数字图像处理第5章.ppt

《数字图像处理第5章.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字图像处理第5章.ppt（45页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1第第5章章 图像编码与压缩图像编码与压缩l5.1 引言（引言（图像像压缩的基本概念）的基本概念）l5.2 图像保真度准像保真度准则（图像像评价）价）l5.3 无无损压缩技技术l5.4 无无损预测编码l5.5 有有损预测编码l5.6 图像像变换编码基本原理基本原理l5.7 视频图像像编码简介介2022/12/2825.1 引言（图像压缩的基本概念）引言（图像压缩的基本概念）l数字数字图像数据量很大，因此像数据量很大，因此为了快速了快速传输，总是是希望希望进行合理的行合理的图像像压缩。l压缩的理的理论基基础是信息是信息论，是一种通，是一种通过删除冗余除冗余的或者不需要的信息来达到的或者不需要的信

2、息来达到压缩数据量目的的技数据量目的的技术。l虽然表示然表示图像需要大量数据，但是像需要大量数据，但是图像数据是高像数据是高度相关的，或者度相关的，或者说存在冗余信息，去掉存在冗余信息，去掉这些冗余些冗余信息后可以有效信息后可以有效压缩图像，同像，同时又不会又不会损害害图像像的有效信息。的有效信息。l数字数字图像的冗余主要表像的冗余主要表现为以下几种形式：以下几种形式：空空间冗余、冗余、时间冗余、冗余、视觉冗余、信息冗余、信息熵冗余、冗余、结构构冗余和知冗余和知识冗余。冗余。2022/12/283l1.空空间冗余冗余l图像内部相像内部相邻像素之像素之间存在存在较强的相关性所造成的冗余。也的相关

3、性所造成的冗余。也称称为像素相关冗余。像素相关冗余。l场景中景中总有一些物体，有一些物体，图像中就有一些目像中就有一些目标，同一目，同一目标的像的像素之素之间一般具有相关性。一般具有相关性。l根据相关性，由某一个像素的性根据相关性，由某一个像素的性质可以可以获得其得其邻域像素的性域像素的性质，各像素的，各像素的值可以由其可以由其邻近像素的近像素的值预测出来，每个独立出来，每个独立的像素所携的像素所携带的信息相的信息相对较少。少。图像中存在与像素像中存在与像素间相关性相关性直接直接联系的数据冗余，即系的数据冗余，即为像素相关冗余，也称像素相关冗余，也称为空空间冗余冗余或几何冗余。或几何冗余。l例

4、如例如:原始原始图像数据像数据 234 235 236 237 238 237 225 压缩后后图像数据像数据 234 1 1 1 1 1 -2 2022/12/285.1 引言（图像压缩的基本概念）引言（图像压缩的基本概念）4l2.时间冗余冗余 视频图像序列中的不同像序列中的不同帧之之间的相关性所造成的冗余。的相关性所造成的冗余。l3.视觉冗余冗余 是指人眼不能感知或不敏感的那部分是指人眼不能感知或不敏感的那部分图像信息。人的眼像信息。人的眼睛睛对图像像细节和和颜色的辨色的辨认受到人的受到人的视觉特性的限制，人特性的限制，人类最多能分辨最多能分辨 种种颜色，而彩色色，而彩色图像用像用24表示

5、，即表示，即 种种颜色，色，这种数据冗余称种数据冗余称为视觉冗余。冗余。2022/12/285.1 引言（图像压缩的基本概念）引言（图像压缩的基本概念）5视觉冗余视觉冗余224 225 226 224 223 222224 223 224 224 223 224224 225 226 224 223 222224 223 224 224 223 224224 225 226 224 223 222224 223 224 224 223 224224 224 224 224 224 224224 224 224 224 224 224224 224 224 224 224 224224 224

6、224 224 224 224224 224 224 224 224 224224 224 224 224 224 2246l4.信息信息熵冗余冗余 也称也称编码冗余，如果冗余，如果图像中平均每个像素使用的比特数像中平均每个像素使用的比特数大于大于该图像的信息像的信息熵，则图像中存在冗余，称像中存在冗余，称为信息信息熵冗余。冗余。如如:一幅一幅图像像,用香用香农公式公式计算出来的信息算出来的信息熵是是1000.35bit,在消除空在消除空间冗余冗余,视觉冗余后冗余后还有有2500bit,那么那么,该图像像 还存在信息存在信息熵冗余冗余.2022/12/285.1 引言（图像压缩的基本概念）引言

7、（图像压缩的基本概念）7l5.结构冗余构冗余 是指是指图像中存在很像中存在很强的的纹理理结构或自相似性。构或自相似性。l6.知知识冗余冗余 是指在有些是指在有些图像中像中还包含与某些先包含与某些先验知知识有关的信息。有关的信息。l数字数字压缩技技术利用了数据固有的冗余性和不相干性，将一利用了数据固有的冗余性和不相干性，将一个大的个大的图像数据文件像数据文件转换成成较小的文件。小的文件。l经过压缩的文件可以在以后需要的的文件可以在以后需要的时候以某种方式将原文候以某种方式将原文件恢复出来。件恢复出来。l两个文件的大小之比即两个文件的大小之比即为压缩比。比。压缩比反映了比反映了图像文件像文件的的压

8、缩程度。程度。lN原原图像像bit数，数，n压缩后后图像像bit数，数，N/n为压缩比。比。2022/12/285.1 引言（图像压缩的基本概念）引言（图像压缩的基本概念）8l图像像压缩的分的分类：l无无损压缩：删除的除的仅仅是冗余的信息，因此可以在解是冗余的信息，因此可以在解压缩时精确地恢复精确地恢复图像。像。l有有损压缩：删除了不影响除了不影响视觉的信息，因此只能的信息，因此只能对原有的原有的图像像进行近似地重构，而不能精确的复原。行近似地重构，而不能精确的复原。l有有损压缩的算法可以达到的算法可以达到较高的高的压缩比。比。对于多数于多数图像来像来说，为了得到更高的了得到更高的压缩比，保真

9、度的比，保真度的轻微微损失是可以接受的。失是可以接受的。2022/12/285.1 引言（图像压缩的基本概念）引言（图像压缩的基本概念）9l主主观的保真度准的保真度准则l客客观的保真度准的保真度准则2022/12/285.2 图像的保真度准则图像的保真度准则10 5.2 图像保真度准则图像保真度准则l1.客客观保真度准保真度准则 1)均方根均方根误差差 常用的准常用的准则是是输入入图像和像和输出出图像的均方根像的均方根误差。令差。令f(x,y)表示表示输入入图像，像，表示表示对输入入图像像压缩编码和解和解码后的近似后的近似图像，像，则原原图像和解像和解码后的后的图像之像之间的的误差可以表示差可

10、以表示为 2022/12/2811 5.2 图像保真度准则图像保真度准则l设图像的大小像的大小为 ，则 和和 之之间的的均方根均方根误差差为2022/12/28125.2 图像保真度准则图像保真度准则l2.主主观保真度准保真度准则2022/12/28等级等级 评价评价1优秀优秀图像清晰质量好图像清晰质量好2良好良好图像较清晰，有轻微的马赛克但不影响观看图像较清晰，有轻微的马赛克但不影响观看3可用可用图像有干扰但不影响观看图像有干扰但不影响观看4差差大面积马赛克几乎无法观看大面积马赛克几乎无法观看5很差很差图像不能使用图像不能使用13图像压缩模型图像压缩模型l图像像压缩系系统的一般构成的一般构成

11、信源信源编码编码信道信道编码编码信道信道信道信道解码解码信源信源解码解码l信源编码：消除数据冗余，完成原始信源编码：消除数据冗余，完成原始 数据的编码与压缩。数据的编码与压缩。l信道编码：加入容错、校验位等冗余信道编码：加入容错、校验位等冗余信息，防止信道传输中的干扰。信息，防止信道传输中的干扰。l信道：传送数据的手段。如：信道：传送数据的手段。如：Internet、广播、可移动介质等、广播、可移动介质等.14图像压缩模型图像压缩模型l信源信源编码模型模型l信源解信源解码模型模型映射器映射器量化器量化器符号符号编码器编码器反向反向映射器映射器符号符号解码器解码器15图像压缩模型图像压缩模型l映

12、射器映射器:减少像素冗余减少像素冗余.如如:使用字典使用字典编码,图像像变换.l量化器量化器:减少减少视觉心理冗余心理冗余.仅适用于有适用于有损压缩.l符号符号编码器器:减少减少编码冗余冗余.如如:哈夫曼哈夫曼编码.16 5.3 无损压缩技术无损压缩技术l无无损压缩算法可以分算法可以分为两大两大类：基于字典的技：基于字典的技术和基和基于于统计的方法。的方法。l基于字典的技基于字典的技术生成的文件包含的是定生成的文件包含的是定长码，每个，每个码字代表原文件中数据的一个特定的序列。（字代表原文件中数据的一个特定的序列。（页码，第，第几个字）几个字）l基于基于统计的方法通的方法通过用用较短代短代码代

13、表代表频繁出繁出现的字符，的字符，用用较长的代的代码代表不常出代表不常出现的字符，从而的字符，从而实现图像数像数据文件的据文件的压缩。2022/12/2817 5.3.1 基于字典的技术基于字典的技术1.行程行程编码（Run Length Encoding，RLE）在一个逐行存在一个逐行存储的的图像中，具有相同灰度像中，具有相同灰度值的一些像素的一些像素组成序列，称成序列，称为一个行程。可以只存一个代表那个灰度一个行程。可以只存一个代表那个灰度值的的码，后面是行程的，后面是行程的长度，而不需要将同度，而不需要将同样的灰度的灰度值存存储很很多次，多次，这就是行程就是行程编码。例例1 某一某一图像

14、的第像的第i行行为（180，180，180，）共）共10000个数据个数据,模仿模仿RLE编码可以可以简单写成写成(180,10000)。2022/12/2818l它它对单一一颜色背景下物体的色背景下物体的图像可以达到很高的像可以达到很高的压缩比，但比，但若若图像中的像素中的数据非常分散，像中的像素中的数据非常分散，则行程行程编码不但不能不但不能压缩数据，反而会增加数据，反而会增加图像文件的大小。像文件的大小。l 例例2 某一某一图像的第像的第i行行为（ai1，ai2，ai3,aij）,其中其中j=10000，如果仍然采用，如果仍然采用RLE编码，则写成（写成（ai1，ai2，1，ai3，1，

15、aij，1）共有）共有20000个数据个数据,文件被加倍是文件被加倍是显而而易易见的。的。l行程行程编码比比较适合于二适合于二值图像的像的编码，一般用于量化后出，一般用于量化后出现大量零系数大量零系数连续的的场合，用行程来表示合，用行程来表示连零零码。为了达到了达到较好的好的压缩效果，在效果，在进行行图像像编码时不不单独采用行程独采用行程编码，而，而是和其他是和其他编码方法方法综合使用。合使用。2022/12/285.3.1 基于字典的技术基于字典的技术19l2.LZW编码 LZ编码是由是由Lemple和和Ziv最早提出的无最早提出的无损压缩技技术。它由。它由Welch加以充加以充实而形成了广

16、泛而形成了广泛应用的有用的有专利保利保护的的LZW算法。算法。l同同RLE类似，它也是似，它也是对字符串字符串编码从而从而实现数据数据压缩。然而，。然而，与与RLE不同的是，它在不同的是，它在对文件文件进行行编码的同的同时，生成特定字，生成特定字符序列的表以及它符序列的表以及它们对应的代的代码。2022/12/285.3.1 基于字典的技术基于字典的技术20l LZW编码的基本思想：在的基本思想：在编码过程中，将所遇到的字符串程中，将所遇到的字符串建立一个字符串表，表中的每个字符串都建立一个字符串表，表中的每个字符串都对应一个索引，一个索引，编码时用用该字符串在字串表中的索引来代替原始的数据串

17、。字符串在字串表中的索引来代替原始的数据串。l例子：例子：ababcbababaaaaaaa a,b,c,ab,ba,abc,cb,bab,baba,aa,aaa,aaaa 2022/12/285.3.1 基于字典的技术基于字典的技术21 5.3.2 统计编码技术统计编码技术l1.哈夫曼哈夫曼编码 哈夫曼哈夫曼编码（Huffman Coding）是）是图像像压缩中最重中最重要的要的编码方式之一，它是方式之一，它是1952年由哈夫曼提出的无年由哈夫曼提出的无损的的统计编码方法。方法。l在在编码输入中，入中，对于那些出于那些出现概率大的信息符号概率大的信息符号编以以较短的字短的字长的的码，而，而对

18、于那些出于那些出现概率小的信息符号概率小的信息符号用用较长的字的字长的的编码。2022/12/2822 5.3.2 统计编码技术统计编码技术l2香香农编码（shannon coding）l 香香农编码的的过程与哈夫曼程与哈夫曼编码有些相似。其有些相似。其编码步步骤简述如下。述如下。l(1)图像灰度像灰度级按概率按概率递减减顺序排序；序排序；l(2)将分成两将分成两组，每，每组的概率和相同或相似。的概率和相同或相似。对第一第一组分配分配代代码“0”，第二，第二组分配代分配代码“1”；l(3)执行步行步骤（2）后，若每）后，若每组还是由两个或两个以上的灰是由两个或两个以上的灰度度级组成，就重复上述

19、步成，就重复上述步骤，直到每，直到每组只有一个灰度只有一个灰度级。2022/12/28235.4 无损预测编码无损预测编码l 预测编码的基本思想是通的基本思想是通过仅对每个像素中提取的新信每个像素中提取的新信息息编码，来消除像素之，来消除像素之间的冗余。的冗余。这里一个像素的新信里一个像素的新信息定息定义为该像素的当前或像素的当前或现实值与它与它预测值的差的差值。l 一个无一个无损预测编码系系统主要由一个主要由一个编码器和一个解器和一个解码器器组成，它成，它们各有一个相同的各有一个相同的预测器，如器，如图5.2所示。所示。2022/12/28245.4 无损预测编码无损预测编码2022/12/

20、28图5.2 无损预测编码系统25 5.4 无损预测编码无损预测编码l当当输入入图像的像素序列逐个像的像素序列逐个进入入编码器器时，预测器根据若器根据若干个干个过去的去的输入入产生生对当前当前输入像素的入像素的预测值，也称，也称为估估计值。将。将这个个预测值进行整数舍入，得到行整数舍入，得到预测器的器的输出出值，则由此由此产生的生的预测误差表示差表示为l例如：例如：输入（入（224 225 223）则经预测器后需器后需传输（224 1-2）2022/12/2826 5.4 无损预测编码无损预测编码l 预测误差可以用符号差可以用符号编码器，借助器，借助变长码进行行编码用用以以产生生压缩图像数据流

21、的下一个元素。利用解像数据流的下一个元素。利用解码器，根据器，根据接收的接收的变长码字重建字重建预测误差，差，则解解压缩图像的像素序列像的像素序列表示表示为l解解压缩时（224 224+1 224+1-2）2022/12/28275.4 无损预测编码无损预测编码l 利用利用预测器，可以将器，可以将对原始原始图像序列的像序列的编码转换成成对预测误差的差的编码。l由于在由于在预测比比较时，预测误差的差的动态范范围会会远小于原始小于原始图像序列的像序列的动态范范围，所以，所以对预测误差的差的编码所需的比特数所需的比特数会大大减少，会大大减少，这是是预测编码可以可以获得数据得数据压缩结果的原因。果的原

22、因。l在多数情况下，可以通在多数情况下，可以通过将个先前的像素将个先前的像素进行行线性性组合得合得到到预测值。2022/12/2828 5.4 无损预测编码无损预测编码l将将m个先前的像素个先前的像素进行行线性性组合得到合得到预测值。l式中，式中，m称称为线性性预测器的器的阶，R是舍入函数，是舍入函数，ai是是预测系系数。数。2022/12/2829 5.5 有损预测编码有损预测编码l 有有损预测编码系系统与无与无损预测编码系系统相比，主要相比，主要增加了量化器。量化器的作用是将增加了量化器。量化器的作用是将预测误差映射到有差映射到有限个限个输出出 中，中，决定了有决定了有损预测编码中的中的压

23、缩量量和失真量。有和失真量。有损预测编码系系统组成如成如图5.3所示。所示。2022/12/2830 5.5 有损预测编码有损预测编码2022/12/28 图图 5.3 有损预测编码系统有损预测编码系统315.6 图像变换编码基本原理图像变换编码基本原理l图像的像的变换编码是利用某种是利用某种变换将空将空间域里描述的域里描述的图像像 ，变换为变换域中描述的域中描述的 。对变换域中域中 编码压缩，比，比对空空间域域压缩更更为有效。有效。l因因为在在频域中相关性明域中相关性明显下降，能量主要集中于少数低下降，能量主要集中于少数低频分分量系数上。量系数上。l通常采用正交通常采用正交变换。例如傅里叶。

24、例如傅里叶变换、沃、沃尔什什变换、离散余、离散余弦弦变换等。以傅里叶等。以傅里叶变换为例，例，变换具有能量集中于少数低具有能量集中于少数低频系数、各系数不相关、高系数、各系数不相关、高频分量衰减很快且能量分量衰减很快且能量较小等性小等性质。这些性些性质都可以用于都可以用于图像数据像数据压缩。2022/12/28325.7 视频图像编码简介视频图像编码简介l国国际标准化准化组织(ISO)l国国际电工委工委员会会(IEC)l国国际电信信联盟盟(ITU)l国国际电报电话咨咨询委委员会会(CCITT)等国等国际组织积极致力于极致力于图像像处理的理的标准化工作。准化工作。l特特别是是图像像编码，涉及到多

25、媒体、数字，涉及到多媒体、数字电视、可、可视电话、会会议电视等等图像像传输方面的广泛方面的广泛应用，用，为此制定的国此制定的国际标准极大地推准极大地推动了了图像像编码技技术的的发展与展与应用。用。这些些图像像编码的国的国际标准有：准有：JPEG、MPEG、H.26x等等标准。准。2022/12/2833 5.7.1 JPEG标准标准l 1986年，年，ISO和和CCITT成立了成立了“联合合图片片专家家组”（Joint Photographic Expert Group），主要任），主要任务是研究静止是研究静止图像像压缩算法的国算法的国际标准。准。lJPEG标准制定的以自适准制定的以自适应离散

26、余弦离散余弦变换编码（ADCT）为基基础的的“连续色色调静止静止图像像压缩编码”于于1991年年3月月正式提出。正式提出。2022/12/2834 5.7.2 MPEG标准标准l 1987年，年，ISO和和CCITT成立了成立了“活活动图像像专家家组”（Moving Picture Expert Group），任），任务是制定用是制定用于数字存于数字存储媒介中活媒介中活动图像及伴音的像及伴音的标码标准。准。l1991年年11月提出了月提出了1.5Mb/s的的编码方案。方案。1992年通年通过了了ISO11172号建号建议，即，即MPEG标准。准。MPEG标准主要由准主要由视频、音、音频和系和系

27、统三个部分三个部分组成，是一个完整的多媒体成，是一个完整的多媒体压缩编码方案。方案。lMPEG标准准阐明了明了编解解码过程，程，严格格规定了定了编码后后产生生的数据流的句法的数据流的句法结构，但是并没有构，但是并没有规定定编解解码的算法。的算法。2022/12/28355.7.2 MPEG标准标准l1MPEG-1标准准l MPEG-1标准准为1.5Mbit/s数字存数字存储媒体上的活媒体上的活动图像及其伴音的像及其伴音的编码。标准主要包括：系准主要包括：系统、视频、音、音频、一致性、参考、一致性、参考软件等五部分，件等五部分，这五部分的五部分的简单描描述如下。述如下。2022/12/2836

28、5.7.2 MPEG标准标准l1MPEG-1标准准l第一部分：第一部分：MPEG-1系系统，主要描述如何将符合，主要描述如何将符合该标准的准的视频和音和音频的一路或多路数据流与定的一路或多路数据流与定时信息相信息相结合，形合，形成成单一的复合流。一的复合流。l第二部分：第二部分：MPEG-1视频，描述，描述视频编码方法，以便存方法，以便存储压缩的数字的数字视频。l第三部分：第三部分：MPEG-1音音频，描述高，描述高质量的音量的音频的的编码表示表示和高和高质量音量音频信号的解信号的解码方法。方法。l第四部分：第四部分：一致性，描述一致性，描述测试一个一个编码码流是否符合流是否符合MPEG-1码

29、流的方法。流的方法。l第五部分：第五部分：参考参考软件。件。2022/12/2837 5.7.2 MPEG标准标准l2MPEG-2标准准l MPEG-2标准是准是MPEG于于1995年推出的第二个国年推出的第二个国际标准，准，标准号是准号是ISO/IEC 13818，题目是通用的活目是通用的活动图像及其伴像及其伴音的音的编码。l它主要包括：系它主要包括：系统、视频、音、音频、一致性、参考、一致性、参考软件、数件、数字存字存储媒体的命令与控制（媒体的命令与控制（DSM-CC）、高）、高级音音频编码、10bit视频编码、实时接口等接口等9个部分。个部分。2022/12/2838 5.7.2 MPE

30、G标准标准l 视频部分和部分和ITU-T的的H.262标准等同，作准等同，作为一个通用的一个通用的编码标准，它的准，它的应用范用范围更广，既包括更广，既包括标准数字准数字电视、高清晰、高清晰度度电视，也包括，也包括MPEG-1的工作范的工作范围。MPEG-1成成为MPEG-2的一个子集，即的一个子集，即MPEG-2的解的解码器可以器可以对MPEG-1码流流进行行编码。lMPEG-2的的视频编码方案与方案与MPEG-1相相类似，在似，在编码比特流比特流的分的分层次次组织上也有上也有类似的地方。根据似的地方。根据应用的不同，用的不同，MPEG-2的的码率范率范围为1.5100Mbit/s，一般情况

31、下，只有，一般情况下，只有码率超率超过4Mbit/s的的MPEG-2视频质量才能明量才能明显优于于MPEG-1。lMPEG-2在区在区别不同不同应用的用的编码参数上使用了所参数上使用了所谓Profile和和Level。国内的技。国内的技术翻翻译上将其称上将其称为档次和档次和级别，或称，或称为型和型和级。表。表5.3列出了列出了MPEG-2的型和的型和级。2022/12/28392MPEG-2标准标准编码的可分的可分级性性 为了了扩大大应用范用范围和增和增强对各种信道的适各种信道的适应性，性，MPEG-2引引入了三种入了三种编码的可分的可分级性、即性、即空空间可分可分级性、性、时间可分可分级性性

32、以及信噪比（以及信噪比（SNR）可分）可分级性性。可分可分级编码的特点是整个的特点是整个码流被分流被分为基本基本码流和增流和增强码流两流两部分，基本部分，基本码流可以提供一般流可以提供一般质量的重建量的重建图像，但如果解像，但如果解码器器“叠加叠加”上增上增强部分的部分的码流，就可以将流，就可以将图像像质量提高很多。量提高很多。2022/12/2840l可分可分可分可分级编码的的优点是同点是同时提供不同的提供不同的编码服服务水平例。水平例。l如可以在一个公共的信道如可以在一个公共的信道实现HDTV（High Definition Television，高清晰度，高清晰度电视）和）和SDTV的同

33、播，以供不同水平的接收机使用，的同播，以供不同水平的接收机使用，但代价是要增加一定的但代价是要增加一定的额外外码字。此外，字。此外，MPEG-2还允允许空空间分分级、时间分分级以及以及SNR分分级等以各种方式等以各种方式结合，形成多合，形成多层次的分次的分级扩展展。413MPEG-4标准标准l MPEG-4是是1999年年12月通月通过的一个适的一个适应各种多媒体各种多媒体应用的用的“视听听对象的象的编码”标准，国准，国际标号是号是ISO/IEC14496。它主要。它主要包括：系包括：系统、视觉信息、音信息、音频、一致性、参考、一致性、参考软件、多媒体件、多媒体传送集成框架、送集成框架、优化化

34、软件、件、IP中的一致性、参考硬件描述等中的一致性、参考硬件描述等9个部分。个部分。l与与MPEG-1、MPEG-2不同，不同，MPEG-4不不仅仅着眼于定着眼于定义不同不同码流下具体的流下具体的压缩编码标准，而是更多地准，而是更多地强调多媒体通信的多媒体通信的灵活性和交互性。一方面灵活性和交互性。一方面MPEG-4要求有高效的要求有高效的压缩编码方方法，另一方面法，另一方面MPEG-4要求有独立于网要求有独立于网络的基于的基于视频、音、音频对象的交互性。象的交互性。2022/12/2842 5.7.3 H.261标准标准 l1.编码方案的提出方案的提出l1990年通年通过H.261建建议“视

35、听听业务的的视频编解解码器器”，其中，其中p=130，覆盖了整个窄，覆盖了整个窄带ISDN的基群信的基群信道速率。当道速率。当H.261用于可用于可视电话时，p=2速率只有速率只有128kb/s，当当H.261标准用于会准用于会议电视时，建，建议p6，速率，速率384kbit/s，最高可达最高可达2048kbit/s。2022/12/2843 5.7.3 H.261标准标准l H.261 的的编码方案，其中方案，其中p=130，对应的比特的比特率率为 。l首次采用了首次采用了 块的的DCT变换去除空去除空间相关性。相关性。l采用采用帧间运运动补偿预测方法去除方法去除时间相关性的混合相关性的混合

36、编码模模式。式。这个个编码标准初步解决了静止准初步解决了静止图像、可像、可视电话、会、会议电视、多媒体、多媒体视频的的压缩编码的需要。的需要。l从采用的技从采用的技术来看，采用了最基本的来看，采用了最基本的编码技技术，通，通过组合合应用，达到了用，达到了预期的期的编码效果。效果。这些些编码方法都属于混合方法都属于混合编码的范畴。的范畴。lH.261标准准规定了定了视频输入信号的数据格式、入信号的数据格式、编码输出出码流流的的层次次结构以及开放的构以及开放的编码控制与控制与实现策略等技策略等技术。2022/12/2844 5.7.4 H.263标准标准l H.263标准制定于准制定于1995年，

37、是国年，是国际电信信联盟盟针对64kbit/s以下的低比特率以下的低比特率视频应用而制定的用而制定的标准。准。l基本算法在基本算法在H.261的基的基础上上进行了改行了改进。因此具有更好。因此具有更好的的编码性能。在比特率低于性能。在比特率低于64kbit/s时，H.263可以可以获得得34db的的质量改善。量改善。lH.263支持更多的支持更多的图像格式、更有效的像格式、更有效的图像像预测、效率、效率更高的三更高的三维可可变长编码代替二代替二维可可变长编码，增加了四，增加了四个可个可选模式。模式。2022/12/2845 5.7.5 H.264标准标准l H.264视频压缩算法与算法与MPE

38、G-4相比，相比，压缩比可提高比可提高近近30%。lH.264是是DPCM和和变换编码的混合的混合编码模式。模式。l在相同的重建在相同的重建图像像质量下，比量下，比H.263节约50%左右的左右的码率，更适合窄率，更适合窄带传输。加。加强了了对各种信道的适各种信道的适应能力，能力，采用了采用了“网网络友好的友好的”的的结构和构和语法，有利于法，有利于对误码和和丢包的包的处理；理；应用目用目标范范围较宽，以，以满足不同速率及不足不同速率及不同同传输和存和存储场合的需求；它的基本系合的需求；它的基本系统是开放的，使是开放的，使用无需版用无需版权。l为了了对各种各种视频压缩标准准进行比行比较，表，表5.7总结了了视频压缩标准准发展展历程。程。2022/12/28