第三章 视频压缩编码的基本原理和方法-上课用-有删减
4、视频压缩编码
如果信息丢失的级别 , 可以表示为原始或输入图 像与压缩后又解压缩输出的图像的函数，这个函数 就被称为客观保真度标准。一般表示为：
e(x,y) = f(x,y) - f(x,y)
f(x,y)是输入图像， f(x,y) 是压缩后解压缩的图像， e(x,y)是误差函数
6.1.2 图像压缩基本概念:保真度标准
• LZW编码
文件头信息 屏幕描述 全局调色板 图像描述 局部调色板
– 压缩率（压缩比）：
CR = n1 / n2 其中，n1是压缩前的数据量，n2是压缩后的数据量
– 相对数据冗余：
RD = 1 – 1/CR 例：CR=20; RD = 19/20
6.1.1 图像压缩基本概念:数据冗余
• 三种数据冗余：
– 编码冗余 – 像素冗余 – 视觉心理冗余
6.1.1 图像压缩基本概念:数据冗余
(1) 在压缩过程中动态地形成一个字符序列表(字典) (2) (a) 每当压缩扫描图像发现一个字典中没有的字符 序列，就把该字符序列存到字典中 (b) 并用字典的地址（编码）作为这个字符序列的 代码，替换原图像中的字符序列 (c) 下次再碰到相同的字符序列，就用字典的地址 代替字符序列
6.2.1 无损压缩:基于字典的压缩
• 编码冗余：
如果一个图像的灰度级编码，使用了多于 实际需要的编码符号，就称该图像包含了编码 冗余。
例：如果用8位表示该图像的像素，我们 就说该图像存在着编码冗余，因为该图像 的像素只有两个灰度，用一位即可表示。
6.1.1 图像压缩基本概念:数据冗余
• 像素冗余：
由于任何给定的像素值，原理上都可以 通过它的邻居预测到，单个像素携带的信息 相对是小的。 对于一个图像，很多单个像素对视觉的 贡献是冗余的。这是建立在对邻居值预测的 基础上。 例：原图像数据：234 223 231 238 235 压缩后数据：234 -11 8 7 -3
视频编码的工作原理
视频编码的工作原理在现代社会中，视频编码技术起到了至关重要的作用。
它使得我们可以轻松地在各种媒体平台上观看高质量的视频内容。
本文将介绍视频编码的工作原理。
一、视频编码的定义及背景视频编码是一种将数字视频信号转换为压缩格式的技术。
它通过减少视频数据的冗余来实现对视频的高效压缩，从而节省存储空间和传输带宽。
视频编码技术的发展得益于计算机技术和通信技术的不断进步。
二、视频编码的基本原理1. 采样和量化在视频编码的过程中，输入视频信号首先会经过采样和量化两个步骤。
采样是指将连续的模拟视频信号转换为离散的数字视频信号，而量化则是将离散的视频样本映射到离散的数值范围内。
2. 变换和编码接下来，视频信号会通过变换和编码两个步骤来进一步压缩。
变换是指将视频信号在时域和频域之间进行转换，常用的变换方法包括离散余弦变换(DCT)和小波变换。
编码则是将变换后的视频信号进行熵编码，通常使用的是基于H.264或HEVC标准的编码方法。
3. 压缩和解压缩编码完成后，视频信号会被压缩为较小的文件大小。
这样，视频就可以通过网络进行传输或存储在设备中。
接收方在接收到压缩的视频文件后，需要进行解压缩才能还原为原始的视频信号。
解压缩过程与压缩过程相反，包括解码和恢复两个步骤。
三、常见的视频编码标准视频编码标准是用于指导视频编码的技术规范。
以下是几种常见的视频编码标准：1. MPEG-2MPEG-2是一种广泛应用于数字电视、DVD和广播等领域的视频编码标准。
它采用了基于块的编码方法，通过利用时间和空间上的冗余进行压缩。
2. H.264/AVCH.264/AVC是目前广泛应用于互联网视频和蓝光光盘等领域的视频编码标准。
它采用了更先进的编码算法，可以提供更高的压缩比和更好的视频质量。
3. HEVCHEVC是高效视频编码(High Efficiency Video Coding)的缩写，也被称为H.265。
它是目前最先进的视频编码标准，能够实现更高的压缩率和更好的视频质量，适用于4K和8K超高清视频。
视频编码的基本原理
按照编码方法分类：
1.考虑到图像信源的统计特性，采用的预测编码、变换编码、 矢量化编码、子带－小波编码以及神经网络编码方法等； 2.考虑到视觉特性，采用的基于方向滤波的图像编码方法、 基于图像轮廓/纹理的编码方法； 3.考虑到图像传递的景物特征，采用的分形编码，基于模 块的编码。
从信息论的角度上 分类：
1.冗余度压缩方法。也称无损压缩，信息保持编码或者熵编 码. 2.信息量压缩方法。也叫有损压缩、失真度编码或者熵压缩编 码
视频信号的编码过程
视频信号的采样 运动估计与预测 变换域编码 量化和编码
视频信号的解码过程
视频信号的解码过程是编码的逆过程，主要包括 运动补偿、逆变换、逆量化和可变长解码。
视频压缩的性能评价标准
主观标准
CCIR推荐的典型分级标准 妨碍尺度
5．丝毫看不出图像质量变坏 4．能看出图像质量变化，但 不妨碍观看 3．清楚看出图像质量变坏， 对观看有妨碍 2．对观看有妨碍 1．非常严重妨碍观看
质量尺度
5．非常好 4．好 3．一般 2．差 1．非常差
压缩编码的视频压缩的性能评价标准
客观标准
1. 2. 3.
压缩比——压缩前信源数据量与压缩后输出数据量 之比 ； 信噪比——直接反映压缩造成的信号失真度大小， 记为SNR ； 图像连续性——通常可以用每秒播放的图像的帧数 来衡量。按照人类视觉暂留特性，30以上的帧速率 已经达到极好的连续性。
JPEG基本系统的压缩评价 码率（比特/象素） 0.25~0.50 0.50~0.75 0.75~1.5 1.5~2.0 图像质量及应用 中等至好，满足某些应用 好至很好，满足多数应用 及其好，满足大多数应用 与原始图像几乎一样
视频编码技术-PPT
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。
视频压缩基本原理PPT课件
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
72 92 95 98 112 100 103 99
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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）
视频编码器工作原理
视频编码器工作原理视频编码器是一种用于将视频信号转换为数字编码格式的设备，它的工作原理是通过对视频信号进行压缩和编码，以减小文件大小并提高传输效率。
在视频编码器的工作过程中，有几个关键的步骤和技术需要了解。
首先，视频编码器会对视频信号进行采样和量化。
采样是指将连续的视频信号转换为离散的数字信号，而量化则是将这些数字信号转换为离散的数字值。
这两个步骤可以减小视频文件的大小，同时保持足够的图像质量。
接下来，视频编码器会使用一种压缩算法对视频信号进行压缩。
压缩算法可以通过去除视频信号中的冗余信息和不可见细节来减小文件大小。
常见的压缩算法包括JPEG、MPEG和H.264等，它们可以根据视频内容的特点选择合适的压缩方式，以达到最佳的压缩效果。
在压缩之后，视频编码器会对视频信号进行编码。
编码是指将视频信号转换为特定的数字编码格式，以便在不同的设备和平台上进行播放和传输。
常见的视频编码格式包括AVC、HEVC和VP9等，它们可以根据不同的需求选择合适的编码方式，以达到最佳的视频质量和传输效率。
最后，视频编码器会对压缩和编码后的视频信号进行封装和打包。
封装是指将视频信号和音频信号合并为一个完整的多媒体文件，而打包则是将多媒体文件转换为特定的传输格式，以便在网络上进行传输和播放。
常见的封装和打包格式包括MP4、FLV和TS等，它们可以根据不同的传输方式选择合适的格式，以达到最佳的传输效果。
总的来说，视频编码器的工作原理是通过对视频信号进行采样和量化、压缩和编码、封装和打包等一系列步骤和技术，以实现视频文件的压缩、编码和传输。
通过了解视频编码器的工作原理，我们可以更好地理解视频文件的制作和传输过程，以及如何选择合适的编码格式和传输方式，以达到最佳的视频质量和传输效率。
视频压缩原理
第1章介绍1. 为什么要进行视频压缩未经压缩的数字视频的数据量巨大存储困难一张DVD只能存储几秒钟的未压缩数字视频。
传输困难1兆的带宽传输一秒的数字电视视频需要大约4分钟。
2. 为什么可以压缩•去除冗余信息•空间冗余：图像相邻像素之间有较强的相关性时间冗余：视频序列的相邻图像之间内容相似编码冗余：不同像素值出现的概率不同视觉冗余：人的视觉系统对某些细节不敏感知识冗余：规律性的结构可由先验知识和背景知识得到3. 数据压缩分类•无损压缩（Lossless）•压缩前解压缩后图像完全一致X=X'压缩比低(2:1~3:1)例如：Winzip，JPEG-LS•有损压缩（Lossy）•压缩前解压缩后图像不一致X≠X'压缩比高(10:1~20:1)利用人的视觉系统的特性例如：MPEG-2，AVC，AVS4. 编解码器•编码器（Encoder）•压缩信号的设备或程序•解码器（Decoder）•解压缩信号的设备或程序•编解码器(Codec)•编解码器对5. 压缩系统的组成(1) 编码器中的关键技术(2) 编解码中的关键技术6. 编解码器实现•编解码器的实现平台：••超大规模集成电路VLSI•ASIC， FPGA数字信号处理器DSP软件•编解码器产品：•机顶盒数字电视摄像机监控器7. 视频编码标准编码标准作用：•兼容：•不同厂家生产的编码器压缩的码流能够被不同厂家的解码器解码•高效：•标准编解码器可以进行批量生产，节约成本。
主流的视频编码标准：MPEG-2MPEG-4 Simple ProfileAVCAVSVC-1标准化组织：•ITU：International Telecommunications Union•VECG：Video Coding Experts Group•ISO：International Standards Organization•MPEG：Motion Picture Experts Group8. 视频传输视频传输：通过传输系统将压缩的视频码流从编码端传输到解码端传输系统：互联网，地面无线广播，卫星9. 视频传输面临的问题•传输系统不可靠•带宽限制信号衰减噪声干扰传输延迟•视频传输出现的问题•不能解码出正确的视频视频播放延迟10. 视频传输差错控制差错控制（Error Control）解决视频传输过程中由于数据丢失或延迟导致的问题差错控制技术：信道编码差错控制技术编码器差错恢复解码器差错隐藏11. 视频传输的QoS参数数据包的端到端的延迟带宽：比特/秒数据包的流失率数据包的延迟时间的波动第2章数字视频1.图像与视频图像：是人对视觉感知的物质再现。
视频编码技术的原理与应用
视频编码技术的原理与应用随着互联网的普及，视频已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
从网络直播到线上课堂，我们可以随时随地通过视频来获取信息和教育资源。
而视频编码技术则是在这一过程中扮演了至关重要的角色，它可以将高清视频压缩至较小的文件大小，以方便传输与存储。
本文将探讨视频编码技术的原理与应用。
一、视频编码技术的基本概念在介绍视频编码技术之前，我们需要了解几个基本概念：视频帧率、分辨率和比特率。
视频帧率指的是在一秒钟内播放的视频帧数，常用的有24、25和30帧每秒。
分辨率则指的是视频画面的像素数，比如1080p分辨率表示视频画面有1920（像素宽度）x 1080（像素高度）的像素。
最后一个概念是比特率，它是在单位时间内传输的数据量，常用的单位是Mbps（兆比特每秒）。
二、常见的视频编码标准常见的视频编码标准包括H.264、MPEG-4和VP9等。
其中，H.264是目前最广泛使用的编码标准之一，支持高效的视频压缩和传输。
MPEG-4则是一种多媒体格式，支持视频、音频和图像等多种类型的数字媒体数据的存储和传输。
而VP9则是Google开发的一种开源视频编码器，可以提供更高效的视频压缩率和更高的视频画质。
三、视频编码技术的原理视频编码技术是通过分析视频数据的特征，将其压缩至尽可能小的文件大小，以便于传输和存储。
其中，最常用的压缩方式是通过移除视频数据中的冗余信息来达到压缩的效果。
冗余信息包括：空间冗余、时间冗余和视频编码类型冗余等。
空间冗余表现为视频画面中相邻像素之间的相似性，我们可以通过分组对这些像素进行数据压缩。
例如，在一些高清视频中，静止不动的背景会占用较大的空间，这就是我们可以利用空间冗余来压缩视频数据的情况。
时间冗余表现为视频连续帧之间的相似性，例如视频中的动作过程将在连续帧中反复出现。
我们可以使用编码技术来提取和比较连续帧之间的冗余信息，唯一表示新帧中发生变化的像素，通过传输不同帧之差，同样达到了压缩的目的。
视频压缩编码和音频压缩编码的基本原理
视频压缩编码和⾳频压缩编码的基本原理本⽂介绍⼀下视频压缩编码和⾳频压缩编码的基本原理。
事实上有关视频和⾳频编码的原理的资料很的多。
可是⾃⼰⼀直也没有去归纳和总结⼀下，在这⾥简单总结⼀下，以作备忘。
1.视频编码基本原理（1）视频信号的冗余信息以记录数字视频的YUV分量格式为例，YUV分别代表亮度与两个⾊差信号。
⽐如对于现有的PAL制电视系统。
其亮度信号採样频率为13.5MHz。
⾊度信号的频带通常为亮度信号的⼀半或更少，为6.75MHz或3.375MHz。
以4：2：2的採样频率为例，Y信号採⽤13.5MHz。
⾊度信号U和V採⽤6.75MHz採样，採样信号以8bit量化，则能够计算出数字视频的码率为：13.5*8 + 6.75*8 + 6.75*8= 216Mbit/s如此⼤的数据量假设直接进⾏存储或传输将会遇到⾮常⼤困难，因此必须採⽤压缩技术以降低码率。
数字化后的视频信号能进⾏压缩主要根据两个基本条件：l 数据冗余。
⽐如如空间冗余、时间冗余、结构冗余、信息熵冗余等，即图像的各像素之间存在着⾮常强的相关性。
消除这些冗余并不会导致信息损失，属于⽆损压缩。
l 视觉冗余。
⼈眼的⼀些特性⽐⽅亮度辨别阈值，视觉阈值，对亮度和⾊度的敏感度不同，使得在编码的时候引⼊适量的误差，也不会被察觉出来。
能够利⽤⼈眼的视觉特性。
以⼀定的客观失真换取数据压缩。
这样的压缩属于有损压缩。
数字视频信号的压缩正是基于上述两种条件，使得视频数据量得以极⼤的压缩，有利于传输和存储。
⼀般的数字视频压缩编码⽅法都是混合编码，即将变换编码，运动预计和运动补偿。
以及熵编码三种⽅式相结合来进⾏压缩编码。
通常使⽤变换编码来消去除图像的帧内冗余，⽤运动预计和运动补偿来去除图像的帧间冗余。
⽤熵编码来进⼀步提⾼压缩的效率。
下⽂简介这三种压缩编码⽅法。
（2）压缩编码的⽅法（a）变换编码变换编码的作⽤是将空间域描写叙述的图像信号变换到频率域。
然后对变换后的系数进⾏编码处理。
视频编码压缩技术
第三部分视频编码压缩技术伴随着计算机、芯片、图像处理、网络交换、存储技术的发展，视频监控技术发生了巨大的变革，模拟视频监控系统因种种缺陷而走向末路，而网络视频监控系统得以迅速发展，其中视频编码压缩技术的发展是网络视频技术的前提条件。
第三部分视频编码压缩技术⏹关键词☐媒体技术基础☐静态图像压缩技术☐视频编码压缩技术基础☐主流视频编码压缩技术多媒体技术基础⏹图像的彩色模型☐彩色模型又叫做颜色空间。
☐在多媒体系统中，必然涉及到用不同的色彩模型表示图像的颜色。
如计算机显示时采用RGB色彩模型，在彩色电视数字化系统中使用YUV色彩模型，彩色印刷时采用CMYK彩色模型，等等。
☐在图像生成、存储、处理及显示时，需要做不同的色彩模型处理和转换。
⏹R G B 色彩模型☐即三原色。
在数字图像中，对R G B 三基色各进行8位编码就构成了大约16.7万种颜色，这就是我们常说的真彩色。
☐颜色=R （红色百分比）+G （绿色百分比）+B （蓝色百分比）⏹白色=R （100%）+G （100%）+B （100%）⏹黄色=R （100%）+G （100%）+B （0%）⏹红色=R （100%）+G （0%）+B （0%）图像的彩色模型*补充灰度图像的知识*图像的彩色模型⏹HSL色彩模型☐色调、饱和度、亮度颜色模型⏹H——颜色波长，称为色调（Hue）☐色调是由于某种波长的颜色光使观察者产生的颜色感觉，它决定颜色的基本特征。
例如，红色、蓝色都是指色调。
⏹S——深浅程度，称为饱和度（Saturation）☐指颜色的纯度。
或者说是指颜色的深浅程度。
⏹L——掺入的白亮光，称为亮度（Lightness）☐是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。
⏹YUV色彩模型☐YUV颜色空间是由亮度信号Y和两个色差信号色度信号U、V组合而成。
Y信号分量表示的是黑白灰度图，由RGB色彩模型按下述公式生成。
U、V 信号则构成另外两个单色图。
☐Y和色度信号U、V是分离的。
视频图像压缩编码基本原理24页PPT
色度量化步长表
17 18 24 47 99 99 99 99 18 21 26 66 99 99 99 99 24 26 56 99 99 99 99 99 47 66 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99
幅度变成频率 – 广泛应用于图像与视频压缩中，如JPG,MPEG
量化编码
对DCT变换后的(频率的) 系数进行量化
量化目的是降低化 器量化
量化是造成图像质量下 降的最主要原因
量化用右式计算
量 化 DCT 系数输出
DCT 系数输入
变换编码的系统原理框图
变换编码方法
KL变换
– 最佳变换编码方法 – 变换矩阵不是恒定的，需要临时计算
离散余弦变换(DCT,Discrete Cosine Transform)
– 准最佳变换，利用三角函数进行的一种变换 – DCT的基向量由余弦函数构成 – 一维DCT变换和二维DCT变换,变换后输出DCT变换系数，将
1、预测编码
1、子带编码
2、变换编码
2、多分辨率编码
3、霍夫曼编码
3、矢量量化
4、算术编码
4、形状编码
5、游程编码
5、纹理编码
预测编码
一、基本原理
由图像的统计特性可知，相邻像素之间有着较强的相关 性，即相邻像素的灰度值相同或相近，因此，某像素的 值可根据以前已知的几个像素值来估计、来猜测，正是 由于像素间的相关性，才使预测成为可能。 二、基本思想 模型→利用以往的样本数据→对下一个新的样本值进 行预测→ 将预测所得的值与实际值的差值进行编码→ 由于差值很小，可以减少编码的码位。
视频压缩的原理是什么，如何压缩视频大小
视频压缩的原理是什么，如何压缩视频大小
视频的本质是一系列的图像，由于其数据量过大对带宽的消耗太高，因此要进行压缩。
那么视频为什么可以压缩呢，原因是一个视频实际上从不同的方面都含有冗余，故而为压缩提供了可能性.
冗余可以分为以下几个方面：
像素空间冗余：不知你是否注意过，在同一图像(帧)内，相近像素之间的差别很小，甚至是相同的,于是我们有可能用一个特定大小的像素矩阵来表示相邻的像素.
时间冗余：视频中连续的图像之间，其中发生变化的像素占整张图像像素的比例极其微小，于是我们有可能用其中一帧来表示相邻的帧来减少带宽消耗.
编码冗余：不同像素出现的概率不同，于是我们便有可能为出现概率高的像素分配尽量少的字节，对出现概率低的像素分配尽量多的字节.
以上就是视频压缩的原理，QVE视频压缩工具可以快速压缩视频大小并且支持不同压缩模式强度,普通压缩，深度压缩，极限压缩.
支持系统：win7/win8/win10
使用工具：QVE视频压缩软件
压缩视频步骤：
1.第一步，选择视频压缩功能，点击添加文件按钮，在弹出的对话框选择要压缩的视频文件，添加成功后列表会显示文件的大小和时长，选择压缩模式：普通，深度，极限压缩，压缩强度越大文件越小.
2.第二步，勾选提升画质，在文件列表里，选中文件，点击压缩，等待进度百分百后，点击三个点图标（更多操作）在下拉列表选打开目录，压缩后的文件就在打开的目录下.
以上是使用视频压缩工具，压缩视频大小的原理及压缩视频大小的使用方法.。
视频格式与压缩编码简介
采用帧间（Interframe）压缩是基于许多视频或动画的连续前后两帧具有很大的相关性，或者说前后两帧信息变化很小的特点。也即连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息，根据这一特性，压缩相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。帧间压缩也称为时间压缩（Temporal compression），它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。帧间压缩一般是无损的。帧差值（Frame differencing）算法是一种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异，仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。
MPEG-2应用在 DVD
的制作，同时在一些 HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当多的应用。使用 MPEG-2 的压缩算法压缩一部 120 分钟长的电影可以压缩到 5～8 GB 的大小（MPEG2的图像质量是MPEG-1无法比拟的）。DVD的视频数据文件后缀名是VOB。
但是由于MPEG-4标准派生出各种规格，例如DivX、XviD等等，代表着不同规格利益的商业集团和一些支持免费共享资源的技术团体相互争斗的结果，导致各种MPEG-4规格的兼容性很差。在播放MPEG-4压缩的视频文件时，往往让人们不知道如何选择。
采用MPEG-4压缩的视频文件的视频文件一般后缀名为.avi，很容易与微软的AVI格式混淆，不容易直接从后缀名辨认，只能通过编码器来识别。
4) MPEG-7编码标准
MPEG-7标准被称为“多媒体内容描述接口”，为各类多媒体信息提供一种标准化的描述，这种描述将与内容本身有关，允许快速和有效的查询用户感兴趣的资料。它将扩展现有内容识别专用解决方案的有限的能力，特别是它还包括了更多的数据类型。换而言之，MPEG-7规定一个用于描述各种不同类型多媒体信息的描述符的标准集合。该标准于1998年10月提出。
视频编码的基本原理
视频编码的基本原理视频编码是将视频信号转化为数字数据，以便存储、传输和处理的过程。
基本原理包括以下几个方面：1. 空间域压缩（Spatial Compression）：视频信号中的冗余信息主要分为空间冗余和时间冗余。
空间域压缩通过去除空间冗余来减少数据量。
其中，最常用的方法是基于离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）的压缩方法。
DCT将视频分解为一组频率分量，通过保留重要的频率成分，舍弃不重要的频率成分来进行压缩。
2. 时域压缩（Temporal Compression）：视频信号中的时间冗余主要源于帧间的冗余信息。
时域压缩通过利用帧间跳动（Inter-frame Prediction）来减少冗余。
常用的方法有帧内预测（Intra-frame Prediction）和帧间预测（Inter-frame Prediction）。
帧内预测利用当前帧的局部像素信息来预测当前帧的像素值，帧间预测利用前后帧之间的相关性来预测当前帧的像素值。
通过将预测误差编码为残差（Residuals），可以进一步减少数据量。
3. 熵编码（Entropy Coding）：熵编码主要用于进一步减小数据量，通过统计学原理将频繁出现的信息用较少的比特表示，而将不经常出现的信息用较多的比特表示。
最常用的方法是霍夫曼编码（Huffman Coding），它将出现概率较高的符号用较短的编码表示，出现概率较低的符号用较长的编码表示。
4. 帧率控制（Frame rate control）：帧率控制用于调整视频的播放速率和帧率。
通过控制每秒播放的帧数，可以达到节省存储空间和降低传输带宽的目的。
帧率控制方法包括丢帧（Frame Dropping）和插帧（Frame Interpolation）。
丢帧方法根据需要丢弃一些帧，插帧方法则根据需要生成新的帧。
综上所述，视频编码的基本原理包括空间域压缩、时域压缩、熵编码和帧率控制等。
视频编码与压缩技术解析
视频编码与压缩技术解析第一章：引言在当今数字化社会中，视频已成为人们沟通、娱乐和学习的重要媒介。
然而，视频数据庞大且传输成本高，为了实现快速传输和节省存储空间，视频编码与压缩技术应运而生。
本文将从视频编码原理、常见的压缩算法以及应用实例等方面对视频编码与压缩技术进行解析。
第二章：视频编码原理视频编码的基本原理是将视频信号转换为数字信号，并使用压缩算法减少冗余信息。
视频信号在转换为数字信号之前需要通过采样和量化等步骤进行预处理。
采样是将连续的模拟视频信号转换为离散的数字信号，而量化是将连续的像素值映射为离散的像素值。
通过采样和量化，可以减少视频信号的冗余度，并且方便后续的编码和压缩处理。
第三章：视频编码常见算法3.1 基于传统编码算法的视频编码基于传统编码算法的视频编码主要包括无损编码和有损编码两种形式。
无损编码算法可以确保视频信号在编码过程中不丢失任何信息，例如无损编码标准H.264。
而有损编码算法则通过牺牲一定的视频质量以减小数据量。
其中最著名的有损编码算法包括MPEG-2、MPEG-4和AVC等。
3.2 基于深度学习的视频编码算法近年来，深度学习在视频编码领域取得了显著的进展。
借助深度学习的强大处理能力和特征提取能力，研究人员提出了一系列基于深度学习的视频编码算法，例如基于卷积神经网络的视频编码方案。
这些算法利用了深度学习模型对视频内容的理解，可以提供更高效的编码和压缩效果。
第四章：视频压缩技术4.1 空间域压缩技术空间域压缩技术是通过减少图像的冗余信息来实现视频压缩的。
例如，基于离散余弦变换（DCT）的JPEG压缩算法通过将图像分解为频域的独立频率分量，然后对不同频率分量进行量化和编码，以实现图像的高效压缩。
4.2 时间域压缩技术时间域压缩技术是通过减少视频帧之间的冗余信息来实现视频压缩的。
例如，基于运动估计的视频压缩算法利用了视频帧之间的相似性，通过预测当前帧的像素值，并只编码预测误差来减小数据量。
视频压缩编码
视频压缩编码随着数字视频内容的普及，视频压缩编码技术的重要性日益突显。
视频压缩编码是指通过采用各种算法和技术将原始视频数据进行压缩和编码，以减少存储空间和传输带宽，并同时保持尽可能高的图像质量和视觉效果。
本文将探讨视频压缩编码的基本原理、常见技术和发展趋势。
压缩编码原理视频压缩编码的基本原理是利用视频信号的冗余性和统计特性，通过去除冗余信息和无关数据以及利用压缩算法来降低视频数据的存储空间和传输带宽。
主要包括空间域压缩和频域压缩两种方法。
空间域压缩空间域压缩是指在视频的空间表示下对图像像素进行编码和压缩，包括无损压缩和有损压缩两种方式。
无损压缩保留了原始像素的所有信息，而有损压缩则通过舍弃部分信息来实现更高的压缩比。
频域压缩频域压缩是指将视频信号转换到频域进行压缩，其中最常用的方法是离散余弦变换（DCT）和小波变换。
频域压缩通过减少高频分量和量化系数来降低数据量，实现高效的视频压缩。
常见压缩编码技术视频压缩编码技术种类繁多，其中最为广泛应用的包括H.264/AVC、H.265/HEVC、MPEG-2、MPEG-4等。
这些压缩编码标准通过不同的编码算法和技术实现了高效率的视频压缩和传输。
H.264/AVCH.264/AVC是一种流行的视频压缩编码标准，广泛应用于在线视频、蓝光光盘等高清视频领域。
它通过采用多种预测模式、运动补偿和熵编码等技术实现了较高的压缩效率。
H.265/HEVCH.265/HEVC是H.264/AVC的后续标准，具有更高的压缩率和更好的图像质量，适用于4K和8K超高清视频的编码和传输。
MPEG-2MPEG-2是一种广泛应用于数字电视广播和DVD等领域的视频压缩编码标准，具有良好的互操作性和可扩展性。
MPEG-4MPEG-4是一种多媒体压缩标准，在移动视频、网络视频和多媒体通信等方面有着广泛的应用。
视频压缩编码发展趋势随着视频内容的日益增多和对高质量视频的需求不断提升，视频压缩编码技术也在不断发展和演进。
视频压缩 基本算法与标准
视频压缩视频压缩又称视频编码，所谓视频编码方式就是指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。
一般的通用数据压缩方案如下图：压缩就是一个传播的过程，所以在压缩与解压缩之间，没有信号的丢失则称这种压缩就是无损的，相反的就是有损的，都有各自的算法，下面介绍。
无损压缩算法一游长编码（Run-Length Coding, RLC）产生年代：未知。
主要人物：未知。
基本思想：如果我们压缩的信息源中的符号具有这样的连续的性质，即同一个符号常常形成连续的片段出现，那么我们可以对这个符号片段长度进行这样的的编码。
例子：输入：5555557777733322221111111游长编码为：（5，6）（7，5）（3，3）（2，4）（l，7）二变长编码：1 香农-凡诺算法产生年代：未知主要人物：Shannon 和Robert Fano基本思想：对于每个符号出现的频率对符号进行排序，递归的将这些符号分成两部分，每一部分有相近的频率，知道只有一个符号未止。
说明：过程用一颗二叉树完成，它是一种自顶向下的过程，对于此输入5个字符则自然的分成2,3左右两子树，接着就是递归的过程。
因为分法不唯一，所以下列输出是一种情况。
例子：输入：HELLO输出：10 110 0 0 111（左子树标0）2赫夫曼编码产生年代：1952年主演人物：David A.Huffman基本思想：与香农-凡诺算法的区别在于，赫夫曼编码采用的是一种自下而上的描述方式，先从符号的频率中选取最小的两个符号，合成一个新的结点，进行等效的代替，然后也是个递归过程。
说明：赫夫曼编码具有唯一的前缀性质和最优性。
例子：对于输入：HELLO 建立的一刻赫夫曼树 扩展：扩展的赫夫曼编码，这是相对于数据中某个符号的概率较大（接近1.0）时，将几个符号组成组，然后为整个组赋予一个码字。
自适应的赫夫曼编码，这是一个边接收边编码的过程，完全的体现了适应的过程，需要对二叉树进行改变，由接收到的数据去添加进二叉树中，自动生成新的“赫夫曼树”。
视频编码的基本原理视频编码的基本...
视频编码的基本原理视频编码的基本原理视频图像数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息。
其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。
压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉（去除数据之间的相关性），压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。
去时域冗余信息使用帧间编码技术可去除时域冗余信息，它包括以下三部分：－运动补偿运动补偿是通过先前的局部图像来预测、补偿当前的局部图像，它是减少帧序列冗余信息的有效方法。
－运动表示不同区域的图像需要使用不同的运动矢量来描述运动信息。
运动矢量通过熵编码进行压缩。
－运动估计运动估计是从视频序列中抽取运动信息的一整套技术。
注：通用的压缩标准都使用基于块的运动估计和运动补偿去空域冗余信息主要使用帧间编码技术和熵编码技术：－变换编码帧内图像和预测差分信号都有很高的空域冗余信息。
变换编码将空域信号变换到另一正交矢量空间，使其相关性下降，数据冗余度减小。
－量化编码经过变换编码后，产生一批变换系数，对这些系数进行量化，使编码器的输出达到一定的位率。
这一过程导致精度的降低。
－熵编码熵编码是无损编码。
它对变换、量化后得到的系数和运动信息，进行进一步的压缩。
视频编码的基本框架H.261H.261标准是为ISDN设计，主要针对实时编码和解码设计，压缩和解压缩的信号延时不超过150ms，码率px64kbps(p=1~30)。
H.261标准主要采用运动补偿的帧间预测、DCT变换、自适应量化、熵编码等压缩技术。
只有I帧和P帧，没有B帧，运动估计精度只精确到像素级。
支持两种图像扫描格式：QCIF和CIF。
H.263H.263标准是甚低码率的图像编码国际标准，它一方面以H.261为基础，以混合编码为核心，其基本原理框图和H.261十分相似，原始数据和码流组织也相似；另一方面，H.263也吸收了MPEG等其它一些国际标准中有效、合理的部分，如：半像素精度的运动估计、PB 帧预测等，使它性能优于H.261。
音视频编码技术如何压缩和传输高清内容
音视频编码技术如何压缩和传输高清内容随着科技的不断进步，音视频的相关技术也在不断的提高和创新。
高清内容的传输和播放已经成为了当今社会中音视频领域的一个重要议题。
而音视频编码技术的发展则是实现高清内容传输的关键。
本文将介绍音视频编码技术如何压缩和传输高清内容。
一、音视频编码技术的概述音视频编码技术是将源自声音和图像信号进行数字化处理，以便在有限的资源环境下实现高质量的传输和存储。
它通过压缩算法将音视频信号转换成更适合传输和存储的格式。
目前常见的音视频编码技术包括H.264、H.265、AV1等。
二、音视频编码技术的压缩原理1. 无损压缩无损压缩是指压缩后的数据完全还原成原始数据。
然而，音视频文件通常非常庞大，无损压缩会导致数据量过大，传输和存储都将面临挑战。
2. 有损压缩有损压缩则是在一定程度上舍弃一些不易察觉的信息，以减少数据量。
音视频编码技术中广泛使用的压缩算法就是有损压缩。
其原理是通过对图像或声音信号进行分析，去除冗余和不重要的信息，以达到压缩的目的。
常见的有损压缩技术包括离散余弦变换（DCT）、运动补偿和量化。
三、音视频编码技术的压缩方法1. 空间域压缩空间域压缩是指直接对原始音视频数据进行处理，利用空间的冗余进行压缩。
例如，可以利用颜色的相似性或者空间上连续的区域进行压缩。
2. 变换域压缩变换域压缩是指先对音视频数据进行变换，然后再进行压缩。
常见的变换包括离散余弦变换（DCT）、离散小波变换（DWT）等。
变换域压缩可以更好地利用信号的频域信息，提高压缩效果。
四、音视频传输的压缩方法1. 流媒体传输流媒体传输是指通过网络将音视频文件分成多个数据包进行传输，并在播放端进行解码和播放。
流媒体传输能够实时地传输音视频内容，适用于在线观看等场景。
常见的流媒体传输协议包括HTTP、RTSP等。
2. 点对点传输点对点传输是指通过网络将音视频数据直接传输给接收方，可以实现高效的传输效果。
常见的点对点传输技术包括UDP、WebRTC等。
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符号冗余也称编码表示冗余，又称信息熵冗余。信息 熵指一组数据携带的平均信息量。这里的信息量是指 从N个不相等可能事件中选出一个事件所需要的信息度 量，即在N个事件中辨识一个特定事件的过程中需要提 问的最少次数（=log2N比特）。将信息源所有可能事 件的信息量进行平均，得到的信息平均量称为信息熵。 符号冗余、空间冗余和时间冗余统称为统计冗余，因 为它们都取决于图像数据的统计特性。
视频压缩编码的基本原理和方法
视频压缩编码的必要性
数字化后的视频数据量十分巨大，不便于传输和存储。单 纯用扩大存储容量、增加通信信道带宽的办法是不现实的。 而数据压缩是个行之有效的方法，通过数据压缩手段把信 息的数据量压下来，以压缩编码的形式存储和传输，即紧 缩节约了存储空间，又提高了通信信道的传输效率。
时间冗余
这是序列图像表示中经常包含的冗余。序列图像（如电视 图像和运动图像）一般为位于时间轴区间内的一组连续画 面，其中的相邻帧往往包含相同的背景和运动物体，只不 过运动物体所在的空间位臵略有不同，所以后一帧的数据 与前一帧的数据有许多共同的地方。变化的只是其中某些 地方，这就形成了时间冗余。
符号冗余
结构冗余
数字化图像中的物体表面纹理等结构往往存在着冗余，这 种冗余称为结构冗余。当一幅图有很强的结构特性，纹理 和影像色调等与物体表面结构有一定的规则时，其结构冗 余很大。 有些图像的纹理区，像素值存在明显的分布模 式，例如，方格状的地板图案等。（已知分布模式，可以 通过某一过程生成图像。）
知识冗余
由图像的记录方式与人对图像的知识差异所产生的冗 余称为知识冗余。人对许多图像的理解与某些基础知 识有很大的相关性。例如，人脸的图像有固定的结构， 比如说嘴的上方有鼻子，鼻子的上方有眼睛等等，这 类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到。但计 算机存储图像时还得把一个个像素信息存入，这就是 知识冗余。根据已有知识，对某些图像中所包含的物 体，可以构造其基本模型，并创建对应各种特征的图 像库，进而图像的存储只需要保存一些特征参数，从 而可以大大减少数据量。知识冗余是模型编码主要利 用的特性。
视频压缩编码的发展
香农（Shannon）的信息论，即以经典的 集合论为基础基于某种统计概率模型来 描述信源。 香农信息论的缺陷：一是没有考虑信息 接受者的主观特性；二是撇开了事件本 身的具体含义、重要程度和引起的后果 但是香农信息论具有高度的概括性和综 合性，因此得到广泛的应用。
MPEG,活动图像专家组
视觉冗余
事实表明，人类的视觉系统对于图像的敏感性是非均匀和 非线性的，它并不能感知图像的所有变化。然而，在记录 原始图像数据时，通常假定视觉系统是线性的和均匀的， 对视觉敏感和不敏感的部分同等对待，从而就产生了比理 想编码更多的数据。当ห้องสมุดไป่ตู้些变化不能被视觉所感知，则忽 略这些变化，我们仍认为图像是完好的。人类视觉系统的 一般分辨能力估计为26灰度等级，而一般图像的量化采用 28灰度等级，这样的冗余称为视觉冗余。通过对人类视觉 进行大量实验，发现了以下的视觉非均匀特性：
视觉冗余
视觉系统对图像的亮度和色彩度的敏感性相差很大。 随着亮度的增加，视觉系统对量化误差的敏感度降低。 这是由于人眼的辨别能力与物体周围的背景亮度成反 比。由此说明：在高亮度区，灰度值的量化可以更粗 糙一些。 人眼的视觉系统把图像的边缘和非边缘区域分开来处 理，这是将图像分成非边缘区域和边缘区域分别进行 编码的主要依据。 人类的视觉系统总是把视网膜上的图像分解成若干个 空间有向的频率通道后再进一步处理。
PAL 制式 NTSC制式
25帧/秒 30帧/秒
以PAL制25帧/秒为例，视频每秒钟的数据量
720 576 24 25/（1024 1024 8）=29.66MB
视频压缩编码的可能性
数据压缩不仅是必要的，而且也是可能的。因为在视 频数据中存在着极强的相关性，也就是说存在着很大 的冗余度 。冗余数据造成比特浪费，消除这些冗余 可以节约码字，也就是达到了数据压缩的目的。在一 般的图像和视频数据中，主要存在以下几种形式的冗 余：
活动图像专家组（MPEG，Moving Picture Experts Group）,一直致力于 活动图像及其伴音的数据压缩编码标准 化工作，制定了一系列视频和音频压缩 编码的国际标准。如MPEG-1、MPEG-2、 MPEG-4。
MPEG-1
MPEG-1的正式名称“用于数字存储媒体的1.5Mbit/s 以下的活动图像及相关音频编码”,它规定视频信息与 伴音信息经压缩之后的数据速率上限为1.5Mbps,从而 可以在CD-ROM、硬盘、可写光盘、数字音频磁带（DAT） 等介质上进行存储，也可以在局域网、ISDN上进行视 频与伴音信息的传输。MPEG-1视频编码算法是一种有 损压缩算法，它适用于多种视频输入格式并且应用范 围很广。经过MPEG-1标准压缩后，视频数据压缩率为 1/100-1/200，MPEG-1提供每秒30帧352×240分辨率的 图像，当使用合适的压缩技术时，具有接近家用视频 制式（VHS）录像带的质量。
数据冗余的种类
空间冗余 时间冗余 符号冗余 结构冗余 知识冗余 视觉冗余
空间冗余
这是静态图像存在的最主要的一种数据冗余。一幅图 像记录了画面上可见景物的颜色。同一景物表面上各 采样点的颜色之间往往存在着空间连贯性，但是基于 离散像素采样来表示物体颜色的方式通常没有利用景 物表面颜色的这种空间连贯性，从而产生了空间冗余。 规则物体和规则背景的表面物理特性都具有相关性， 也就是说某些区域中所有点的光强和色彩以及饱和度 都是相同的，因此数据有很大的空间冗余。
视频压缩编码
上述各种形式的冗余，是压缩图像与视频数据的出发 点。图像与视频压缩编码方法就是要尽可能地去除这 些冗余，以减少表示图像与视频所需的数据量 图像/视频压缩编码的目的，是在保证重建图像质量 一定的前提下，以尽量少的比特数来表征图像/视频 信息。
视频压缩编码的发展
压缩编码的理论基础是信息论。从信息 论的角度来看，压缩就是去除数据中的 冗余。即保留不确定的信息，去除确定 的信息（即可推知的信息），用一种更 接近信息本质的描述来代替原有冗余的 描述。