《數(shù)字圖像處理(岡薩雷斯)課件8-圖像壓縮》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)字圖像處理(岡薩雷斯)課件8-圖像壓縮（99頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、數(shù)字圖像處理(8) 任何問題? 圖像壓縮 ?基本概念 ?圖像壓縮模型 ?信息論基礎(chǔ) ?無損壓縮 ?有損壓縮 ?圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) ?視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 有損壓縮 ?概述 “犧牲圖像復(fù)原的準(zhǔn)確度以換取壓縮能力的增 加 /如果產(chǎn)生的失真可以容忍，則壓縮能力的增 加是有效的 有損壓縮 ?有損預(yù)測編碼：直接對像素在圖像空間進(jìn)行操作，稱為 空域方法 /有損預(yù)測編碼系統(tǒng) /最優(yōu)預(yù)測器 /最優(yōu)量化 ?變換編碼：基于圖像變換的編碼方法，稱為頻域方法 /變換編碼系統(tǒng) /變換選擇 /子圖像尺寸選擇 /比特分配 有損壓縮 有損預(yù)測編碼系統(tǒng) Input i

2、mage a b FIGURE 8.21 A lossy predictive coding model; (a) encoder and (b) decoder. Compressed image 有損壓縮 ?有損預(yù)測編碼系統(tǒng) “量化器插在符號編碼器和預(yù)測誤差產(chǎn)生處之 間，把原來無損編碼器中的整數(shù)舍入模塊吸收 了進(jìn)來 “量化器將預(yù)測誤差映射進(jìn)輸出J中,；確定 了有損預(yù)測編碼中的壓縮量和失真量 “反饋環(huán)的輸入是過去預(yù)測和與其對應(yīng)的量化 誤差的函數(shù) ? ? A fn =en + fn 有損壓縮 A A A 〃2 f n = z=l 有損

3、壓縮 ?最優(yōu)預(yù)測器 /在絕大多數(shù)預(yù)測編碼中用到的最優(yōu)預(yù)測器在 滿足限制條件 的情況下能最小化編碼器的均方預(yù)測誤差 E^}=e\ fn-fn > ?最優(yōu)預(yù)測器（續(xù)） /最優(yōu)準(zhǔn)則是最小化均方預(yù)測誤差，設(shè)量化誤 差可以忽略），并用山個(gè)先前像素的線 性組合進(jìn)行預(yù)測" /上述限制并不是必需的，但它們都極大地簡 化了分析，也減少了預(yù)測器的計(jì)算復(fù)雜性 /基于上述條件的預(yù)測編碼方法稱為差值脈沖 碼調(diào)制法（DPCM） /最優(yōu)預(yù)測器設(shè)計(jì)的問題簡化為比較直觀地選 擇m個(gè)預(yù)測系數(shù)以最小化下式的問題： 有損壓縮 有損壓縮 ?最優(yōu)預(yù)測器（續(xù)） 廠 -12 m fn~

4、^aifn-i 7=1 > 有損壓縮 ?最優(yōu)預(yù)測器（續(xù)） /并假設(shè)用1個(gè)4階線性預(yù)測器： A /（也 y） = axf（x. y 一 1）+ a2f（x 一 1 j 一 1）+ a3f（x 一 1 j）+ 4/（x + 1J 一 1） 來預(yù)測 /通常，預(yù)測系數(shù)的和要小于或等于1。即 m 1=1 ?最優(yōu)預(yù)測器（續(xù)） m 1=1 /上述限制是確保預(yù)測器的輸

5、出能夠落到灰度級的允 許范圍內(nèi) /減少傳輸噪聲的影響 /減小DPCM解碼器對輸入噪聲的敏感性是很重要的， 因?yàn)閱蝹€(gè)差錯(cuò)會傳播到所有以后的輸出。這樣，解碼 器的輸出會變得不穩(wěn)定 0.9 7f(x,j/-l) 或匝了 0?9glM 賣A 例：預(yù)測技術(shù)的對比 ?考慮對單色圖像進(jìn)行DPCM編碼產(chǎn)生的預(yù)測誤差 ?假設(shè)量化誤差為0,即— ?定義下列4個(gè)預(yù)測器，并使用其中1個(gè): A /(x,^)=0.9y(x,j/-l) A /(和)=0?”(xy-l)+0?”(x-1 j) A /(砂)=0.7"(砂-l)+0.7"(x-1,込pj壓-l,y-1) A f^y}=

6、 水平梯度 垂直梯度 例：預(yù)測技術(shù)的對比 FIGURE &23 A 512 x 512 8-bil monochrome image. 例：預(yù)測技術(shù)的對比 a b c d FIGURE 8.24 A comparison of four linear prediction techniques. 結(jié)論：隨著預(yù)測器階數(shù)的增加誤差減少了 有損壓縮 FIGURE 8.25 A typical quantization

7、function. ?最優(yōu)量化 / t=q(s)是s的奇函數(shù) /斷點(diǎn)定義了函數(shù)的不連續(xù)性，被稱為量化器的判決和重 構(gòu)級 有損壓縮 超 ?最優(yōu)量化 /量化器的設(shè)計(jì)就是要在給定優(yōu)化準(zhǔn)則和 輸入概率密度函數(shù)p(s)的條件下選擇最 優(yōu)的5和5優(yōu)化準(zhǔn)則可以是統(tǒng)計(jì)的或心 理視覺的淮則 /如果用最小均方量化誤差恥-訓(xùn)作 為準(zhǔn)則，且p(s)是個(gè)偶函數(shù)，那么最小 誤差條件為 最優(yōu)量化 C -t)p(sks = 0 其中 對于任意的L,滿足上列公式的在均方誤差意義下是最佳的; 相應(yīng)的量化器稱為L層的Lloyd-Max量化器 最優(yōu)量化 Levels i 耳 2 4

8、8 h h A h 1 00 0.707 1.102 0.395 0.504 0.222 2 00 1.810 1.181 0.785 3 2.285 1.576 4 CXj 2.994 e 1.414 1.087 0.731 TABLE 8J0 Llovd-Max quantizers for a Laplacian probability density function of unit varianee. 3 = ti-(i-l =si ~si-l 最優(yōu)量化 ?總結(jié) /實(shí)際應(yīng)

9、用表明，2級量化器所產(chǎn)生的由于斜率過載而造成 的解碼圖中邊緣模糊的程度比4級和8級量化器的程度要高 /具有步長9的最優(yōu)均勻量化器在具有相同輸岀可靠性的 條件下能提供比固定長度編碼的Lloid-Max量化器更低的碼 率 / Lloid-Max量化器和最優(yōu)均勻量化器都不是自適應(yīng)的，但 如果根據(jù)圖像局部性質(zhì)調(diào)解量化值也能提供效率 /可以較細(xì)量化緩慢變化區(qū)域而較粗量化快速變化區(qū)域。 這可同時(shí)減少顆粒噪聲和斜率過載，且碼率增加很少 /這也會增加量化器的復(fù)雜性 量化和復(fù)原例子:DPCM結(jié)果圖像 A 使用3階預(yù)測器 滄尹)=0.7

10、乳？-1)+0?7升-1』)-0?恥:-1尹-1) 2層Lloyd-Max量化器 4層Lloyd-Max量化器 8層Lloyd-Max量化器 自適應(yīng)量化方法： 在4個(gè)可能的量化器 中選擇最好的一個(gè) 量化和復(fù)原例子：標(biāo)定過的DPCM結(jié)果圖 量化和復(fù)原例子：標(biāo)定過的DPCM結(jié)果圖 圖a 圖b 圖c 圖d 圖e 圖f Predictor Lloy

11、d-Max Quantizer 2-lcvel Adaptive Quantizer 8-lcvel Eq. (8.5-16) Eq. (8.5-17) Eq. (8.5-18) Eq. (8.5-19) Compression 30.88 14?刃 9.90 38.18 8.00-: 1 4-lcvc 1 8-level 2-level 4-lcvel 1.55 1.12 0.76 1.14 2.56:1 TABLE 8」1 Lossy DPCM root-mean-square error sum ma ry. ?r /圖a到f中差異圖像的

12、mis誤差 /注明了不同的預(yù)測器和量化器 / 2層自適應(yīng)量化器的均方誤差與4層Lloyd-Max量化器相近 / 4層自適應(yīng)量化器的均方誤差小于8層Lloyd-Max量化器 有損壓縮 ?變換編碼 /基于圖像變換的編碼方法 /用可逆的線性變換（如傅里葉變換）將圖像 映射成1組變換系數(shù)，然后將這些系數(shù)量化和 編碼 /大多數(shù)圖像變換得到的系數(shù)值都很小，這些 系數(shù)可以較粗地量化，或忽略不計(jì) /雖然失真很小，信息仍然不能完全復(fù)原，所 以還是有損壓縮 變換編碼系統(tǒng) 子圖分解變換 量化 編碼 a b FIGURE 8.28 A transform coding syste

13、m: (a) encoder; (b) decoder. 變換選擇 ?考慮大小為NXN的圖像f (x, y)，該圖像的正向 離散變換T(u, v)表示為 N—1N-1 弘*)二工工 /(x, y )g(x, y.u.v) x=0 y=0 U, v=0, 1, 2, N-lo 給定T(u, v), f (x, y)可用離 散反變換得到 N-l N-1 /(x,尹)二工工卩(u,v)h(x, y,u,v) u—Q v=0 x, y=0, 1, 2, N-l g(x, y，11，v)和h(x，y，11，v)分別稱為正向和逆向變換核函數(shù) ?如果下列等式成立，正向核函數(shù)g(

14、X, y, u, v)稱為 是可分離的 g(x,y,w,v) = g1(x,w)g2(y,v) 如果骯在函數(shù)上等于&，則核函數(shù)是對稱的 g(x,y,u,v) = gi (x,況)冏(y, v) 如果上述等式對逆向核函數(shù)h (x, y, u, v)成立， 則h(x, y, u, v)也具有上述結(jié)論 ? DFT變換(離散傅里葉變換的簡化版本(M二N)) ( \ 1 -j27r(ux+vyVN g[x,y.u,v) = — e J h(x,y,u,v) = ej2jr{ux+vy}/N ? WHT變換 1 w-1 g(x,y,u,v) = h(x, y, u, v) = — (

15、- (j)a (v)J FIGURE 8.29 Walsh-Hadamard basis functions for N = 4.The origin of each block is at WHT變換 its top left. ? WHT的重要意義：所有核的值均為+1或-1，實(shí)現(xiàn)上簡單 ? N=4時(shí)的核，每個(gè)塊包括4X4=16個(gè)子方塊 ?白色表示+1，而黑色表示一1 ?左上角的塊:u=v二0, x，y二0, 1，2, 3時(shí)g（x，y，0,0）的值:+1 ?左上第二塊:u二0，v=l，x，y=0，l，2,3時(shí)g（x，y，0，l）的值 變換選擇

16、 變換選擇 ? DCT變換（離散余弦變換） / 一維DCT變換及反變換 N-1 r(w) = /(x)cos x=0 (lx + \)bl7l ""2N■"- /（X）二 仗）cos &；嚴(yán) *0 L 厶 N u — 0 丄…N — \ x — 0 丄…N — 1 當(dāng) ti = Q 當(dāng)〃 =12 N 變換選擇 ? DCT變換（離散余弦變換） “二維DCT變換及反變換 N-1 N-1 T(ii,v)

17、-a (ii )a (u)工工 f (x,y) cos x=0 y=0 (lx + 1兀 _ 2N uy- O」，.??,N — 1 N-1 N-l /(x，y)二工工0(心(yp(s)cos u=0 v=0 (lx + 1兀 _ 2N x,y = O」，???,N — 1 cos cos (lx + l)wr 2N (2x + l)wr ~~2N

18、 DCT變換 V 0 1 2 3 BK3S FIGURE 8.30 Discrete-cosine basis functions for N = 4/fhe origin of each block is at its top left. ? g的值不是整數(shù) o為黑，1為白，較大的g值，對應(yīng)較淺的灰度級 三種變換舉例 三種變換舉例 說明： / 512X512大小的單色圖像 /先將原圖分割為8X8大小的子圖像，然后用DFT, WHT 和DCT的一種，表示每一個(gè)子圖像 /將得到所有系數(shù)的50%去掉，即丟掉32個(gè)系數(shù) /對截取的系數(shù)陣列進(jìn)行

19、逆變換，保留32個(gè)系數(shù) /丟掉的32個(gè)系數(shù)，對復(fù)原圖像質(zhì)量的視覺影響很小 /產(chǎn)生的均方誤差 rms DFT > rinSwHT >rmsDCT 三種變換舉例 DFT還原圖像 WHT還原圖像 DCT還原圖像 rmsDFT= 1? 28 rms^y肛二0.

20、 86 rniSpQy= 0. 68 三種變換舉例 結(jié)論 / DCT的信息壓縮能力比DFT和WHT的能力要強(qiáng) / WHT是最容易實(shí)現(xiàn)的 / DCT在信息壓縮能力和計(jì)算復(fù)雜性之間提供了很好的 平衡，因此，許多變換編碼系統(tǒng)都是以DCT變換為基 礎(chǔ)的 /對比其它方法，DCT變換具有使用單一的集成電路就可 以實(shí)現(xiàn)，可以將最多的信息包裝在最少的系數(shù)之中 /可使“分塊噪聲”的塊效應(yīng)最小，這些分塊噪聲是由子 圖像之間的可見

21、邊界造成的 三種變換舉例 結(jié)論（續(xù)） DFT DCT b FIGURE &32 The periodicity implicit in the 1-D (a) DFT and (b) DCT. / DFT的n點(diǎn)周期性造成邊界中斷，當(dāng)DFT系數(shù)被截尾或量 化時(shí)，邊界值以分塊噪聲的形式出現(xiàn)，即相鄰子圖像之 間的邊界變得可見。而DCT變換不會產(chǎn)生固有的邊界中斷 變換編碼 ?子圖像尺寸選擇 “子圖像尺寸是影響變換編碼誤差和計(jì)算復(fù)雜度 的一個(gè)重要因素 “ 一般滿足下列2個(gè)條件 ＞相鄰子圖像之間的相關(guān)（冗余）減少到可接受 ＞子圖像的長和寬都是2的整數(shù)次幕。這主要是為了簡 化對子

22、圖像變換的計(jì)算 /最常用的子圖像尺寸是8X8和16X16 子圖像尺寸選擇 ? 一個(gè)試驗(yàn)例子： /把圖像分割為nXn的子圖像(n=2,4,8, 16和32) /計(jì)算每幅子圖像的變換，截取75%的系數(shù)，對截取后的 陣列進(jìn)行反變換得到 /當(dāng)圖像尺寸大于8X8, WHT和DCT曲線變得比較平緩，而 DFT曲線下降得較快。對更大的n值，DFT將穿過WHT并逼 近DCT /當(dāng)圖像尺寸為2X2時(shí)，3條曲線交于同1點(diǎn)。此時(shí)各變換 都只保留了4個(gè)系數(shù)中的1個(gè)(25%),即直流分量 子圖像尺寸選擇 FIGURE &33 Reconstruction error versus 3.5

23、 3.6 damard 5 0 5 0 5 0 2 21.1.O subi mage size? /截?cái)嗾`差和2個(gè)因素有關(guān) 截除的變換系數(shù)的數(shù)量和相對重要性 變換編碼 ?比特分配 ＞用來表示所保留系數(shù)的精度 /在多數(shù)變換編碼系統(tǒng)中，保留的系數(shù)是根據(jù)下列2個(gè)準(zhǔn) 則之一來選擇確定的 ＞最大方差準(zhǔn)則，稱為分區(qū)編碼 ＞最大幅度準(zhǔn)則，稱為閾值編碼 /整個(gè)對變換子圖像的系數(shù)截?cái)?、量化和編碼的全過程 稱為比特分配 比特分配效果舉例 ?對每個(gè)8X8子圖像丟棄87.5%的DCT系數(shù)的兩種近似 閾值編碼： 分區(qū)編碼 保留8個(gè)最大的 變換系數(shù)，誤差 比分區(qū)編碼小 (64-

24、8)/64=87.5% 變換編碼 ?其它編碼方法 /子帶(subband)編碼 /小波編碼 /分形(fractal)編碼 / 矢量量化(vector quantization, VQ) 碼 /統(tǒng)計(jì)編碼/癇編碼 圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) ?相關(guān)的國際組織 / ISO （International Standardization Organization,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織） / ITU （International Telecommunication Union, H 際電信聯(lián)盟），前身是CCITT （國際電話電報(bào)咨詢委員 會） ?相關(guān)工作 /覆蓋了從二值到灰度（彩色）值的靜止和運(yùn)動圖像

25、 /采用的大部分基本技術(shù)前面已經(jīng)介紹，主要包括預(yù)測 和變換編碼技術(shù) 圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) ?可分成下面幾個(gè)系列 /用于壓縮二值圖像 /用于壓縮靜止圖像，包括灰度和彩色圖像 /用于壓縮運(yùn)動圖像（視頻），包括灰度和彩 色圖像 ?上述2個(gè)組織還在制定一些新的標(biāo)準(zhǔn)，其 中一些已經(jīng)超出純圖像編碼的范圍 二值圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) ? G3 和 G4 /這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是由CCITT的兩個(gè)小組(Group 3和 Group 4)負(fù)責(zé)制定的 /最初是CCITT為傳真應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，現(xiàn)也用于 其它方面 / G3采用了非自適應(yīng)、1維行程編碼技術(shù)。對每 組N行(N=2或N=4)掃描線中的后N-1行也可以 用2維

26、方式編碼 / G4是G3的1種簡化版本，其中只使用2維編碼 ? G3和G4 （續(xù)） / CCITT在制定標(biāo)準(zhǔn)期間曾選擇了 1組共8幅具有 一定代表性的“試驗(yàn),，圖用來評判各種壓縮方法 /它們既包括打印的文字，也包括用幾種語言 手寫的文字，另外還有少量的線繪圖 / G3對它們的壓縮率約為15:1 / G4的壓縮率一般比63高1倍 ? JPEG(Joint Picture Expert Group) /由ISO和CCITT聯(lián)合成立的專家組負(fù)責(zé)制定靜 態(tài)圖像(彩色與灰度圖像)的壓縮算法 /定義了3種編碼系統(tǒng) ＞基于DCT的有損編碼基本系統(tǒng)，可用于絕大多數(shù) 壓縮應(yīng)用場合 ＞用于高

27、壓縮比、高精確度或漸進(jìn)重建應(yīng)用的擴(kuò)展 編碼系統(tǒng) ＞用于無失真應(yīng)用場合的無損系統(tǒng) ? JPEG (Joint Picture Expert Group) / JPEG對錄像機(jī)質(zhì)量的靜止圖像的壓縮率一般 可達(dá)到25:1 JPEG基本系統(tǒng)編碼器框圖 ?爛編碼器 表說明 ?壓縮過程 DCT計(jì)算 量化 變長碼賦值 JPEG基本系統(tǒng)編碼器框圖 ?具體壓縮過程 /先把整個(gè)圖像分解成多個(gè)8X8的圖像塊； / 8X8的圖像塊經(jīng)過DCT變換后，低頻分量都集中在左上角，高 頻分量則分布在右下角(DCT變換類似于低通濾波器)，因?yàn)榈?頻分量包含了圖像的主要信息，所以可以忽略高頻分

28、量，達(dá)到壓 縮的目的； /使用量化操作去掉高頻分量，量化操作就是將某一個(gè)值除以量 化表中的對應(yīng)值。由于量化表中左上角的值較小，而右下角的值 較大，這樣達(dá)到保持低頻分量，抑制高頻分量的目的； /在左上角的低頻分量中,F(0,0)代表了直流(DC)系數(shù)，即8X8 子塊的平均值。由于兩個(gè)相鄰圖像塊的DC系數(shù)相差很小，所以采 用差分編碼DPCM,其它63個(gè)元素是交流(AC)系數(shù)，采用之字型 (zig-zag)順序進(jìn)行行程編碼，使系數(shù)為0的值更集中； JPEG基本系統(tǒng)編碼器框圖 ?具體壓縮過程 /在得到DC碼字和AC行程碼字后，為了進(jìn)一步提高壓縮比，再 進(jìn)行嫡編碼，采用了Huffman

29、編碼 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) ?視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) /基本概念 /電視會議標(biāo)準(zhǔn) > H. 261、H. 263 / MPEG標(biāo)準(zhǔn) > MPEG-1、 MPEG-2、 和MPEG-21 MPEG-4、 MPEG-7 一個(gè)運(yùn)動圖像例子 DEMO 觀察一段視頻解壓縮后的圖像 MPEG幀的分類 ? I幀(Intra-picture) 不需要參考其它畫面而獨(dú)立進(jìn)行壓縮編碼的畫面 ? P幀(Predicted-picture) 參考前面已編碼的I或P畫面進(jìn)行預(yù)測編碼的畫面 ? B幀 (Bidirectional-picture) 既參考前面的I或P畫面、又參考后

30、面的I或P畫面 進(jìn)行雙向預(yù)測編碼的畫面 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) ?連續(xù)幀圖像壓縮的基本思想 /可以根據(jù)同幀附近像素來加以預(yù)測，被 稱為：幀內(nèi)編碼技術(shù) /可以根據(jù)附近幀中的像素來加以預(yù)測， 被稱為：幀間編碼技術(shù) 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) ?幀間預(yù)測編碼 前一幀 當(dāng)前幀 前一幀 當(dāng)前幀 下一幀 MPEG幀的分類 MPEG的畫面組(GOP) MPEG幀的分類 時(shí)刻1 傣坦尼克》電影上的錯(cuò)頭 運(yùn)動矢量 時(shí)那

31、 由于畫面內(nèi)容有連貫 性，因此當(dāng)前畫面的內(nèi) 容可以看作是前面畫 面內(nèi)容的位移（運(yùn)動d 畫面各處相應(yīng)的位祝 量（幅度、方向）各有 不同，因此畫面應(yīng)細(xì) 分成塊（宏塊），以宏 塊為單位，找出兩幀 畫面中相應(yīng)宏塊之間 J卑位移量…運(yùn)動矢參 畫面的重新排序 因少匕，每一個(gè)G0P中的畫面在編石馬前牙口解石馬后渚B必須重扌非序 因少匕，每一個(gè)G0P中的畫面在編石馬前牙口解石馬后渚B必須重扌非序 GOP(Group of Pictures) 0123456789 10 IBBPBBPBBI B 201534867 10 9 0 1 23456

32、789 10 A畫面的編碼Ji頁序是: 因少匕，每一個(gè)G0P中的畫面在編石馬前牙口解石馬后渚B必須重扌非序 MPEG幀的分類 DEMO 觀察MPEG的運(yùn)動矢量 ISO國際標(biāo)準(zhǔn)的制定過程 工作組草案(WD)二〉委員會草案(CD)二〉國際標(biāo) 準(zhǔn)草案(DIS)二〉國際標(biāo)準(zhǔn)(IS) /工作組草案WD (Working Draft):工作組WG (Working Group)推窯的工

33、作文件 /委員會草案CD (Committee Draft):從WD提升上來的文 件。這是iso文檔的最初形式，它由ISO內(nèi)部正式調(diào)查研 究和投票表決。 / 國際標(biāo)準(zhǔn)草案DIS (Draft International Standard): 成員國對CD的內(nèi)容和說明滿意之后由CD提升上來的文 件。 / 國際標(biāo)準(zhǔn)IS (International Standard):由成員國、 ISO的其他部門和其他委員會投票通過之后出版發(fā)布的 文件。 電視會議標(biāo)準(zhǔn) ? H. 261標(biāo)準(zhǔn) /應(yīng)用范圍：電視會議 /主要編碼技術(shù)： > DCT變換 >向前運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測 > Zig-zag排序 >霍

34、夫曼編碼 IPPPPPPIPPP  電視會議標(biāo)準(zhǔn) ? H. 263標(biāo)準(zhǔn) /應(yīng)用范圍：可視電話 /主要編碼技術(shù)： > DCT變換 >雙向運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測 > Zig-zag排序 >霍夫曼編碼 IBBPBBPBBIBBP ??? 多媒體壓縮標(biāo)準(zhǔn) ? MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)(Moving Picture Expert Group) / IS0/IEC/JTC1/SC29的一個(gè)工作組WG11, 1988年 成立，目前有25個(gè)國家(團(tuán)體)的200多個(gè)公司300 多名成員分10個(gè)組工作 /JPEG的目標(biāo)是專門集中于靜止圖像壓縮，MPEG 的目標(biāo)是針對運(yùn)動圖像的數(shù)據(jù)壓縮，但是JPEG和

35、MPEG有密切聯(lián)系 / MPEG專家小組，不僅限制于數(shù)字視頻壓縮，音 頻及音頻和視頻的同步問題都不能脫離視頻壓縮 獨(dú)立進(jìn)行 MPEG-1標(biāo)準(zhǔn) ? MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)(IS0/IEC11172). 1992年發(fā)布。 用于1. 5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的運(yùn)動圖像及其伴音的 編碼。主要應(yīng)用于VCD, MP3音樂等 ? MPEG-1在JPEG和H. 261等優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對 參加競爭的14個(gè)方案，通過反復(fù)協(xié)調(diào)而得到統(tǒng)一, 從而成為先進(jìn)、合理、質(zhì)量高、成本低的優(yōu)秀 標(biāo)準(zhǔn) MPEG-1促進(jìn)了大規(guī)模集成電路專用芯片的發(fā)展， 為多媒體技術(shù)和產(chǎn)品的繁榮立下了功勞 MPEG-2標(biāo)

36、準(zhǔn) MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)） ? MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn) /主要編碼技術(shù)： ＞ DCT變換 ＞前向、雙向運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測 > Zig-zag排序 霍夫曼編碼、算術(shù)編碼 ＞每15幀至少要有一個(gè)I幀 IBBPBBPBBIBBP ? ? ? ? ? MPEG-2 標(biāo)準(zhǔn)(IS0/IEC13818)? 1994年發(fā) 布 ?主要針對高清晰度電視(HDTV)的視頻及 伴音信號，典型傳輸速率為10Mbps,與 MPEG-1兼容，適用于1. 5Mbps?60Mbps甚 至更高速率的編碼范圍 MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)(續(xù)) ?以MPEG-2作為視音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字衛(wèi)星電視 接收機(jī)已在歐美形成了很大

37、市場，美國高級電 視聯(lián)盟(ATV Grand Alliance)和歐洲數(shù)字視頻 廣播計(jì)劃(Digital Video Broadcast Project) 先后決定將MPEG -2用于高清晰度電視(HDTV)廣 播中 ?新一代的數(shù)字視盤DVD采用MPEG-2作為其視音頻 壓縮標(biāo)準(zhǔn)(注:歐、美、日在視頻方面采用 MPEG-2標(biāo)準(zhǔn),而在音頻方面則采用AC-3標(biāo)準(zhǔn)) ? MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 14496). / 1999年5月形成國際標(biāo)準(zhǔn)（版本1）,是一種基于對象的 視（音）頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)是支持各種多媒體應(yīng)用（主要 側(cè)重于對多媒體信息內(nèi)容的訪問） /為了適應(yīng)在窄帶寬（一般指

38、＜64kbit/s）通信線路上對動 態(tài)圖像進(jìn)行傳輸?shù)囊? /總目標(biāo)是對各種音頻視頻，主要包括：靜止圖像、序 列圖像、計(jì)算機(jī)圖形、3D模型、動畫、語言、聲音等 進(jìn)行統(tǒng)一有效的編碼 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)(續(xù)) ? MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 14496)? /既支持固定碼流也支持變碼流，對3種碼流范圍的視頻 已達(dá)最優(yōu)： > < 64k bit/s > 64 - 384k bit/s > 364 kbit/s — 4M bit/s >目前還在考慮直到50M bit/s的碼流 MPEG-7標(biāo)準(zhǔn) ? MPEG-7 標(biāo)準(zhǔn) / "多媒體內(nèi)容描述接口"(Multimed

39、ia Content Description Interface)的標(biāo)準(zhǔn) /該標(biāo)準(zhǔn)將確定各種類型的多媒體信息的標(biāo)準(zhǔn)描述方 法，可應(yīng)用于數(shù)字圖書館、各種多媒體目錄服務(wù)、 廣播媒體的選擇，以及多媒體編輯等領(lǐng)域 /目標(biāo)是指定1組描述不同多媒體信息的標(biāo)準(zhǔn)描述 符，這些描述要與信息內(nèi)容相關(guān)以便能快速和有效 地查詢各種多媒體信息 MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)(續(xù)) ? MPEG-7 標(biāo)準(zhǔn) 丁 MPEG-7采取的描述方案和方法與被描述內(nèi)容是否編 碼或如何存儲無關(guān)，例如視覺信號仍可以用已有的 各種編碼方案(如JPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 等)進(jìn)行編碼 /計(jì)劃2001年9月形成，但還有許多研究工作要做 MPEG-21 標(biāo)準(zhǔn) ? MPEG-21 標(biāo)準(zhǔn).(Multimedia Framework) 多媒體框架標(biāo)準(zhǔn)適合于多種應(yīng)用領(lǐng)域中 各種類型用戶對各種類型內(nèi)容的傳送和 使用，可通過大范圍的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備允許 對多媒體資源的透明和增強(qiáng)使用