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广播电视常用的几种数字视频编码技术
DVBCN数字电视中文网 日期:07-07-25 13:12:18 作者:曹晓东 点击率:[]
其名称由来是1+2+4=7(MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4)。它扩展现有内容识别专用解决方案的有限的能力,还包括更多的数据类型。MPEG-7是规定一个用于描述各种不同类型多媒体信息的描述符的标准集合。

    2、数字视频压缩方式

    基于上述标准,目前在电视领域广泛应用的3种压缩方式是MPEG-2,M-JPEG和DV。它们均基于离散余弦变换(DCT),并对变换系数微量化处理后进行游程编码。

    (1)JPEG简介
 
    JPEG用于连续变化的静止图像,包括灰度等级和颜色两方面的连续变化。JPEG包含两种基本压缩方法:第一种是有损压缩,它是以DCT(DiscreteCosineTransform)为基础的压缩方法;第二种为无损压缩,也称预测压缩方法。最常使用的是前者,即DCT压缩方法,也称为基线顺序编解码(BaselineSequentialCodec)方法,这种方法先进、有效、简单、易于交流,因此得到广泛应用。

    (2)M-JPEG简介

    M-JPEG是按活动图像的正常要求速度,每秒完成对25帧图像的帧内压缩方式压缩每一帧,每一帧都被当作独立的信号处理,其一系列的帧实际上就是一个JPEG的信号流。这种设计的好处是易于编辑,可随机对任意帧进行编辑,对于非线性编辑应用是一个优秀的选择。M-JPEG的压缩和解压缩是对称的,可由相同的硬件与软件实现。其缺点是需要过多的带宽和存储空间,这是因为它不对著行压缩,而只是帧内压缩,压缩效率不够高。

    (3)DV简介

    DV压缩方式是为家用录像机设计的一种可扩展的格式,可适用于标准清晰度电视和高清晰度电视。DV压缩最早是由标准和高清晰度家用VCR制造商的一个联盟研发的。DV使用13.5MHz采样率,4∶1∶1编码,并用8比特代码来提高信噪比,其空间压缩比为5∶1。DV通过对实质上不活动的视频图像的倡这种压缩从标准的25Mb/s扩展到DVCPRO50中的50Mb/s。Sony则提供基于DV压缩的DVCAM系列VTR。用于广播电视的DVCPR0摄像机主要有两种机型:一种是DVCPR025,一种是DVCPR050。

    (4)MPEG简介

    MPEG标准的数字压缩基本步骤是:先将模拟视频转换为数字视频后按时序分组,每个图像组(GOP)选定一个基准图像,利用运动估计减少图像间的时间冗余,最后将基准图像和运动估计误差进行离散余弦变换(DCT)、系数量化和熵编码(VLC&RLC)以消除空间冗余。MPEG专家组最初的任务有3个:实现1.5Mb/s,10Mb/s,40Mb/s的压缩编码标准,即MPEG-1,MPEG-2,MPEG-3,其中MPEG-3于1992年被撤消。

    MPEG-l标准用于运动图像及其音频编码标准,着重于高压缩率,具有低带宽和低分解力,视频速率大致为1.5Mb/s。其基本算法是对于压缩水平方向(360个像素)和竖直方向(288个像素)的空间分辨率,对于每秒24~30幅画面的运动图像有比较好的效果。MPEG-l标准还提供了一些录像机的功能:正放、图像冻结、快进、快倒和慢放等,以及随机存储的功能。MPEG-l标准还采用了一系列技术以获得高压缩比:①对色差信号进行亚采样,减少数据量;②采用运动补偿技术减少著行量化,舍去不重要的信息,将量化后DCT分量按照频率重新排序;⑤将DCT分量进行变字长编码;⑥对每个数据块的直流分量(DC)进行预测差分编码。

    MPEG-2标准与MPEG-1标准相似,其比特率比后者高得多,因而要求较高的带宽和分解力。MPEG-2标准可定义高达400Gb/s的比特率和16000×16000像素的图像。其采用帧内编码与质剑贕OP(图像组)内分为I帧(帧内编码帧)、P帧(向前预测编码帧)、B帧(双向预测帧),对它们采取不同的压缩编码方式。1996年1月,国

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