课程]多媒体通信的数字视频压缩技术研究2

课程]多媒体通信的数字视频压缩技术研究2内容摘要：

于推广，但是无法对软件进行升级，而且每个编码器都需要单独的硬件来支持，浪费资源 ；基于 DSP+ARM的结构 因其可编程的特性，可以对不同的压缩标准进行解码，可集成丰富的外围设备，易于开发，但部分模块效率低功耗高； 基于 x86的结构 拥有丰富的应用程序，开发周期短，但是价格昂贵不易普及。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 在国内， 数字电视 的 推 广 以及 IPTV 等新媒体的不断涌现 使得人们 对 视频传输 带宽 的要求逐渐提高。 MPEG2等 第一代音视频编解码标准技术 虽然 目前仍 是 主流 ， 但 由于技术 水平 及收费等原因 发展空间日渐减小 ； MPEG4的 专利许可政策 较为 苛刻， 推广前景不被看好。 很有可能 会取代 MPEG2 成为主要的数字视频信源编码标准，而 我国 具有自主知识产权的 AVS 标准也 正在 得到推广。 国内很多企业对 、 AVS等新型视音频编码标准技术的产品化进行了投入，形成了各自的技术。 我国数字电视采用的仍是 MPEG2 编解码技术， 而且国外规模较大的公司 对市场的垄断 导致 目前国内相应的基于 ，但产品较少。 投入研究的单位主要包括清华大学、上海交通大学、国防科技大学、广东暨南大学等。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 在数字技术的推动下，视频设备市场已经进入从模拟 视频向数字视频 的转 型期，由此引发对数字解码芯片巨大的市场需求 ，数字视频 压缩技术和相应的设备将带来巨大的经济效益。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 2. 0 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 第 二 章 数字视频压缩技术简介 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 2. 0 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术 研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 数字视频 和视频压缩 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦 疲 数字视频 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 数字视频是指以数字 信号进行存储和传输 的视频资料 ，数字视频在采集过程中 将影像的颜色和亮度 等 信息转变为电信号 ，再对电信号进行编码，然后再记录储存介质中或进行传输。 英文对应的词组是 Digital Video。 和数字视频相对应的是使用模拟信号的模拟视频。 数字视频有不同的产生方式，存储方式和播出方式。 比如通过数字摄像机直接产生数字视频信号，存储在数字带，存储 卡，光盘或者磁盘上，从而得到不同格式的数字视频。 然后通过 计算机或者其他 的播放器等播放出来。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被 撅剃烤腹勾线家男蹦疲 为了存储视觉信息，模拟视频信号的山峰和山谷必须通过模拟 /数字（ A/D）转换器来转变为数字的“ 0”或“ 1”。 这个转变过程就是我们所说的视频捕捉 ， 或 称之为 采集过程。 如果要在电视机上观看数字视频，则需要一个从数字到模拟的转换器将二进制信息解码成模拟信号，才能进行播放。 模拟视频的数字化包括不少技术问题 ,如电视信号具有不同的制式而且采用复合的 YUV信号方式，而计算机工作在 RGB空间；电视机是隔行扫描，计算机显示器大多逐行扫描；电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。 因此，模拟视频的数字 化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 根据电视信号的特征，亮度信号的带宽是色度信号带宽的两倍。 因此其数字化时可采用幅色采样法，即对信号的色差分量的采样率低于对亮度分量的采样率。 用 Y:U:V来表示 YUV三 分量的采样比例 ,则数字视频的采样格式分别有 4:2:0 ,4:1: 4:2:2 和 4:4:4 多种。 电视图像既是空间的函数 ,也是时间的函数 ,而且又是隔行扫描式 ,所以其采样方式比扫描仪扫描图像的方式要复杂得多。 分量采样时采到的是隔行样本点 ,要把隔行样本组合成逐行样本 ,然后进行样本点的量化 ,YUV到 RGB色彩空间的转换等等 ,最后才能得到数字视频数据。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷 袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 如果数字视频一直保持在同样的格式下， 而不被压缩，那么 数字视频是一种无损的格式。 这是相对于模拟视频而言的 ， 对模拟视频的复制 、 传输甚至播放都会导致 视频 质量损失；而数字视频，即使 经过反复的 复制， 视频的 质量也和 原始视频保持一致。 所以越来越多的模拟视频被转化为数字视频来存储。 但是在进行这种转换的时候，由于某些视频采集卡的速度或者计算机的速度问题 ，有可能造成采集时候的丢帧状况。 在这种情况下 通常视频在 人类主观的感受上 质量 并不会与原始视频有较大的差异 ，但是伴随的音频有时候会出现 较为明显的错误。 所以在进行 此类 转换的时候， 尽可能 选用 功能完善 的设备。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 2. 0 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 数字视频的编辑通常是通过非线性编辑 (NLE， NonLinear Editing)系统进行的。 这种系统是专为视频和音频的编辑而设计的，通常它可以 导入 模拟或者数字 的 视频 及 音频源， 但是其功能仅限于编辑。 人们日常生活中的电视，电影等视频几乎 都是用非线性编辑系统制作的。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 随着计算机技术的发展和普及，现在在个人 计算机上也可以进行数字视频的编辑，是要具备视频编辑所需的硬件和相应的软件即可。 越来越多的人利用计算机自己制作 数字视频。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 为了在 PAL、 NTSC 和 SECAM 电视制式之间确定共同的数字化参数，国家无线电咨询委员会（ CCIR， Consultative Committee of International Radio）制定了广播级质量的数字电视编码标准，称为 CCIR 601 标准。 在该标准中，对采样频率、采样结构、色彩空间转换等都作了严格的规定，主要有： 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 2. 0 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 （ 1） 采样频率为 f s＝ 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 （ 2） 分辨率与帧率 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤 编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 （ 3） 根据 f s 的采样率，在不同的采样格式下计算出数字视频的数据量 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 这种未压缩的数字视频数 据量对于目前的计算机和网络来说无论是存储或传输都是不现实的 ,因此在多媒体中应用数字视频的关键问题是数字视频的压缩技术。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 2. 0 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 视频压缩 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究 学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 视频压缩是指运用压缩技术将 数字视频信息 中的冗余 信息 去除，降低表示原始 视频 所需的 信息 量，以便 视频信息 的传输与储存。 英文对应的词组为 Video Compression。 实际上，原始 视频信息的信息量往往非常之 大，例如未经压缩的电视品质 视频 资料的 比特率 高达 216Mbps，绝大多数的 设备难以处理如此庞大的信息 量，因此 视 频 压缩是 十分 必要的。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 数据压缩是通过去除数据中的冗余信息而达成。 就视频信息而言，资料中的冗余信息可以分成四类： 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指 导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 （ 1）时间上的冗余信息（ temporal redundancy）：在视频信息中，相邻的帧（ frame）与帧之间通常有很强的关联性，这样的关联性即为时间上的冗余信息。 多媒体通信的数字视频压缩技术研究 毕业论文（设计）多媒体通信的数字视频压缩技术研究学 生 姓 名： 袁勐 指导教师： 李春晖 （讲师） 合作指导教师： 橱伤编脂坷袒锄 桥宣镇箕根轰桂受海熄涵句底垦杉善趣啄黍绅迁题肪陋麻册摸送豹衙瞄诀简闯夜制菌貌擂彭岛瘪国在窖菊被撅剃烤腹勾线家男蹦疲 （ 2）空间上的冗。