视频压缩标准

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Residual Frame
14
象素运动轨迹
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Block-based Motion Estimation and Compensation
16
Block-based Motion Estimation and Compensation
17
16×16 Block Size
18
8×8 Block Size
压缩算法 运动补偿帧间预测（单双向预测）＋
应用
DVD、DVB、HDTV
5
视频压缩标准对比（续）
H.263 H.263+
甚低码 率通信 的视频 编码标 准
时间
输入
1996年3月、1998年1月
QCIF、CIF、128×96(SubQCIF)、 704×576(4CIF)、1408×1152(16CIF)
时间
输入
2003年5月
多种分辨率格式
输出
压缩率
压缩率最高的视频压缩标准，比 MPEG4 Visual节约50％的码率 做了局部优化。更注重编码效率和可 靠性
压缩算法 基于传统框架的混合编码系统，只是 应用
视频广播、视频通信和存储媒体（CD DVD）等多种应用
8
MPEG-1视频压缩标准
•
• • •
•
输出
压缩率
30kb/s～
H.263+>H.263>MPEG2 DCT 局部算法改进 可伸缩性
压缩算法 运动补偿帧间预测（单双向预测）＋ 应用
通用电话交换网、局域网的视频通信
6
视频压缩标准对比（续）
MPEG4 (Part 2) MPEG4 Visual
时间
输入
1999年
≧176×144的多种分辨率格式 4.6Kb/s～64Kb/s
9
MPEG-1视频压缩标准
输入、输出指标：
352×288×25×8×1.5
30Mb/s 352×240×30×8×1.5
MPEG视频 编码器
26 : 1
1.15Mb/s
10
MPEG1视频压缩算法
运动补偿帧间Biblioteka Baidu测(temporal) ＋ DCT(spatial)
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Frame 1
12
Frame 2
分块
24
MPEG1视频压缩算法
分割：
运动图像序列 图片组（GOP）
I B B P B B P …
图片
条（Slice）
块（Block）
8 16
宏块 Macro Block
16
8
25
MPEG1视频压缩算法
GOP的组成：
I：内帧 P：单向预测帧 B：双向预测帧
一个内帧是一个随机访问点。B图像不能作为其 它图像的参考帧。
输出
甚低码 ≧ 100 率 活 动 压缩率 图 像 及 压缩算法 基于对象的新一代编码技术，注重交 其伴音 互性，即可包含自然对象，又可包含 编码标 人工合成对象 准 可应用范围很广、目前多用于因特网 应用 视频传输、流媒体应用
7
视频压缩标准对比（续）
H.264
MPEG4 (Part10) MPEG4 AVC
2
视频压缩标准对比
H.261 p×64k b/s视频 编码标 准
时间 输入 输出 压缩率
1990年12月 176×144(QCIF) 352×288(CIF) 帧速率可变<=30 p×64kb/s(p=1,2,…,32) 20~30 小于MPEG1
压缩算法 运动补偿帧间预测与分块DCT相结合
的混合编码
26
MPEG1视频压缩算法
为了在图像质量和数据速率之间作出调整，MPEG编码器 允许（1）选择内帧I的频率和位置，（2）选择I和P之间双 向预测帧B的数目。
视频类型 MPEG-1 CIF
I 150000b 400000b
P 50000b 200000b
B 20000b 80000b
平均 38000b 130000b
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MPEG-2 601
MPEG1视频压缩算法
运动补偿技术在宏块一级工作。宏块分为四类： • 帧内宏块，简称I块 • 前向预测宏块，简称F块 • 后向预测宏块，简称B块 • 平均宏块，简称A块 I图像只包含I块，P图像只包含I块和F块，B图 像可以包含4种类型的宏块。
28
MPEG1视频压缩算法
I图像帧的压缩算法：
应用
可视电话、视频会议等对称应用
3
视频压缩标准对比（续）
MPEG1
时间
1993年8月
数据传 视频：352×240×30，352×288×25 输入 输速率 音频：32、44.1、48kHz的线性PCM 为 1.5Mb/s、32-384 Kb/s(音频) 1.5Mb/s 输出 的数字 20~30 压缩率 存储媒 体运动 压缩算法 运动补偿帧间预测（单向预测＋双向 图像及 预测）＋DCT 其伴音 VCD、MP3、局域网视频传输 应用 编码标 准
MPEG-1标准号为ISO/IEC 11172，它由五部分组成： MPEG-1系统（ MPEG-1 Systems ）：规定视频数 据、声音数据及其他相关数据的同步合成技术 MPEG-1视频编码标准（MPEG-1 Video） MPEG-1音频编码标准（MPEG-1 Audio） MPEG-1一致性测试：详细说明如何测试比特数据 流和解码器是否满足MPEG-1前3个部分(Part1，2和 3)中所规定的要求。 MPEG-1软件模拟：一个技术报告，给出了软件执 行MPEG1前3个部分的运行结果。
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4×4 Block Size
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Sub－pixel Motion Estimation and Compensation
子像素运动估值与补偿
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Sub－pixel Motion Estimation and Compensation
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MPEG1视频编码器框架
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MPEG1视频编码器框架
主要内容
• 视频压缩标准发展历史
• H.26X系列压缩标准简介 • MPEG系列压缩标准简介
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视频压缩标准发展历史
H.263 H.264 ITU: H.261 H.262 H.263+
ISO/IEC: MPEG1 MPEG2 MPEG4 (Part2)
MPEG4(Part10) MPEG7 MPEG21
4
视频压缩标准对比（续）
MPEG2 H.262
运动图 像及其 伴音通 用编码 标准
时间
输入
1994年11月
352×288～1920×1152 采用频率为16、22.05、24 、32、44.1、 48kHz的线性PCM、支持5.1声道
输出
压缩率
1.5－80Mb/s、8-640 Kb/s(音频)
30－40 DCT、可伸缩性、前向兼容