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帧内压缩
实际的压缩是从减少空间冗余开始的，通过帧内压缩来实现。帧内压缩使用有损和无损过程 的组合来减少一幅图象的数据量。它并不使用来自过去或未来图象的任何信息。谓注意，这 里是故意使用“图象(picture)”这个词的。一些压缩技术，比如MPEG，允许把一场或一帧 作为基本图象。对于以场为单位的例子，场内编码将使每帧生成两幅“图象”。这就是在讨 论视频压缩时，为什么用“图象”而不用“帧”这个词的原因。
量化
MPEG比同等图象质量的Motion JPEG(运动JPEG)的压缩效率高出10-20%。
除了在4：2：2到4：2：0的转化过程中丢失了有限数量的信息以外，MPEG的压缩能力来自对DCT 系数灵活的量化过程。简单地讲，量化就是减少描述各系数的比特数的过程。 量化中可能会用多达11个比特来表示DC分量的系数，但用少得多的比特来表示较高阶的系 数．对于每个宏块(macroblock 16点*16点)或更大的宏块组，可以指定不同的量化间隔。 这种能够针对每个宏块使用不同量化因子的能力，使得只进行帧内处理的MPEG比同等图象 质量的Motion JPEG(运动JPEG)的压缩效率高出10-20%。一殷地讲，与传输原始的DCT 系数相比，传输表格或深度量化的系数只有少很多的数据量.
无损压缩
量化完成后，无损地减少数据量是通过VLC（可变长编码)RLC(游程编码)实现的。传送系 数的濒序优化了编码过程的效率：以锯齿状路线处理8点*8点的块中的64个系数，形成了 最大长度的连续零值，提高了压缩效率。可变长编码是这样一个过程，识别出数据中常见的 模式(或字)，用较少的比特来描述较额繁出现的数值，用较多的字描述不常出现的数值。 摩尔斯码(MorseCode)就是一种形式的VLC，它用根短的序列表示常出现的字母，例如“e”(用一个点表示)。VLC的另一个例于是根流行的PC程序PKZIP，它使用了Lempel—ZiV— Welch(LZW)算法来压缩数据文件。象量化一样，VLC生成图形模式的码表，这种码表与拟定 的码字结合后的数据量，要比原始数据模式的少许多。RLC游程编码过程是用一个单独的码 字表示一种重复模式(例如连续的零值)。举例来说，一个由25个连续“0”构成的字串， 可以表示成：以字符“ESC”开始，然后是数值“25”(计数器)，最后是值“0，，。这样，25bytes 的数据被压缩成3bytes。请注意，Vlc和RLC都是无损的编码过程。
可变比特率
码率控制决定了DCT系数量化过程的粗糙程度。输出缓冲器平滑了数据流的输出，提供了对 量化器的控制，来限制数据速率或将其保持在一定水平。尽管标准允许可变比特率，但仍有一些MPEG编码器提供一个恒定的比特串。在把压缩数据记录到视频磁带机里时就需要恒定 的比特率，因为录象机是利用机械部件如旋转磁头等以恒定速度工作的。另一方面，可变的 比特率对于在粹发情况下工作良好的磁盘记录介质是很理想的。一般说来，可变比特率对于 提供稳定的图象质量是个更好的选择。任何情况下，固定的数据速率都只是个概念而己一一 —一在过程中给定的扫描线之间，在给定的帧与顿之间，数据是变化的，DCT系数在变化，熵 编码也在变化。
消除时城冗余
视频信号的另一个届性是时域冗余，它是指对于一个给定的图象序列，图象内容在帧与帧之 间变化很小。对帧间相关图象内容的位置变化(或称运动)的计算是帧问压缩的主要组成部 分。(图6)运动颈测由两个过程：先把图象划分为若干16点*l6点的宏块(4个8点*8点 的块)，然后搜索判定它在下一帧中的位置。虽然宏块的采样在一定程度上己发生变化，但 相关技术的应用使得位置匹配可以精确到半个象素点。成功的按索将为该宏块生成一个运动 矢量。
帧间压缩和运动补偿 |
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