运动图像压缩标准MPEG
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第12章 数字视频编码标准MPEG与H.26x
12.1 视频编码标准概述
12.2 第一代的视频编码技术：MPEG 12.3 MPEG-4：基于对象的视频编码技术
12.4 基于内容的信息存取与MPEG-7
多媒体技术基础与应用
MPEG家族 与H.26X家族
ITU-T（国际电信联盟远程通信标准化组织） 与ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工委员会)是 制定视频编码标准的两大国际组织。ITU-T的标准 包括H.261，H.262、H.263、H.264、H.265，主 要应用于实时视频通信领域，如会议电视。 MPEG系统标准由ISO/IEC制定，制定的标准主 要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7等。 主要应用于视频存储(DVD)、广播电视、因特网 和流媒体以及内容服务与管理等方面
是采用第一代压缩编码技术，着眼于图像信号的 统计特性来设计编码器。空间域的压缩依赖于图 像大块区域中相邻象素间的相似之处。在帧间编 码的情况下，每一帧图像划分成宏块以进行运动 补偿和编码以压缩时间冗余度。
多媒体技术基础与应用
第一代视频编码技术： 基于块的编码与运动补偿
多媒体技术基础与应用
第二代压缩编码技术
12.2 基于第一代的视频编码技术-MPEG
MPEG的数据分为MPEG视频、MPEG音频和 同步信号三个部分，视频流包含画面信息， 音频流包含伴音信息，所有播放MPEG图像和 伴音数据所需的时钟信息都包含在同步信号 流中。
多媒体技术基础与应用
MPEG系统的编码过程
多媒体技术基础与应用
MPEwenku.baidu.com系统的解码过程
MPEG-7既不同于基于波形和基于压缩 的表示方式如MPEG-1和MPEG-2，又不同 于基于对象的表示方式如MPEG-4，而是将 对各种不同类型的多媒体信息进行标准化 描述，并将该描述与所描述的内容相联系， 以实现快速有效的搜索。MPEG-7的功能与 其他MPEG标准互为补充。
多媒体技术基础与应用
多媒体技术基础与应用
MPEG-7
MPEG-7作为MPEG家庭中的一个新 成员，正式名称叫作“多媒体内容描述接 口” ，它将为各种类型的多媒体信息规定 一种标准化的描述，这种描述与多媒体信 息的内容本身一起，支持用户对其感兴趣 的各种"资料"进行快速、有效的检索。
多媒体技术基础与应用
MPEG-7
视频编码技术的发展的三个阶段
多媒体技术基础与应用
第一代视频压缩编码技术
第一代视频压缩编码也可称之为传统的压缩编码
方式，它建立在Shannon信息论的基础上，以经 典的集合论为基础，用概率统计模型来描述信源， 压缩就是去掉数据的冗余。
多媒体技术基础与应用
第一代视频压缩编码技术
MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.262、H.263都
多媒体技术基础与应用
MPEG-2
MPEG-2是一个直接与数字电视广播有关 的高质量图像和声音编码标准。MPEG2所能提 供的传输率在3～10Mbit/s之间，在NTSC制式 下的分辨率可达720×486，可提供广播级的 图像质量和CD级的音质。MPEG-2主要针对高 清晰度电视(HDTV)所需要的视频及伴音信号， 与MPEG-1兼容。
多媒体技术基础与应用
MPEG流的分层结构
MPEG为更好地表示编码数据，规定了一个分 层的结构，自上到下分别是 ：
MPEG流（MPEG stream） 图像组（GOP，Group of Pictures） 图像（Image） 宏块（Macro block） 块（Block）
基于视频平面对象（VOP)的编码
多媒体技术基础与应用
基于视频平面对象（VOP)的编码
视频对象平面（VOP，Video Object
Plane）是MPEG-4视频编码的核心概念。 因此视频对象提取即视频对象分割，是 MPEG-4视频编码的关键技术，也是新一代 视频编码的研究热点和难点.
多媒体技术基础与应用
多媒体技术基础与应用
第二代压缩编码技术
MPEG-4则代表了基于模型/对象的第二代
压缩编码技术，它充分利用了人眼视觉特 性，抓住了图像信息传输的本质，以对象 的轮廓、纹理、位移特征，支持基于视觉 内容的交互功能，适应了多媒体信息的应 用由播放型转向基于内容的访问、检索的 发展趋势。
多媒体技术基础与应用
多媒体技术基础与应用
MPEG-4
MPEG-4采用第一代视频编码的核心技术，如 变换编码、运动估计与运动补偿、量化、熵编码 外，还提出了一些新的有创见性的关键技术，并 在第一代视频编码技术基础上进行了卓有成效的 完善和改进。 MPEG-4实现基于内容交互的首要任务就是 把视频/图像分割成不同对象或者把运动对象从背 景中分离出来，然后针对不同对象采用相应编码 方法，以实现高效压缩。因此视频对象提取即视 频对象分割，是MPEG-4视频编码的关键技术， 也是新一代视频编码的研究热点和难点。
多媒体技术基础与应用
MPEG-1
MPEG-1标准 1992年公布，其任务是在一 种可接受的质量下，把视频和伴音信号压缩 到速率大约为1.5Mb/s或更高的单一的MPEG数 据流。它可对SIF（标准交换格式）分辨率 (NTSC制式为352×240；PAL制式为352×288) 的图像进行压缩，每秒播放30帧，具有CD音 质，图像质量基本与VHS家用录像机相当。
多媒体技术基础与应用
H.26x与MPEG标准的发展演进
多媒体技术基础与应用
MPEG标准简述
视频能够压缩的根本原因在于视频数据具有 较高的冗余度。压缩就是指冗余的消除，主要基 于两种技术：统计学和心理 视觉。消除统计冗 余的基本依据是视频数字化过程在时间和 空间 上采用了规则的采样过程。视频画面数字化为规 则的像 素阵列，其密集程度适于表征每点最高 的空间频率，而绝大多数画面帧包含非常少甚至 不含这种最高频率的细节。
以H.264和MPEG-4标准代表了基于对象的
第二代压缩编码技术。它以视听媒体对象 为基本单元，采用基于内容的压缩编码， 充分利用了人眼视觉特性，抓住了图像信 息传输的本质，从轮廓、纹理思路出发， 支持基于视觉内容的交互功能，这适应了 多媒体信息的应用由播放型转向基于内容 的访问、检索及操作的发展趋势。
12.1 视频编码标准概述
12.2 第一代的视频编码技术：MPEG 12.3 MPEG-4：基于对象的视频编码技术
12.4 基于内容的信息存取与MPEG-7
多媒体技术基础与应用
MPEG家族 与H.26X家族
ITU-T（国际电信联盟远程通信标准化组织） 与ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工委员会)是 制定视频编码标准的两大国际组织。ITU-T的标准 包括H.261，H.262、H.263、H.264、H.265，主 要应用于实时视频通信领域，如会议电视。 MPEG系统标准由ISO/IEC制定，制定的标准主 要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7等。 主要应用于视频存储(DVD)、广播电视、因特网 和流媒体以及内容服务与管理等方面
是采用第一代压缩编码技术，着眼于图像信号的 统计特性来设计编码器。空间域的压缩依赖于图 像大块区域中相邻象素间的相似之处。在帧间编 码的情况下，每一帧图像划分成宏块以进行运动 补偿和编码以压缩时间冗余度。
多媒体技术基础与应用
第一代视频编码技术： 基于块的编码与运动补偿
多媒体技术基础与应用
第二代压缩编码技术
12.2 基于第一代的视频编码技术-MPEG
MPEG的数据分为MPEG视频、MPEG音频和 同步信号三个部分，视频流包含画面信息， 音频流包含伴音信息，所有播放MPEG图像和 伴音数据所需的时钟信息都包含在同步信号 流中。
多媒体技术基础与应用
MPEG系统的编码过程
多媒体技术基础与应用
MPEwenku.baidu.com系统的解码过程
MPEG-7既不同于基于波形和基于压缩 的表示方式如MPEG-1和MPEG-2，又不同 于基于对象的表示方式如MPEG-4，而是将 对各种不同类型的多媒体信息进行标准化 描述，并将该描述与所描述的内容相联系， 以实现快速有效的搜索。MPEG-7的功能与 其他MPEG标准互为补充。
多媒体技术基础与应用
多媒体技术基础与应用
MPEG-7
MPEG-7作为MPEG家庭中的一个新 成员，正式名称叫作“多媒体内容描述接 口” ，它将为各种类型的多媒体信息规定 一种标准化的描述，这种描述与多媒体信 息的内容本身一起，支持用户对其感兴趣 的各种"资料"进行快速、有效的检索。
多媒体技术基础与应用
MPEG-7
视频编码技术的发展的三个阶段
多媒体技术基础与应用
第一代视频压缩编码技术
第一代视频压缩编码也可称之为传统的压缩编码
方式，它建立在Shannon信息论的基础上，以经 典的集合论为基础，用概率统计模型来描述信源， 压缩就是去掉数据的冗余。
多媒体技术基础与应用
第一代视频压缩编码技术
MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.262、H.263都
多媒体技术基础与应用
MPEG-2
MPEG-2是一个直接与数字电视广播有关 的高质量图像和声音编码标准。MPEG2所能提 供的传输率在3～10Mbit/s之间，在NTSC制式 下的分辨率可达720×486，可提供广播级的 图像质量和CD级的音质。MPEG-2主要针对高 清晰度电视(HDTV)所需要的视频及伴音信号， 与MPEG-1兼容。
多媒体技术基础与应用
MPEG流的分层结构
MPEG为更好地表示编码数据，规定了一个分 层的结构，自上到下分别是 ：
MPEG流（MPEG stream） 图像组（GOP，Group of Pictures） 图像（Image） 宏块（Macro block） 块（Block）
基于视频平面对象（VOP)的编码
多媒体技术基础与应用
基于视频平面对象（VOP)的编码
视频对象平面（VOP，Video Object
Plane）是MPEG-4视频编码的核心概念。 因此视频对象提取即视频对象分割，是 MPEG-4视频编码的关键技术，也是新一代 视频编码的研究热点和难点.
多媒体技术基础与应用
多媒体技术基础与应用
第二代压缩编码技术
MPEG-4则代表了基于模型/对象的第二代
压缩编码技术，它充分利用了人眼视觉特 性，抓住了图像信息传输的本质，以对象 的轮廓、纹理、位移特征，支持基于视觉 内容的交互功能，适应了多媒体信息的应 用由播放型转向基于内容的访问、检索的 发展趋势。
多媒体技术基础与应用
多媒体技术基础与应用
MPEG-4
MPEG-4采用第一代视频编码的核心技术，如 变换编码、运动估计与运动补偿、量化、熵编码 外，还提出了一些新的有创见性的关键技术，并 在第一代视频编码技术基础上进行了卓有成效的 完善和改进。 MPEG-4实现基于内容交互的首要任务就是 把视频/图像分割成不同对象或者把运动对象从背 景中分离出来，然后针对不同对象采用相应编码 方法，以实现高效压缩。因此视频对象提取即视 频对象分割，是MPEG-4视频编码的关键技术， 也是新一代视频编码的研究热点和难点。
多媒体技术基础与应用
MPEG-1
MPEG-1标准 1992年公布，其任务是在一 种可接受的质量下，把视频和伴音信号压缩 到速率大约为1.5Mb/s或更高的单一的MPEG数 据流。它可对SIF（标准交换格式）分辨率 (NTSC制式为352×240；PAL制式为352×288) 的图像进行压缩，每秒播放30帧，具有CD音 质，图像质量基本与VHS家用录像机相当。
多媒体技术基础与应用
H.26x与MPEG标准的发展演进
多媒体技术基础与应用
MPEG标准简述
视频能够压缩的根本原因在于视频数据具有 较高的冗余度。压缩就是指冗余的消除，主要基 于两种技术：统计学和心理 视觉。消除统计冗 余的基本依据是视频数字化过程在时间和 空间 上采用了规则的采样过程。视频画面数字化为规 则的像 素阵列，其密集程度适于表征每点最高 的空间频率，而绝大多数画面帧包含非常少甚至 不含这种最高频率的细节。
以H.264和MPEG-4标准代表了基于对象的
第二代压缩编码技术。它以视听媒体对象 为基本单元，采用基于内容的压缩编码， 充分利用了人眼视觉特性，抓住了图像信 息传输的本质，从轮廓、纹理思路出发， 支持基于视觉内容的交互功能，这适应了 多媒体信息的应用由播放型转向基于内容 的访问、检索及操作的发展趋势。