控录像机主要录像格式及相应分辨率⽬前DVR硬盘录像机的主要录像格式为CIF、D1；NVR硬盘录像机的主要录像格式为720P、960P、1080PCIF即前⼏年⽤的最多的⼀种格式，现在市场也占有很⼤份额，分辨率为352*288D1即我们通常所说的标清40万像素，分辨率为704*576720P即通常我们所说的⾼清100万像素，分辨率为1280*720960P即通常我们所说的⾼清130万像素，分辨率为1280*9601080P即通常我们所说的⾼清200万像素，分辨率为1920*1080⼆、主要录像格式的码流⼤⼩设置及所占硬盘空间⼤⼩1、计算的时候有⼏路图像乘以⼏就可以了。
2、此估算并不包括：后期如果接IPSAN的硬盘热备和RAID等的硬盘容量估算监控录像机所需硬盘容量计算器是⼀款⾮常实⽤的录像机所需磁盘空间计算⼯具，输⼊码流、通道数、天数和时间即可开始计算，欢迎下载体验。
我们⼀般使⽤CIF、DCIF、D1三种。
在不同的视频分辨率下，我们建议⽤户采⽤如下码流设置⽅式CIF：512Kbps。
例如：8路硬盘录像机，视⾳频录像，采⽤512Kbps定码流，每天定时录像12⼩时，录像资料保留15天，硬盘录像机所需硬盘容量=316 GB。
每⼩时录像⽂件⼤⼩×每天录像时间×硬盘录像机路数×需要保存的天数每⼩时录像⽂件⼤⼩=码流⼤⼩÷8×3600÷1024 单位：MB/⼩时 1G = 1024M常见录像格式的码流⼤⼩：QCIF：256Kbps CIF：512Kbps DCIF：768KbpsHalf_D1：768Kbps 4CIF：1536Kbps Full_D1：2048Kbps 720P：3096Kbps1080P：10240Kbps⼀般CIF格式⼀路⼀⼩时 225MB，D1格式的⼀路⼀⼩时900MB，720P格式的⼀路⼀⼩时1360MB1080P格式的⼀路⼀⼩时4500MB录像硬盘容量与天数与压缩⽅式、分辨率、帧率、录像⽅式、画⾯质量、是否带⾳频等有关根据码率计算公式先计算单个通道每⼩时所需要的存储容量S1 , 单位MByte。
视频压缩技术
压缩实现的基础
数据或频带压缩的可能性：1）存在着两种类型的分量：
即异常的、不可预见的信号分量和可以预见的信号分量。2）其余部分称为 冗余，因为它不是必需的信息（相邻像素、相邻行和相邻桢间）。冗余来源 于图像像素时间和空间上的相关性。
主要图像压缩的通用方法：预测编码、变换编码、
矢量量化和运动补偿 。 预测编码主要包括可变字长编码。 变换编码的常用方法是DCT方法。
MPEG视频图像压缩算法的缺陷
MPEG算法理论虽然已经非常成熟，但是在技术上却很难克 服噪声、雪花和“鬼影”对压缩图像质量的影响，对于劣 质的视频信号源，MPEG算法会将噪声和缺陷放大，使图 形图像进一步恶化，这就使得MPEG压缩方法对视频节目 源有一定的要求。 MPEG压缩标准的压缩比可达200：1。这意味着99%的数据 要被丢掉。因此MPEG压缩法将导致图像细节信息的丢失 而产生压缩失真，使压缩图像的质量有所下降。 对于快速变化的背景，MPEG压缩算法有时反到会产生负面 影响，使压缩后的画面出现马赛克（小方块）现象。 MPEG压缩算法对那些低比度、光线柔和、边缘变化缓慢 的视频图像具有最佳的压缩效果。
I —— 帧内图象 —— 原始的 P —— 预测图象 —— 活动的部分 B —— 插补图象 —— 由原始的和预测的图象插补得到的图象
MPEG编码器
DCT
DCT不会导致任何压缩，只是将像素转变 为更容易压缩的形式。
MPEG中的码流
电视信号被编成数字电视码流进行传输和 存储。 数据电视码流有多个不同的层次和类型： ES、PES、PS、TS。
视频压缩技术
为什么要压缩？
只有降低存储和带宽要求，才能使用数字视频技术，而降低这些要求 也正是压缩的目的。 压缩是一种使用较少的数据来表现数字音频和视频信息的方法。 复合视频系统，如PAL 、NTSC 和SECAM, 都是压缩的形式，这是因 为它们在进行彩色电视广播时使用的带宽与黑白电视中使用的带宽相 同。
AE中的时间延伸和压缩技巧
AE中的时间延伸和压缩技巧在AE软件中，时间延伸和压缩是常用的技巧，可以帮助我们调整动画的速度和时长，实现更加精确的效果。
下面将介绍几种常用的时间延伸和压缩技巧。
1. 时间延伸时间延伸是指将原本较短的动画时长拉长，使得动画变慢。
在AE 中，可以通过修改图层的时间伸缩比例来实现时间延伸。
首先，选择目标图层，打开属性面板，在“时间”选项中找到“时间伸缩比例”。
默认设置为100%，表示不做任何调整。
将比例设置为小于100%的值，就可以实现时间延伸的效果。
例如，设置为50%时，动画将会以原来的一半速度播放，时长变为原来的两倍。
2. 时间压缩时间压缩是指将原本较长的动画时长压缩为更短，使得动画加快播放。
同样，通过修改图层的时间伸缩比例来实现时间压缩。
选择目标图层，打开属性面板，在“时间”选项中找到“时间伸缩比例”。
将比例设置为大于100%的值，就可以实现时间压缩的效果。
例如，设置为200%时，动画将会以原来的两倍速度播放，时长缩短为原来的一半。
3. 关键帧插值关键帧插值是一种常用的时间调整技巧，在AE中非常灵活和方便。
通过调整关键帧之间的插值方式，可以改变动画的速度和流畅度。
在关键帧上右键点击，选择“关键帧插值”，可以看到三种基本的插值方式：线性、贝塞尔和对数。
线性插值是默认的插值方式，动画速度比较匀速。
贝塞尔和对数插值则可以调整动画的加速度和减速度，实现更加自然的效果。
4. 预合成和时间倒放预合成是AE中非常常用的功能，可以将多个图层合并成一个预合成，简化工程结构，并且可以方便地调整合成的时长。
通过选中多个图层，点击右键选择“预合成”，即可创建一个新的合成，其中包含了所选图层。
在合成中，可以通过修改合成的时长来实现时间的延伸和压缩。
同时，还可以对合成进行时间倒放，即将合成中的动画倒放播放。
选中合成图层，按下“Ctrl + Alt + R”快捷键，即可打开合成设置面板，在面板中勾选“倒放时间”，动画将会倒放播放。
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时间相关，消除冗余
2.条件补充法
Mounts，Pease等人提出条件像素补充法 规定：若帧间各对应像素的亮度差超过阈值， 则把这些像素存到缓存区中，并以恒定传输速 度传输，而阈值以下的像素则不传送，在接收 端中用上一帧相应的像素代替。
据统计，在可视电话中用条件补充法传送 的像素只占全部像素的6%左右。
3.条件次取样法
条件补充法和内插法相结合叫条件次 取样法。
具体做法：在时间轴采用次取样(两个 取一 个就是次取样)对于未取样的当前场的 某点可以采用隔场的四邻点亮度的均值， 作为该点亮度的预测值。
条件补充：S0=1/4(SA+SB+SC+SD)内 插预测值与实际值之差小于阈值后就不传。
4.运动补偿
(2). 像素递归法
Sk（x,y）=Sk-1(x-dx，y-dy) 若K帧中x,y点，由K-1帧中位于 (x-dx,y-dy) 处的点运动过来的，则两 个的点灰度相同。
迭代修正公式
(3)傅立叶变换法
根据傅立叶变换 计算出来相位变化来 确定图像的位移。
程序实现举例
对于数字图像
L.Roberts 梯度检测边缘
差位置同前，如 。
（3）步长除以2，并 搜索围绕次最小误差 的9个（3*3）点 如。
三步搜索法(TTS)
此搜索过程是一个由粗到细的 过程，每一步搜索9个点，用MSE 度量，找到最小搜索步长减半再 搜索，共25个点。
交叉搜索法（CSA）
基本思想还是对数搜索， 不同之处在于4个搜索位置是 号 而不是接+，但在最后一 次可接也可接+搜索。
4.4.3 帧间预测编码
对于序列图像，把几帧的 图像存起来(大规模集成电路技 术的发展) 使用帧间相关性进 一步消除图像信号的冗余度， 提高压缩比。
几种帧间压缩方法
✓ 1. 帧间预测 ✓ 2. 条件补充法 ✓ 3. 条件次取样法 ✓ 4. 运动补偿
1.帧间预测，采用 DPCM
(Ymn)N和(Ymn)N-1 变化很小 统计结果表明： 广播电视节目只有10%以内的像素有变化。 Y有2%的变化； UV有千分之十以内的变化。
穷尽搜索法
每一点都算MAD
取MAD最小值，新得到的i,j就是水平 和垂直的偏移量。
X
取MAD最小值，新得到的i,j 就是水平和垂直的偏移量。
二维对数法(TDL)
此算法用MSE均方误差作为匹配 准则，并在搜索窗口中用沿着最小误 差方向执行对数二维搜索过程。
步长除以2，沿着最小误差方向。
（1）5个初始点如图 所示 取MSE为最 小点,如 。 （2）下一步搜索三个 新位置，如 最小误
近几年运动补偿技术(Motion Compensation)十分活跃。在H.261， MPEG标准编码中都用到这个技术。
运动估计有下述三种方法：
(1). 块匹配法（Block Matching Algorithm BMA）
以像素块为准进行运动估计。 (2). 像素递归法 （Pixel Recursive Algorithm
PRA）以像素为准进行递归的运动估计。 (3). 傅立叶变换法。
(1). 块匹配法
将图像分成M*N个矩形块。
在（M+2Wx）*（N+2Wy）范围内进行搜索
以求得最优匹配，从而求得运动矢量估值（dx，
dy）。
M+2Wx
M
N M*N块
Wx
Wy
Wy Wx
N+2Wy
匹配算法
归一化相关函数 均方误差 帧间绝对差
NCCF MSE MAD
M N
f(m,n)
第K帧
M N
f(m+i,n+j)
第K-Ns帧
计算两帧中子块的相关函数
当NCCF相关函数最大时，i,j就被定为子块 的水平和垂直的偏移值，但此式计算量大。
常用MSE最小
取MAD最小时的i,j值就是水平和垂直的 偏移量。
搜索方法
穷尽搜索法 二维对数法（TDL） 三步搜索法（TTS） 交叉搜索法（CSA)