图像工程图像处理章毓晋IE1-IP-aa.ppt

《图像工程图像处理章毓晋IE1-IP-aa.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《图像工程图像处理章毓晋IE1-IP-aa.ppt（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、章毓晋(TH-EE-IE),附录A 图象国际标准,A.1国际标准A.2二值图象压缩国际标准 A.3静止图象压缩国际标准 A.4运动图象压缩国际标准A.5多媒体国际标准,章毓晋(TH-EE-IE),A.1 国际标准,标准和标准化信息系统的标准应无疑义地描述软件和硬件在任何地方都可以被一致的理解如果基于某种标准，很容易维护管理如果没有标准，每个部件都成为独立的需要在设计、实现、管理、控制和维护层次都标准化已制订的一些标准表,章毓晋(TH-EE-IE),A.2 二值图象压缩国际标准,1.G3和G4 由CCITT的两个小组（Group 3和Group 4）负责制定 最初是为传真应用而设计G3采用了非自

2、适应、1-D游程编码技术 对每组N行（N=2或N=4）扫描线中的后N 1行也可以用2-D方式编码 G4是G3的一种简化版本，其中只使用2-D编码G3的压缩率约为15:1，G4的压缩率要高1倍对半调灰度（halftone）图编码时常产生扩展效果,章毓晋(TH-EE-IE),A.2 二值图象压缩国际标准,2.JBIG二值图联合组（joint bilevel imaging group，JBIG）于1991年制定 采用了自适应技术，提高了压缩比打印字符的扫描图象：可提高1.1 1.5倍计算机生成的打印字符图象：可提高约5倍用抖动或半调表示的“灰度”图象：可提高2 30倍可用于渐进（累进）的传输与重建

3、应用,章毓晋(TH-EE-IE),A.3 静止图象压缩国际标准,1.JPEG联合图象专家组（joint picture expert group，JPEG）于1991年制定 定义了3种编码系统：(1)基于DCT的有损编码基本系统，可用于绝大多数压缩应用场合(2)用于高压缩比、高精确度或渐进重建应用的扩展编码系统(3)用于无失真应用场合的无损系统对录象机质量的静止图象的压缩率一般可达到25:1,章毓晋(TH-EE-IE),A.3 静止图象压缩国际标准,1.JPEG 基本系统：交流分量（AC）用变长码编码直流分量（DC）系数用相对差值进行编码,章毓晋(TH-EE-IE),A.3 静止图象压缩国际标

4、准,2.JPEG2000对JPEG标准进行更新换代，2000年问世 提高低码率时对图象的压缩质量增加了许多功能：根据图象质量、视觉感受和分辨率进行渐进传输，可对码流随机存取和处理编码变换采用了小波变换消除了DCT的块效应,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,1.Motion JPEG用JPEG方法对运动视频/电视信号进行编码 对每一帧独立工作，所以它并不能减少帧之间的冗余 提供了一个快速访问视频中任意帧的方法JPEG需要较多的带宽，很少用在基于网络的应用中,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,2.H.261主要为电视会议等应用而制定P 64标准（P=

5、1,2,30），因为其码流可为：64，128，1920 k bit/s 最基本步骤有2个：I-frame和P-frame(1)对序列中的第一帧（或某参考帧）图用类似于JPEG中用的DCT压缩，以减少帧内冗余度(2)估计目标的运动（通过计算帧间的相关），以确定如何压缩下一帧以减少帧间冗余度,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,两种不同的帧编码方式(1)对每组的第一帧图进行帧内编码，即用类似于JPEG中用的DCT方法以减少帧内冗余度。这样得到的编码帧称为初始帧I

6、-frame(2)对每组的剩余帧图进行帧间编码，即通过计算当前帧与下一帧间的相关，预测估计帧内目标的运动，以确定如何借助运动补偿来压缩下一帧以减少帧间冗余度。这样得到的编码帧称为预测帧P-frame,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,编（解）码序列的结构在每个I-帧后面接续若干个P-帧，I-帧独立编码，而P-帧则参照上一帧编码,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,3.MPEG-1（ISO/IEC 11172）Coding of moving pictures and associated audio for digital storage medi

7、a at up to about 1.5 Mbit/s1988年 1992年基本步骤：(1)DCT压缩，以减少帧内冗余度(2)运动估计，以减少帧间冗余度,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,编（解）码序列的结构(1)I图象：仅进行帧内编码，不参照其他图象。(2)P图象：参照前一幅I图象或P图象进行帧间编码(3)B图象：也称双向预测图象，参照前一幅和后一幅I图象或P图象进行双向运动补偿。,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,4.MPEG-2（ISO/IEC 13818）Generic coding of moving pictures and audi

8、o1990年 1994年主要用于视频传输（场景变化快，所以每15帧一定要编一帧）适用带宽5 10 Mbit/s 到 30 40 Mbit/s（包含了原MPEGIII的内容）,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,5.MPEG-4（ISO/IEC 14496）Coding of audio-visual object1993年 1999年(2000年 2001年)对各种AV进行统一编码和操作 64 k bit/s 64 384 k bit/s 384 k bit/s 4 M bit/s,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,6.H.264/AVC（ISO/

9、IEC 14496-AVC，ITU-T H.264）JVT(Joint video team)2001年 2003年(2004年)在提高压缩效率的同时，提供网络友好的视频表达方式 既支持“会话式”（如可视电话）也支持“非会话式”（如广播或流媒体）视频应用,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,6.H.264/AVC在编码方面采用的主要技术：(1)多帧多模式运动预测 多参考帧预测 宏块尺寸类型较多,章毓晋(TH-EE-IE),A.4 运动图象压缩国际标准,6.H.264/AVC(2)整数变换 多参考帧预测(3)熵编码 一致性变长编码 前后文自适应二值算术编码(4)自适应环内消

10、块效应滤波器比MPEG-4可节省40%到50%的比特率,章毓晋(TH-EE-IE),1.MPEG-7（ISO/IEC 15938）Multimedia content description interface1997年 2001年()！不是图象压缩标准！对不同的多媒体信息进行统一描述 描述符（D）描述方案（DS）描述语言（DDL）,A.5 多媒体国际标准,章毓晋(TH-EE-IE),MPEG-7是关于内容描述的，前端是对多媒体数据分析的结果，后端则提供了多媒体信息提取的基础,A.5 多媒体国际标准,章毓晋(TH-EE-IE),2.MPEG-21（ISO/IEC 18034）Multimedi

11、a framework2000年 2004年()！不是图象压缩标准！提供多媒体信息处理技术的集成框架 章毓晋。MPEG-21 刚开始制订的国际标准。中国图象图形学报，2000，5B(9-10):12-13。,A.5 多媒体国际标准,章毓晋(TH-EE-IE),标准的工作目标电子商务、知识产权、综合性解决方案动机：已构建了许多基础设施以发送和使用多媒体内容，但还没有一个框架可将现有的或正在开发的技术手段联系在一起(1)理解如何将不同的技术和标准结合在一起(2)讨论将需要什么样的新标准(3)在上两点实现的基础上，完成将不同标准结合的工作,A.5 多媒体国际标准,章毓晋(TH-EE-IE),通信地址：北京清华大学电子工程系 邮政编码：100084 办公地址：清华大学东主楼，9区307室 办公电话：传真号码：电子邮件：个人主页：实验室网：,联 系 信 息,