第六章 运动图像压缩的国际标准
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测
• 3.B图像（Bidirectional-Picture） • 用于双向预测图像 • 4.I、P、B图像 • I与P图像编码顺序一致， • 先完成I、P编码再进行B编码。
三、GOP
• 1.GOP结构 • 每一组GOP中含有I、P、B三种图像， • 一组GOP图像数为N • I、P图像的周期为M • 2.GOP的头 • 为了便于实现信息的随机检索，在每
• 2.对于运动部分较少的图像，差分值 为零的区域较大
• 3.仅传递差分值不为零的部分，图像 可以有效压缩
• 4.有效图像块---差分值不为零的图像， 无效图像块---差分值为零的图像
差分图像 运动补偿
五、差分图像编码
• 1.经过帧间DPCM、运动补偿、有效 图像块选定处理后，可以得到有效 图像块
一组GOP前，均设置了GOP头
• 3.N和M的设置 • 若N设置过小，编码效率降低，图像质量下
降 • 若N设置过大，随机检索的单元过大，检索
精度下降。
• 通常一个GOP为0.5秒，由15帧图像组成 • N=15 M的设置与运动图像的运动速
度有关，对于运动速度较快的图像， M=1（没有B）
• 对于运动缓慢的图像M=3
• 2.差分图像最终生成编码： • 运动矢量----用于表示每一个图像
块的运动信息，即矢量x,y分量， 可以用可变长编码表示
• 有效图像块的选定----以一位数的 标识符来表示有效图像块和无效图 像块
• DCT系数----对于选定的有效图 像块，通过DCT变换、矢量量化、 熵编码，变换为0、1的数字序 列。
• 4.实际压缩过程中，将每一帧图像分 成8×8～16×16像素的图像块，
• 5.对于每个图像块的运动可以从前一 帧相应的图像获取表示运动的信息， 这种表示图像运动的有关信息以矢量 方式来表示
• 运动矢量表示小飞机的运动方向和运 动量的大小，即X分量和Y分量
四、有效图像块的选定
• 1.在帧间DPCM处理时，图像中不运动 部分的差分值为零
• 帧内编码的图像，不用于帧间预测 • I图像不能由其他帧的图像预测，I图
像的信息与其他帧图像信息无关 • I图像保证了GOP的独立性 • 为了实现随机检索，每一个GOP中最少
有一帧I图像。
• 2.P图像（Predictive-Picture） • 用于帧间正向预测编码的图像类型 • P图像不仅用于正向预测，也可用于帧内预
二、帧间DPCM
• 1.运动图像是静止图像的有序集合， 通过对每一帧静止图像的数据压缩可 达到运动图像压缩的效果
• 以这种方式进行压缩：1∕10～ 1∕20， • 2.运动图像中，相邻两帧静止间具有
较强的相关性，对这两帧图像进行差 分处理可得到差分图像。
• 3.通过对差分图像的传递，可实现运 动图像的有效压缩，这种以差分图像
第六章 运动图像压缩的国际 标准
第一节 运动图像压缩编码 的基本方法
一、运动图像压缩简介
• 1.运动图像压缩的方法与运动图像的 特性、运动图像的媒体形式、运动图 像的应用要求有关
• 2.运动图像压缩的国际标准主要有： • H.261----用于视频电话和视频会议的
运动图像压缩的国际标准
• MPEG: Moving Picture Expert Group
• MPEGⅠ用于存储媒体的运动图像压缩 标准，其数据传递码率为1.5Mb/s
• MPEGⅡ用于广播电视、通信、存储等 各种媒体的运动图像压缩标准，其数 据传递码率为5～10Mb/s
• MPEGⅢ以多媒体的广泛应用为主要目 标的运动图像压缩标准支.
• 3.运动图像压缩编码的基本方法
• 输入信号--→帧间DPCM --→运动补偿 --→有效图像块的选定--→差分图像 编码--→输出信号
第二节 MPEG Ⅰ的基本特点
一、 MPEG Ⅰ
• MPEG Ⅰ是一种用于存储媒体运动图像 数据压缩的国际标准
• 存储媒体：指运动图像的载体为各种 存储装置，如CD-ROM,VCD
二、与其他运动图像压缩编码 的共性
• 1.将一帧图像分割成许多小的图像块--图像宏块。
• 2.对于每一个图像宏块，以DCT变换减 少运动图像中的空间冗余度
• 2.双向预测：对于存储媒体第N帧之前 和之后的帧内容都是已知的
• 3ຫໍສະໝຸດ Baidu图像格式：MPEG Ⅰ图像清晰度具有 一定的变化范围，它能适应各种不同 的电视制式。
第三节 MPEGⅠ 的基本技术
一、双向预测编码
双向预测
二、图像的类别
• 根据图像在GOP中的作用和功能分为三类 • 1.I图像（Intra-Picture）
进行图像数据压缩的方法-----帧间 DPCM法
三、运动补偿与运动矢量
• 1.帧间差分的基本思想是求当前帧(N) 与前一帧（N-1）的差分图像，并传递 差分图像中差分值大于零的运动部分。
• 2.在接收端利用差分图像中大于零的 运动部分和前一帧图像合成，就可得 到当前帧的图像。
• 3.在帧间DPCM基础上，可对运动图像 做进一步的压缩，不传递差分图像， 而是传递差分图像中表示运动的部分
• 3.以哈夫曼编码完成熵编码
• 4.利用控制量化精度的方法进行图像 质量的控制。
三、特殊性
• 1.图像组GOP： • 使用存储媒体时，要求媒体设备具有
随机检索功能 • 在MPEG Ⅰ中设置了一个图像组GOP，
在每一个图像组中有一帧图像与其他 图像数据无关，只限于帧内预测，这 帧图像不能由其他帧的图像所预测。
• 3.B图像（Bidirectional-Picture） • 用于双向预测图像 • 4.I、P、B图像 • I与P图像编码顺序一致， • 先完成I、P编码再进行B编码。
三、GOP
• 1.GOP结构 • 每一组GOP中含有I、P、B三种图像， • 一组GOP图像数为N • I、P图像的周期为M • 2.GOP的头 • 为了便于实现信息的随机检索，在每
• 2.对于运动部分较少的图像，差分值 为零的区域较大
• 3.仅传递差分值不为零的部分，图像 可以有效压缩
• 4.有效图像块---差分值不为零的图像， 无效图像块---差分值为零的图像
差分图像 运动补偿
五、差分图像编码
• 1.经过帧间DPCM、运动补偿、有效 图像块选定处理后，可以得到有效 图像块
一组GOP前，均设置了GOP头
• 3.N和M的设置 • 若N设置过小，编码效率降低，图像质量下
降 • 若N设置过大，随机检索的单元过大，检索
精度下降。
• 通常一个GOP为0.5秒，由15帧图像组成 • N=15 M的设置与运动图像的运动速
度有关，对于运动速度较快的图像， M=1（没有B）
• 对于运动缓慢的图像M=3
• 2.差分图像最终生成编码： • 运动矢量----用于表示每一个图像
块的运动信息，即矢量x,y分量， 可以用可变长编码表示
• 有效图像块的选定----以一位数的 标识符来表示有效图像块和无效图 像块
• DCT系数----对于选定的有效图 像块，通过DCT变换、矢量量化、 熵编码，变换为0、1的数字序 列。
• 4.实际压缩过程中，将每一帧图像分 成8×8～16×16像素的图像块，
• 5.对于每个图像块的运动可以从前一 帧相应的图像获取表示运动的信息， 这种表示图像运动的有关信息以矢量 方式来表示
• 运动矢量表示小飞机的运动方向和运 动量的大小，即X分量和Y分量
四、有效图像块的选定
• 1.在帧间DPCM处理时，图像中不运动 部分的差分值为零
• 帧内编码的图像，不用于帧间预测 • I图像不能由其他帧的图像预测，I图
像的信息与其他帧图像信息无关 • I图像保证了GOP的独立性 • 为了实现随机检索，每一个GOP中最少
有一帧I图像。
• 2.P图像（Predictive-Picture） • 用于帧间正向预测编码的图像类型 • P图像不仅用于正向预测，也可用于帧内预
二、帧间DPCM
• 1.运动图像是静止图像的有序集合， 通过对每一帧静止图像的数据压缩可 达到运动图像压缩的效果
• 以这种方式进行压缩：1∕10～ 1∕20， • 2.运动图像中，相邻两帧静止间具有
较强的相关性，对这两帧图像进行差 分处理可得到差分图像。
• 3.通过对差分图像的传递，可实现运 动图像的有效压缩，这种以差分图像
第六章 运动图像压缩的国际 标准
第一节 运动图像压缩编码 的基本方法
一、运动图像压缩简介
• 1.运动图像压缩的方法与运动图像的 特性、运动图像的媒体形式、运动图 像的应用要求有关
• 2.运动图像压缩的国际标准主要有： • H.261----用于视频电话和视频会议的
运动图像压缩的国际标准
• MPEG: Moving Picture Expert Group
• MPEGⅠ用于存储媒体的运动图像压缩 标准，其数据传递码率为1.5Mb/s
• MPEGⅡ用于广播电视、通信、存储等 各种媒体的运动图像压缩标准，其数 据传递码率为5～10Mb/s
• MPEGⅢ以多媒体的广泛应用为主要目 标的运动图像压缩标准支.
• 3.运动图像压缩编码的基本方法
• 输入信号--→帧间DPCM --→运动补偿 --→有效图像块的选定--→差分图像 编码--→输出信号
第二节 MPEG Ⅰ的基本特点
一、 MPEG Ⅰ
• MPEG Ⅰ是一种用于存储媒体运动图像 数据压缩的国际标准
• 存储媒体：指运动图像的载体为各种 存储装置，如CD-ROM,VCD
二、与其他运动图像压缩编码 的共性
• 1.将一帧图像分割成许多小的图像块--图像宏块。
• 2.对于每一个图像宏块，以DCT变换减 少运动图像中的空间冗余度
• 2.双向预测：对于存储媒体第N帧之前 和之后的帧内容都是已知的
• 3ຫໍສະໝຸດ Baidu图像格式：MPEG Ⅰ图像清晰度具有 一定的变化范围，它能适应各种不同 的电视制式。
第三节 MPEGⅠ 的基本技术
一、双向预测编码
双向预测
二、图像的类别
• 根据图像在GOP中的作用和功能分为三类 • 1.I图像（Intra-Picture）
进行图像数据压缩的方法-----帧间 DPCM法
三、运动补偿与运动矢量
• 1.帧间差分的基本思想是求当前帧(N) 与前一帧（N-1）的差分图像，并传递 差分图像中差分值大于零的运动部分。
• 2.在接收端利用差分图像中大于零的 运动部分和前一帧图像合成，就可得 到当前帧的图像。
• 3.在帧间DPCM基础上，可对运动图像 做进一步的压缩，不传递差分图像， 而是传递差分图像中表示运动的部分
• 3.以哈夫曼编码完成熵编码
• 4.利用控制量化精度的方法进行图像 质量的控制。
三、特殊性
• 1.图像组GOP： • 使用存储媒体时，要求媒体设备具有
随机检索功能 • 在MPEG Ⅰ中设置了一个图像组GOP，
在每一个图像组中有一帧图像与其他 图像数据无关，只限于帧内预测，这 帧图像不能由其他帧的图像所预测。