視頻壓縮原理

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1、第1章介紹 1 .為什么要進(jìn)行視頻壓縮？ ? 未經(jīng)壓縮的數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量巨大 ? 存儲(chǔ)困難 ? ? 一張DVD只能存儲(chǔ)幾秒鐘的未壓縮數(shù)字視頻。 ? 傳輸困難 ? ? 1兆的帶寬傳輸一秒的數(shù)字電視視頻需要大約 4分鐘。 一分鐘的視頻數(shù)據(jù)量 Frame Rate Frame Size Bits / pixel Brt-rate (bps) File Size (Bytes) 30 framessec 176 x144 pixels 12 9,123,840 68M28800 2 .為什么可以壓縮 ? 去除冗余信息 ? ? 空間冗余：圖像相鄰像

2、素之間有較強(qiáng)的相關(guān)性 ? 時(shí)間冗余：視頻序列的相鄰圖像之間內(nèi)容相似 ? 編碼冗余：不同像素值出現(xiàn)的概率不同 ? 視覺冗余：人的視覺系統(tǒng)對某些細(xì)節(jié)不敏感 ? 知識(shí)冗余：規(guī)律性的結(jié)構(gòu)可由先驗(yàn)知識(shí)和背景知識(shí)得到 3 .數(shù)據(jù)壓縮分類 ? 無損壓縮(Lossless ) ? ? 壓縮前解壓縮后圖像完全一致 X=X ? 壓縮比低(2:1?3:1) ? 例如：Winzip , JPEG-LS ? 有損壓縮(Lossy ) ? ? 壓縮前解壓縮后圖像不一致 XWX ? 壓縮比高(10:1?20:1) ? 利用人的視覺系統(tǒng)的特性 ? 例如：MPEG-2 , H.264/AVC

3、 , AVS 4 .編解碼器 編碼器(Encoder ) 壓縮信號(hào)的設(shè)備或程序 解碼器(Decoder ) 解壓縮信號(hào)的設(shè)備或程序 編解碼器(Codec) 編解碼器對 5 .壓縮系統(tǒng)的組成 (1)編碼器中的關(guān)鍵技術(shù) 去除空間冗 余和時(shí)間冗 余彳幀內(nèi)預(yù) 測.幀間預(yù) 測 t 去除空間幾 余；DCT, 小波變換 去除視覺冗 余.通過降 低圖像質(zhì)量 提高壓縮比 t 去除編碼冗 余.變長編 碼,算術(shù)編 碼 (2)編解碼中的關(guān)鍵技術(shù) 6 .編解碼器實(shí)現(xiàn) ? 編解碼器的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)： ? ? 超大規(guī)模集成電路 VLSI

4、? ? ASIC , FPGA ? 數(shù)字信號(hào)處理器DSP ? 軟件 ? 編解碼器產(chǎn)品： ? ? 機(jī)頂盒 ? 數(shù)字電視 ? 攝像機(jī) ? 監(jiān)控器 7 .視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) 編碼標(biāo)準(zhǔn)作用： ? 兼容： ? ? 不同廠家生產(chǎn)的編碼器壓縮的碼流能夠被不同廠家的解碼器解碼 ? 高效： ? ? 標(biāo)準(zhǔn)編解碼器可以進(jìn)行批量生產(chǎn)，節(jié)約成本。 主流的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)： ? MPEG-2 ? MPEG-4 Simple Profile ? H.264/AVC ? AVS ? VC-1 標(biāo)準(zhǔn)化組織： ITU : International Telecommunication

5、s Union VECG : Video Coding Experts Group ISO : International Standards Organization ? ? MPEG : Motion Picture Experts Group 8 .視頻傳輸 ? 視頻傳輸：通過傳輸系統(tǒng)將壓縮的視頻碼流從編碼端傳輸?shù)浇獯a端 ? 傳輸系統(tǒng)：互聯(lián)網(wǎng)，地面無線廣播，衛(wèi)星 9 .視頻傳輸面臨的問題 ? 傳輸系統(tǒng)不可靠 ? ? 帶寬限制 ? 信號(hào)衰減 ? 噪聲干擾 ? 傳輸延遲 視頻傳輸出現(xiàn)的問題 ? ? 不能解碼出正確的視頻 ? 視頻播放延遲 10 .視頻傳輸

6、差錯(cuò)控制 差錯(cuò)控制(Error Control )解決視頻傳輸過程中由于數(shù)據(jù)丟失或延遲導(dǎo)致的問題 差錯(cuò)控制技術(shù): 信道編碼差錯(cuò)控制技術(shù) 編碼器差錯(cuò)恢復(fù) 解碼器差錯(cuò)隱藏 11 .視頻傳輸?shù)腝oS參數(shù) 數(shù)據(jù)包的端到端的延遲 帶寬：比特/秒 數(shù)據(jù)包的流失率 數(shù)據(jù)包的延遲時(shí)間的波動(dòng) 第2章數(shù)字視頻 1.圖像與視頻 圖像：是人對視覺感知的物質(zhì)再現(xiàn)。 三維自然場景的對象包括：深度，紋理和亮度信息 二維圖像：紋理和亮度信息 視頻：連續(xù)的圖像。 視頻由多幅圖像構(gòu)成，包含對象的運(yùn)動(dòng)信息，又稱為運(yùn)動(dòng)圖像。 2.數(shù)字視頻 數(shù)字視頻：自然場景空間和時(shí)間的數(shù)字采樣表示。 空間采樣

7、 解析度(Resolution ) 時(shí)間采樣 幀率：幀/秒 3.空間采樣 二維數(shù)字視頻圖像空間采樣 4.數(shù)字視頻系統(tǒng) 采集 照相機(jī)，攝像機(jī) 處理 編解碼器，傳輸設(shè)備

8、 5.人類視覺系統(tǒng)HVS HVS HVS特點(diǎn): 對高頻信息不敏感 對高對比度更敏感 對亮度信息比色度信息更敏感 對運(yùn)動(dòng)的信息更敏感 400 500 600 Wavelength (nm) 6 .數(shù)字視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮 HVS的特點(diǎn): ?丟棄高頻信息，只編碼低頻信息 ?提

9、高邊緣信息的主觀質(zhì)量 ?降低色度的解析度 ?對感興趣區(qū)域(Region of Interesting , ROI)進(jìn)行特殊處理  7 . RGB色彩空間 三原色：紅（R）,綠（G）,藍(lán)（B）。 任何顏色都可以通過按一定比例混合三原色產(chǎn)生。 RGB色度空間 由RGB三原色組成 廣泛用于 BMP, TIFF, PPM等 每個(gè)色度成分通常用 8bit表示[0,255] 8. YUV色彩空間 Yellov; YUV色彩空間: Y:亮度分量 UV:兩個(gè)色度分量 YUV更好的反映HVS特點(diǎn) 9. RGB轉(zhuǎn)化到Y(jié)UV空間 亮度分量Y與三原色有如下關(guān)系: 經(jīng)過大量實(shí)

10、驗(yàn)后ITU-R給出了, F -后 R +用 G + 3 r 4 ■& k - 0.299 <-0.5 &7 雷.-0.114 r S 0.2990 U - XJ.1687 r 0.5000 0.5E70 -0.3313 -0.41B7 0.1140 0.5000 -0.DS13 R G1-122 B+126 主流的編解碼標(biāo)準(zhǔn)的壓縮對象都是 YUV圖像 10 . YUV圖像分量采樣 YUV圖像可以根據(jù)HVS的特點(diǎn)，對色度分量下采樣，可以降低視頻數(shù)據(jù)量。 根據(jù)亮度和色度分量的采樣比率， YUV圖像通常有以下幾種格式： 4:4:4

11、 o olo olo o 606060 0000 111Vp 0000 4:2:0 11 .通用 的YUV圖像格式 ?根據(jù)YUV圖像的亮度分辨率定義圖像格式 12.幀和場圖像 ? 一幀圖像包括兩場——頂場，底場 頂場 底場 13 .逐行與隔行圖像 逐行

12、圖像：一幀圖像的兩場在同一時(shí)間得到， ttop=tbot 隔行圖像：一幀圖像的兩場在不同時(shí)間得到， ttopWtbot 14 .視頻質(zhì)量評價(jià) 有損視頻壓縮使編解碼圖像不同，需要一種手段來評價(jià)解碼圖像的質(zhì)量。 質(zhì)量評價(jià)： ? ? 客觀質(zhì)量評價(jià) ? 主觀質(zhì)量評價(jià) ? 基于視覺的視頻質(zhì)量客觀評價(jià) ? 客觀質(zhì)量評價(jià)：通過數(shù)學(xué)方法測量圖像質(zhì)量評價(jià)的方式。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? ? 可量化 ? 測量結(jié)果可重復(fù) ? 測量簡單 ? 缺點(diǎn)： ? ? 不完全符合人的主觀感知 15 .客觀評價(jià)的方法 常用的客觀評價(jià)方法: …-，??[ 山。=而 EILSM-gM

13、 ?% h 差（Mean Square Errort MSE） mse二兩工Z聞小相）-丹（凡⑼丫 ?平均絕時(shí)伯小1ReWn Absolute Difference- MAD） ?信噪比（Signa市oisA 良zte, SNR） SNR - IDlogp MSE ?峰G1 信噪比(Peak Signal Noise Rate. PSNR) 「(產(chǎn)?iy ] ?5陽? 二 101。5 匕舟- mSE 16.主觀評價(jià)方法 ? 主觀質(zhì)量評價(jià)：用人的主觀感知直接測量的方式。 符合人的主觀感知 不容易量化 受不確定因素影響，測量結(jié)果一般不可重復(fù) 測量代價(jià)高

14、 常用主觀評價(jià)方法 ?雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)(Dual Stimulate Continuous Quality Metric. DSCQM) ? DSCQM測試系統(tǒng) 17.基于視覺的視頻質(zhì)量客觀評價(jià)方法 基于視覺的視頻質(zhì)量客觀評價(jià)：將人的視覺特性用數(shù)學(xué)方法描述并用于視頻質(zhì)量評 價(jià)的方式。 結(jié)合了主觀質(zhì)量評價(jià)和客觀質(zhì)量評價(jià)兩方面優(yōu)點(diǎn)。 常用方法：結(jié)構(gòu)相似度( Structural SIMilarity , SSIM )方法。 將HVS的特征用數(shù)學(xué)模型表達(dá)出來。 Video ciecodef Display Video encoder ? 未來重要的研究方向 第3

15、章信息論基礎(chǔ) 1.通信系統(tǒng)的組成 ? 信源：產(chǎn)生消息 ? 信道：傳輸消息 ? 信宿：接收消息 通信中對信息的表達(dá)分為三個(gè)層次：信號(hào)，消息，信息。 ? 信號(hào)：是信息的物理層表達(dá)， 可測量，可描述，可顯示。如電信號(hào)，光信號(hào) ? 消息：是信息的載體，以文字，語言，圖像等人類可以認(rèn)知的形式表示。 ? 信息：不確定的內(nèi)容。 3.信息嫡 信息的特點(diǎn) ?隨概率P的遞減性:概率越大，信息量越小 P（x）T, / ?可加性：兩個(gè)獨(dú)立消息的總信息量應(yīng)是兩個(gè)消息 的信息量的和 ，［尸（耳尸（用=兒尸（明+/［尸（力］ 信息的測量 自信息量 ?信息量（自信息量）：隨機(jī)事件發(fā)生

16、后所帶來 的信息量. ］ ，（七】［ "3 = logff-- = TogR） \ P（Xi） \ ,、是信號(hào)的概率。 \ —6~~鈍/） ? 一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的可能性越大，其信息量越少。 條件信息量 ? 條件信息量,一個(gè)隨機(jī)事件在另外一個(gè)隨機(jī)事件已經(jīng)發(fā)生 的情況下再發(fā)生時(shí)所提供的信息量。 /⑷巳)二 Togj(alH) ? 當(dāng)為與首相互獨(dú)立時(shí)，有P低田上P (Xi),此時(shí)，為的條件 信息度就等干自信息量，即I (陶㈤二I (Xj)； ? 一般情況下，有P (Mm) > p (%).1定義可知.I (Xjjyj) V I 依)； ? 當(dāng)％ = Vj時(shí)，P(Myj) = TJ

17、 (硒)=0, 即事件x的發(fā)生使得事件看的不確定度等于零,不含有任 何信息量, 4 .信息嫡 ? 烯：消息集合的不確定度。 ? 信息廊 N個(gè)隨機(jī)事件的平均信息量。 H(X) = [-loge P(苦)]二—Z Mm) 1。九 PG) j=O .V-l Z P(xt) = 1 ? 信息刀從平均意義上來表征信源總體信息的測 度 ?例：天氣預(yù)報(bào),有兩個(gè)信源 陰天 1/2 一吊晴天陰天]不 p(x)/]l/4 3/4] p(x} 一網(wǎng)個(gè)信源的信息烯分別為： 1 3 4 用 X）= -log4 + -logj = 0.809 //（X） = 1log2+|log2 = l

18、 5 .條件嫡和聯(lián)合嫡 ?條件淄;條件信息量的數(shù)學(xué)期里。 N-l A/-I "(X | Y) = I 匕)]=XZpCv//Ce I 巳) j=O =-ZZXpJi% ” J=O )=1 ?聯(lián)合廊多條消息的信息量的數(shù)學(xué)期望。 M-1 打-1 v（xy）= E[/（Njp] = -ZZ以毛匕）蟲工/心匕） f = 0 J=I 6 .嫡的性質(zhì) 非負(fù)性：信源嫡是非負(fù)值，即 H(X) >=0; 擴(kuò)展性：信源嫡X有M個(gè)符號(hào)，如果其中一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率趨于零， 信源嫡就等 于剩余M-1個(gè)符號(hào)的信源嫡; 極值性(最大信息嫡)：對于具有 M個(gè)符號(hào)的信源，只有在所有符號(hào)等概率出現(xiàn)的

19、 情況下，信源始達(dá)到最大值,即一 1 卜…，— - 1 FAQ = - 1 fM log 1 /M = logAf o 可加性：小」」』「.「，.，」.二，…一：―工「 ? 嫡不增：條件嫡不大于信息嫡 H(X|Y) <= H(X); ? 聯(lián)合嫡不大于各信息嫡的和，即 H(XY) <= H(X) + H(Y)。 7 .互信息量 ?事件冗亂否發(fā)生具有不確定性，用中廢垢 ?接收到符號(hào)月后，事件看是否發(fā)生仍保招有一定的 不確定性,用，(4匕)發(fā)員。 ?觀察事件前后,這兩者之差就是通信過程中所獲得的 信息量,稱為事件看和事件B之間的互信息量,用 表示”(與巧) p(x2 y\

20、 /(HQ/= /($)-/(% yj = log J P（N） 8.互信息 產(chǎn)(匹1匕) PG) ?互信息; NT "T /(x；y)=f 尸(萄"ig r=Q j=：0 XT 1 N-1 g = S^h)log --^^p(x^llog — j=0 ) J=o 7=0 廠 斗志k卜且血 = H(X)-H(X\Y) ? 物理意義：H(X)是X所含的信息，H(X|Y)是已知Y的條件下X還能帶來的信息量。 那么兩者之差就是由于知道 Y使得X減少的信息量，也即由Y可以得到的關(guān)于 X的 信息量。 9.各種嫡的關(guān)系 11.信源編碼 信源編碼：將消

21、息符號(hào)轉(zhuǎn)變成信道可傳輸?shù)男畔ⅰ? 兩個(gè)基本問題: 用盡可能少的信道傳輸符號(hào)來傳遞信源消息，提高傳輸效率; 減少由于信道傳輸符號(hào)的減少導(dǎo)致的失真。 12.離散信源統(tǒng)計(jì)特性 ?單消息離散信源： ?只輸出一個(gè)離散消息(符號(hào)) ?統(tǒng)計(jì)特性 用符號(hào)可能取值范困X和符號(hào)取值修的概率R&)描述 X 無1, ‘、 X1, …力 工厚 _小)口p(x),…，pO …，pM_ 其中，0 < < L i = 12…/，且Zp() = 1 ?離散消息序列信源 ?輸出,個(gè)離散消息序列 ?統(tǒng)計(jì)特性 L個(gè)離散消息的序列可以我示成L維隨機(jī)向量 其取值有M種可能,構(gòu)成取值集合X、則離散消息序列 的

22、取值集合及其概率為： xl 1 r…，明 …，外? _p(x)\ …，…，戶(，) 13.離散信源類型：簡單無記憶信源和馬爾可夫信源 ?簡單無記憶信源:離散信源輸出符號(hào)彼此間相互 獨(dú)立，而且所石.符號(hào)服從同F(xiàn)種概率分布。 ?。┒﨧玉廣閂廠色）=F1p（』） ?馬爾可夫信源：輸出符號(hào)間成亞相美.目.每個(gè)符 號(hào)只與它前而的一個(gè)符號(hào)相關(guān)，而這種相關(guān)性好 以用符號(hào)間的轉(zhuǎn)移概率來描述. p（4 D = p（勺凡一看.工…） 14 .編碼分類 等長碼：在一組碼字集合 C中的所有碼字cm （m = 1,2,…,M）,其碼長都相同，則 稱這組碼C為等長碼。 變長碼：若碼字集合C中的所有碼

23、字cm （m = 1,2,…,M）,其碼長不都相同，稱碼 C為變長碼。 15 .平均碼長 ?等長碼平均碼長： M-l M-1 萬二WX，，P（C，"）= X 型） = H 巾=0 用=0 ?變長碼平均碼長: 16 .等長碼與變長碼比較 ? 等長編碼將信源輸出符號(hào)序列的任意一種取值（概率可能不同）都編碼成相同長度 的輸出碼字，沒有利用信源的統(tǒng)計(jì)特性； ? 變長編碼可以根據(jù)信源輸出符號(hào)序列各種取值的概率大小不同，將他們編碼成不同 長度的輸出碼字，利用了信源的統(tǒng)計(jì)特性。因此又稱其為嫡編碼。 17 . Huffman 編碼 ? Huffman 編碼：典型的變長編碼。 ?

24、 步驟： ? ? 將信源符號(hào)按概率從大到小的順序排列，假定 P（X1）> P（X 2）…> P（X n） ? 給兩個(gè)概率最小的信源符號(hào) P（Xn-l）, p（Xn）各分配一個(gè)碼位"0"和"1",將這 兩個(gè)信源符號(hào)合并成一個(gè)新符號(hào)，并用這兩個(gè)最小的概率之和作為新符號(hào)的 概率，結(jié)果得到一個(gè)只包含（n-1）個(gè)信源符號(hào)的新信源。稱為信源的第一次縮 減信源，用S1表表示。 ? 將縮減信源S1的符號(hào)仍按概率從大到小的順序排列，重復(fù)步驟 2,得到只 含（n-2）個(gè)符號(hào)的縮減信源 S2。 ? 重復(fù)上述步驟，直至縮減信源只剩下兩個(gè)符號(hào)為止， 此時(shí)所剩兩個(gè)符號(hào)的概 率之和必為1。然后從最后一級縮減

25、信源開始，依編碼路徑向前返回，就得 到各信源符號(hào)所對應(yīng)的碼字。 例子：對HELLO進(jìn)行編碼，苻號(hào)頻率統(tǒng)計(jì): 籽號(hào)1 H E L 0 1 1 2 1 編碼過程： 排序，L⑵4⑴[E⑴2⑴ 自底向高構(gòu)造二叉樹 E： (1) 0:(1) 18 .信道編碼 ? 信道編碼主要考慮如何增加信號(hào)的抗干擾能力，提高傳輸?shù)目煽啃?，并且提高傳?效率。 ? 一般是采用冗余編碼法，賦予信碼自身一定的糾錯(cuò)和檢錯(cuò)能力，使信道傳輸?shù)牟铄e(cuò) 概率降到允許的范圍之內(nèi)。 19 .信道類型 根據(jù)信道連續(xù)與否分類 ? ? 離散信道 ? 連續(xù)信道 半連續(xù)信道 根據(jù)信道是否有干擾分

26、類 ? 無干擾信道 ? 有干擾信道 ? 根據(jù)信道的統(tǒng)計(jì)特性分類 ? ? 無記憶信道 ? 有記憶信道 ? 恒參信道 ? 變參信道 ? 對稱信道 ? 非對稱信道 20 .信道容量 ? 在信息論中，稱信道無差錯(cuò)傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾蕿樾诺廊萘俊? ? 仙農(nóng)信道容量公式： ? ? 假設(shè)連續(xù)信道的加性高斯白噪聲功率為 N,信道帶寬為B,信號(hào)功率為S, C= Bio先口十 則該信道的容量為 ? 由于噪聲功率N與信道帶寬B有關(guān)，則噪聲功率N=n oB。因此，仙農(nóng)公式 O三百1。的。+夫） 還可以表示為 飛右 21 .香農(nóng)信道容量公式的意義 ? 在給定B和S/N的情況

27、下，信道的極限傳輸能力為 C,而且此時(shí)能夠做到無差錯(cuò)傳 輸。如果信道的實(shí)際傳輸速率大于 C值，則無差錯(cuò)傳輸在理論上就已不可能。 因此， 實(shí)際傳輸速率一般不能大于信道容量 C ,除非允許存在一定的差錯(cuò)率。 ? 提高信噪比S/N (通過減小no或增大S),可提高信道容量 Co特別是，若no->0 , 則C-> 8 ,這意味著無干擾信道容量為無窮大； ? 增加信道帶寬B,也可增加信道容量 C,但做不到無限制地增加。 這是因?yàn)?，如果S、 S limC = —1.44 — n0 一定，有目2 % 小 ? 維持同樣大小的信道容量，可以通過調(diào)整信道的 B及S/N來達(dá)到，即信道容量可以 通

28、過系統(tǒng)帶寬與信噪比的互換而保持不變。 22 .失真 ? 失真：信源的消息經(jīng)過編解碼后不能完全復(fù)原 ? 在實(shí)際的信源和信道編碼中，消息的傳輸并不總是無失真的。 ? ? 由于存儲(chǔ)和傳輸資源的限制 ? 噪聲等因素的干擾 23 .率失真理論 ? 仙農(nóng)定義了信息率失真函數(shù) R(D) ? ? D是消息失真 ? R是碼率 ? 率失真定理：在允許一定失真度 D的情況下，信源輸出的信息率可壓縮到 R(D)。 24 .失真函數(shù) ? 失真函數(shù)：信源符號(hào) X={x1, X2,…..xn},經(jīng)信道傳輸接收端符號(hào) Y={y 1, y2- -.yn},對 于每一對(Xi, yj)指定一個(gè)

29、非負(fù)函數(shù) d(Xi, yj),稱d(xi, yj)為單個(gè)符號(hào)的失真度或失真函 數(shù)。對于連續(xù)信源連續(xù)彳t道的情況，常用 d(x, y)表示。 常用失真函數(shù): [0 H （五/A。= $ 平均失真度: M , 普三司"口廠乙對三212卬百匕財(cái)5"乙) ，由『■) 第四章視頻編碼基礎(chǔ) 1 .壓縮碼流 語法：碼流中各個(gè)元素的位置關(guān)系 ? 01001001 … ? 圖像編碼類型（01）,宏塊類型（00）,編碼系數(shù)1001等 ? 語義：每個(gè)語法元素所表達(dá)的意義。 ? ? 例如：圖像編碼類型 1幀 00 P幀 01 B幀 10 2 .編碼層次 ?

30、序列(Sequence ) ? 圖像組(Group of Pictures , GOP) ?圖像(Picture ) ?條帶(Slice ) ?宏塊(Macroblock , MB ) ?塊(Block) 3.碼流結(jié)構(gòu) ?層次的（Hierarchical）碼流結(jié)構(gòu): 序列層 圖像細(xì)層 圖像層 錄為層 安塊層 塊層 ?雙向預(yù)測幀（B幀） 3 . PB幀編碼 門前幀：將要編碼的圖豫. ?參考幀工預(yù)測塊所在的圖像。 ?前向預(yù)測幀（P幀） 4.序列編碼對象 (1) IBBP 序列 ? IBBP序列編碼結(jié)構(gòu) U 3 r II II

31、p h 序列：一段連續(xù)編碼的并具有相同參數(shù)的視頻圖像。 序列起始碼：專有的一段比特串，標(biāo)識(shí)一個(gè)序列的壓縮數(shù)據(jù)的開始 MPEG-2的序列起始碼為十六進(jìn)制數(shù) 000001（B3） 序列頭：記錄序列信息 檔次（Profile ）,級別（Level）,寬度，高度，是否是逐行序列，幀率等。 序列結(jié)束碼：專有的一段比特串，標(biāo)識(shí)該序列的壓縮數(shù)據(jù)的結(jié)束 MPEG-2的序列結(jié)束碼為十六進(jìn)制數(shù) 000001(B7)。 5.圖像組編碼對象 顯磨嗯序 匕 如 刖 P| 出 A. 上 用 圍 h % |]? R. 編碼順停 6

32、.圖像編碼結(jié)構(gòu) 圖像起始碼：專有的一段比特串，標(biāo)識(shí)一個(gè)圖像的壓縮數(shù)據(jù)的開始 圖像頭：記錄圖像信息 7.圖像分塊編碼 GUPO 圖像: MPEG-2的圖像起始碼為十六進(jìn)制數(shù) 000001(00) 圖像編碼類型，圖像距離，圖像編碼結(jié)構(gòu)，圖像是否為逐行掃描。

33、 8 .條帶編碼結(jié)構(gòu) 條帶：多個(gè)宏塊的組合。 條帶起始碼：專有的一段比特串，標(biāo)識(shí)一個(gè)條帶的壓縮數(shù)據(jù)的開始 MPEG-2的條帶起始碼為十六進(jìn)制數(shù) 000001(0~AF) 條帶頭：記錄當(dāng)前圖像的相關(guān)信息 ? 條帶位置，條帶量化參數(shù)，宏塊編碼技術(shù)標(biāo)識(shí)等。 9 .條帶編碼對象 ?圖像的條帶劃分一 10 .宏塊編碼結(jié)構(gòu) ? 宏塊：16x16的像素塊（對亮度而言）。 ? 宏塊內(nèi)容：宏塊編碼類

34、型，編碼模式，參考幀索引，運(yùn)動(dòng)矢量信息，宏塊編碼系數(shù) 11 .宏塊編碼對象 8x8或4x4塊的變換量化系數(shù)的嫡編碼數(shù)據(jù)。 CBP (Coded Block Patten) :用來指示塊的變換量化系數(shù)是否全為零。 對于YUV(4:2:0)編碼，CBP通常6比特長，每個(gè)比特對應(yīng)一個(gè)塊，當(dāng)某一 塊的變換量化系數(shù)全為零時(shí)，其對應(yīng)比特位值為 0,否則為1。 每個(gè)塊的變換量化系數(shù)的最后用一個(gè) EOB (End of Block)符號(hào)來標(biāo)識(shí)。 13 .視頻編解碼關(guān)鍵技術(shù) ? 預(yù)測：通過幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù)測降低視頻圖像的空間冗余和時(shí)間冗余。 ? 變換：通過從時(shí)域到頻域的變換，去除相鄰

35、數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，即去除空間冗余。 ? 量化：通過用更粗糙的數(shù)據(jù)表示精細(xì)的數(shù)據(jù)來降低編碼的數(shù)據(jù)量，或者通過去除人 眼不敏感的信息來降低編碼數(shù)據(jù)量。 掃描：將二維變換量化數(shù)據(jù)重新組織成一維的數(shù)據(jù)序列。 嫡編碼：根據(jù)待編碼數(shù)據(jù)的概率特性減少編碼冗余。 科流 14 .預(yù)測 空間預(yù)測：利用圖像空間相鄰像素的相關(guān)性來預(yù)測的方法。 ? ? 幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)：利用當(dāng)前編碼塊周圍已經(jīng)重構(gòu)出來的像素預(yù)測當(dāng)前塊 ? Intra圖像編碼（I幀） ? 時(shí)間預(yù)測：利用時(shí)間上相鄰圖像的相關(guān)性來預(yù)測的方法。 ? ? 幀間預(yù)測：運(yùn)動(dòng)估計(jì)（ Motion Estimation , ME）

36、,運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償（Motion Compensation , MC） ? Inter圖像編碼：前向預(yù)測編碼圖像（ P幀），雙向預(yù)測編碼圖像（B幀） 15 .幀內(nèi)預(yù)測 ? I幀圖像的每個(gè)宏塊都采用幀內(nèi)（Intra ）預(yù)測編碼模式。 ? 宏塊分成8x8或者4x4塊，對每個(gè)塊采用幀內(nèi)預(yù)測編碼，稱作 Intra8x8或者 Intra4x4 。 ? 幀內(nèi)預(yù)測有多個(gè)預(yù)測方向：水平，垂直，左下，右上。 ? 幀內(nèi)預(yù)測還有直流（DC）預(yù)測。 色度塊預(yù)測還有平面預(yù)測。 ?幀內(nèi)預(yù)測的四個(gè)預(yù)測方向: 16. 幀間預(yù)測 塊基運(yùn)動(dòng)估計(jì)：為待預(yù)測塊在參考幀上找到最佳

37、的預(yù)測塊，并記錄預(yù)測塊在參考幀 上的相對位置。 ? 運(yùn)動(dòng)矢量（MV ）:參考幀上的預(yù)測塊與當(dāng)前幀上的的待預(yù)測塊的相對位置。 MV有兩個(gè)分量：（x, y） 當(dāng)前幀 分像素運(yùn)動(dòng)估計(jì) 最佳的預(yù)測塊不在整像素位置，而在分像素位置; 1/2 1/4 ,1/8像素插值得到分像素值。 o o o o o o o o o o 索窗口 o整像布位置 ? 1門像素位置 幀間預(yù)測流程: 幀內(nèi)預(yù)測 相鄰參考帕

38、 17.預(yù)測殘差 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償：給定 MV和參考幀，為待解碼塊從參考幀上獲取預(yù)測塊。 ? 運(yùn)動(dòng)矢量編碼 ? ? MV預(yù)測：用當(dāng)前塊的周圍可得到鄰塊的運(yùn)動(dòng)矢量來預(yù)測當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量 ? 運(yùn)動(dòng)矢量差(MV difference , MVD )：實(shí)際運(yùn)動(dòng)矢量與預(yù)測運(yùn)動(dòng)矢量的差, 即： ? 運(yùn)動(dòng)矢量差采用變長編碼。  ?預(yù)測殘差:待預(yù)測的原始圖像塊減去預(yù)測的圖像塊 所得的結(jié)果 0xjj） = P（x.y） 一 月（工 y）=

39、《（尤 y） — ＜牙 +△*■ y +av） 其中 ，Ml，=（3收） ts 84 83 M a? 86SSS2 8 82 82 S3 S2 83 83 SI Q 82 M Hf7 87 81M SI 86 87 &9 S2 82 84S7 81 的燈燈 8? 898061 81 85 85 86 81 89 81 85 82 81 86 83 S6 89 81 84 跪魏帥M85SS8&gI E 84 82 83 8185 86 83 81 S2 82 SI 83 S2 3 S3 81 83 82 84 87 S7 87 81 88 KI K5 SG SR E2 S2 8-1 8

40、r El 85 8- K5 89 84 SI &2 85 81 84SLS9 8I 83 &1 87 36 83 86 89 SI 84 曲君2 87 84 87 s9 84gl 18.變換編碼 變換編碼：通過變換將空域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)來去除空間信號(hào)的冗余信息，減少 編碼數(shù)據(jù)。 二維離散余弦變換 4x4變換，8x8變換 二維離散余弦變換 例: 139 13 M9 153 155 155 155 155 陽 151 153 )5P L號(hào) 1至 毋 ISO I 55 160 163 國 154 1允 倒 15

41、S> 161 162 160 160 L5P 155 155 LCD 1?！? 】□ 102 L55 15$ 席 】61 1酊 1?！? 161 網(wǎng) 157 157 157 \61 諭 】63 162 157 157 L57 "2 聞 )1 明 M 15S 2J5 6 —10 -121 一5 20 2 1 一 1.7 -27 1 3 -116 -6 2 - 3.2 -29 -0J 0W ~13 - 10.9 -S3 ?1 6 15 0 2 7』 -0 6 -0

42、1 -T! — 1,5 tn 1 5 -0.1 00 03 一電力 -U 1.5 一。1 -0.7 Q0 】，3 18 Fo 1 -1 5 -DJ -BS 1 5 J 0 -L 0 —L 3 -0.4 -0 3 T5 -0 5 17 1」 -08 -16 1.6 -3 8 —T.S 1中 13 —0.6 一。4 變換系數(shù)：直流（DC）系數(shù)，交流（AC）系數(shù) 19.量化 ? 量化原理：將含有大量的數(shù)據(jù)集合映射到含有少量的數(shù)據(jù)集合中。 反量化輸出 T J r1 T+3Q/2f

43、 i j p I I T t p** ■ ? * jy T.2Q.T.Q.T | j ] "i~~ ~ T T+Q T+2Q 量化輸入 ! 1……-T-Q/2 ri I I I 1 -T-3Q/2 量化輸出 量化輸入 量化輸出 012345^789 Input levels 重構(gòu)亶 般情況下量化后高頻部分包含大量的零系數(shù)

44、 -1 D ? 「AN 22_ -1 7 —17 Li -124 rin "I1 t i -3□ -0 1 94 -L j 一 -9 3 -1 If 01 一口金 -UH -■ t -71 一】 DI 15 OJ -DLl DU 9.1 -6fl -c s IS 1 ti -D t -OlT OA LI ]t -0 1 ■lL0 T 1 -01 1.0 -to

45、 -i 3 7? 7 J -1 5 -U3 | 11 ■g -21i ]a -JI T 1 】9 u 14 11 W L6 a 啊 11 引 JJ 12 H 胃 產(chǎn). 55 14 :停 14 H 罰 * 14 ］了 ri" 五 "5i" "訐 同 tl 11 加 w 1 5# 1D0 l X J5 u 04 KI ICHI IL] 年 杼 HL 310 】優(yōu) n 幅 tn IQQ ]3 D

46、 -t 0 6 Di 0 -T 一】 fl Q iO 0 D -1 T d D 0 01 Q 0 1 口 g 0 4 * 0 0 ■ fl 4 小 曲 4 J 1 Q Q 1 9 g 0 Q 力 0 0- 4 * D * Q * 『 9 I 9 量化對主觀質(zhì)量的影響 20.掃描 Px,y 量化后圖像 （巴/8）/13）力6 掃描：將二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一維的數(shù)據(jù)序列。

47、 8x8 Zigzag掃描示意圖 15 0 -1 0 0 D 0 0 —2 —1 0 n Q 口 a 0 - 1 —1 0 0 0 Q 9 0 D 0 0 U Q Q 0 Q 0 0 G 1 B 0 0 0 0 0 0 1 Q 0 V Q 0 0 0 14 0 0 9 a 0 0 ?4 0 0 0 0 8x8變強(qiáng)

48、量化系數(shù) 掃描后的變換量化系數(shù) 21.嫡編碼 ? 嫡編碼：根據(jù)符號(hào)出現(xiàn)的概率，對經(jīng)常出現(xiàn)的符號(hào)分配較短的碼字，對不常出現(xiàn)的 符號(hào)分配較長的碼字。 ? Level-Run編碼：用數(shù)據(jù)中非零值和其前面非零值之間出現(xiàn)零值的個(gè)數(shù)重新描述量 化系數(shù)序列為(Level , Run )二元組序列 15, 0, 2 -1, -1, -1. 0, 0, -1. 0…… (⑸ 6,(2 1)JF 0) JL 0),(1 0), (4,2), EOB 變長編碼 將編碼碼流控制在目標(biāo)碼率范圍內(nèi)。 般通過調(diào)整量化參數(shù)的手段控制碼率 幀級控制 條帶級控制 宏塊級控制 碼率控

49、制考慮的問題 防止碼流有較大的波動(dòng)，導(dǎo)致緩沖區(qū)發(fā)生溢出, 同時(shí)保持緩沖區(qū)盡可能的充滿，讓圖像質(zhì)量盡可能的好而且穩(wěn)定 CBR (Constant Bit Rate ) 比特率穩(wěn)定，但圖像質(zhì)量變化大 VBR (Variable Bit Rate ) 比特率波動(dòng)大，但圖像質(zhì)量穩(wěn)定 碼率控制算法 碼率分配 碼率控制 碼率控制屬于非標(biāo)準(zhǔn)技術(shù) 編碼

50、端有，解碼端沒有 第5章預(yù)測 1 .預(yù)測技術(shù) ? 目的：去除空間冗余和時(shí)間冗余。 ? 視頻存在大量的空間冗余和時(shí)間冗余 ? ? 空間冗余：用幀內(nèi)預(yù)測編碼去除 ? ? 基于塊的幀內(nèi)預(yù)測 ? 時(shí)間冗余：用幀間預(yù)測編碼去除 ? ? 基于塊匹配(Block Matching )的幀間預(yù)測 ? 預(yù)測后得到去除大部分空間或時(shí)間冗余的殘差 2 .空間冗余 ? 圖像空間相鄰像素具有很強(qiáng)的相關(guān)性。 ? 幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)去除空間冗余 原始圖像 3.亮度預(yù)測模式 幀內(nèi)預(yù)測圖像 [I sr

51、 平面模式的計(jì)算,"心y]= Chp(_(u + 3 K(工-7) + = O . 7) + ] 6) >> 5) 面 a = ]6x((i-l,]y] Ml5m 8=(5xH+32) 6 T c=(5xK + 32)6 H - y(x> 1) X O(8 + <-l]-46 - K J ID x-0 〃 =^(y+0 x(p{-1,8+y i - 4-1,6 - y ]) Cltpi p)， P* 0. 25 士 Q M p M 355 ?《0 "255 左下 右下 4.色度預(yù)測模式 ?常用的色度預(yù)測模式： [ H ] | 『， ]

52、 門 口尸 水平 DC 5.時(shí)間冗余 ? 視頻圖像在時(shí)間上有較強(qiáng)的相關(guān)性，即存在時(shí)間冗余 去除時(shí)間冗余的編碼技術(shù) 運(yùn)動(dòng)估計(jì)(Motion Estimation , ME) 為待編碼塊搜索最相似的預(yù)測塊 記錄運(yùn)動(dòng)矢量(Motion Vector , MV) 記錄預(yù)測殘差: 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(Motion Compensation MC ) 根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量獲取預(yù)測塊 根據(jù)預(yù)測殘差計(jì)算重構(gòu)塊： 二 三, 第弘曾 兩幀之差 6.運(yùn)動(dòng)模型 ?平移： ?仿射： ?雙線性: （最常用的一種模型） = a?x+aQly+^x y =

53、V+atly+^y = a" + y +傳刃》+△主 y = %工 + / J + q 9V +a v (1)平移 X = X+△戈 ?平移： ?適用于塊匹配的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 ?運(yùn)動(dòng)矢量表達(dá)簡單 當(dāng)前幀 身66國 運(yùn)動(dòng)矢量情況 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像

54、 7.匹配準(zhǔn)則 ?匹配準(zhǔn)則:衡量待預(yù)測塊和預(yù)測塊之間的相似度 ?絕對值 I4H （Sum of Absolute Differences! SAD）； SAD（A$4y）= 2 歸（x,y）-/i（x+d"十4,） ?平方號(hào)和（Sum of Squared Differences，SSD）： x?k+n y*; + w 3SO（3"）= Z （片（$y）-匕 1（K+△抽3+占了）f ?簡化的SAD： 戶/*E 4D52y）二 X

55、厲（*,切一方.（工*3d也到 mJt j*j y/*w I |g"Jbira y X 瑪（3）*1—qJ2）HE 1以刃- I 3 j-/ I I r-J *-A 2 ?簡化的SSD, K-t-Nl 尸，*F 息出&占4的= X（E*> J?-fc（A +aX，7+a5）） e r rBttB/-7*ra 士 2小與方-215+5戶少尸= -a h* 廣 了 t 曹h r - ji-j* 1■*■+/-j+ Z片住，4- - 工斗心 8.匹配準(zhǔn)則簡化 簡化技術(shù)方法 ? ? 分別計(jì)算當(dāng)前塊和預(yù)測塊的象素值和 ? 根據(jù)簡化形式，比較當(dāng)前塊和預(yù)測塊

56、 可以確 如果用簡化準(zhǔn)則對預(yù)測塊和當(dāng)前塊比較的結(jié)果比以前最好的結(jié)果差, 定預(yù)測效果不好，不必對預(yù)測塊再進(jìn)行比較。 9 .運(yùn)動(dòng)估計(jì) ? 去除視頻圖像的時(shí)間冗余 ? 運(yùn)動(dòng)估計(jì)在搜索范圍內(nèi)為當(dāng)前塊尋找匹配最好的預(yù)測塊 ? 全搜索方式的運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算復(fù)雜度高 -7 -2 0

57、 10 .全搜索復(fù)雜度分析 ? 圖像大?。篗xM ? 預(yù)測塊大?。篘xN 搜索范圍：（-R , R） 每個(gè)搜索點(diǎn)象素比較個(gè)數(shù)： N2 搜索點(diǎn)個(gè)數(shù)(2R+1) 2 2=(2R+1) 2M2 在搜索范圍內(nèi)的象素比較個(gè)數(shù)總和 N2(2R+1) 2 一幀圖像所有塊的全搜索象素比較個(gè)數(shù)總和 N2(2R+1) 2(M/N) 例：M=512 , N=4 , R=8 ,幀率：30 幀/秒 (2R+1) 2M 2 =17 2X512 2 =75759616 次/幀 =75759616x30 次/秒 =2272

58、788480 次/秒 采用SSD匹配準(zhǔn)則：每次象素比較需 1個(gè)減法，1個(gè)乘法, 搜索計(jì)算每秒需要 2272788480x2 次加減法和2272788480 1個(gè)加法，則上述全 次乘法操作。 11 .快速運(yùn)動(dòng)估計(jì) 在保持預(yù)測精度的同時(shí)減少運(yùn)動(dòng)估計(jì)的搜索次數(shù)。 ? ? 三步搜索(Three Step Search , TSS) ? 二維 Log 搜索(2D Logarithmic Search , 2DLOG ) ? 正交搜索(Orthogonal Search Algorithm , OSA ) ? 十字搜索(Cross

59、 Search Algorithm , CSA) ? 新三步搜索(New Three Step Search , NTSS ) ? 四步搜索(Four Step Search , FSS) ? 共軻方向搜索(Conjugate Direction Search , CDS) ? 梯度下降搜索(Gradient Descent Search , GDS) ? 層次塊搜索(Hierarchical Block Matching Algorithm , HBMA ) 12 .三步搜索 ? 由粗到精搜索最優(yōu)點(diǎn)，初始步長為 R/2. ? 第一步：檢查起始點(diǎn)和其周圍步長為 R/2的8個(gè)點(diǎn)，

60、將最優(yōu)點(diǎn)作為第二步的起始點(diǎn)； ? 第二步：以新的起始點(diǎn)為中心檢查其周圍步長為 R/4的8個(gè)點(diǎn)，找到最優(yōu)點(diǎn)作為第 三步的起始點(diǎn)； ? 第三步：以新的起始點(diǎn)為中心檢查其周圍步長為 R/8的8個(gè)點(diǎn)，找到最優(yōu)點(diǎn)，如果 R/8=1則搜索終止，最優(yōu)點(diǎn)位置的預(yù)測塊作為最優(yōu)的預(yù)測塊，否則重復(fù)該過程直到 R/n 2=1 ; 9+8+8=25 每一步采用十字搜索模式 如果每一步的最優(yōu)點(diǎn)為中心點(diǎn)或者搜索窗的邊界點(diǎn)，搜索步長減半，否則搜索步長 兩個(gè)搜索路徑一個(gè)需要 5+3+3+8=19 ,另外一個(gè)需要 5+3+2+3+2+8=23 三步搜索方法檢查點(diǎn)的個(gè)數(shù)為 1+8log 2 (d+1 ),

61、當(dāng)d=8時(shí)，檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)為 13.二維Log搜索 當(dāng)搜索步長為1時(shí)，中心點(diǎn)周圍的 8個(gè)點(diǎn)都要檢查 ?第一步 第二米  -S -4 -2 0 2 4 6 K ?■第，加 ■第二步 ▲第二步 ?第四劣 ★第五步 ▼第六步 14 .正交搜索 ? 起始搜索步長 R/2 ,從起始點(diǎn)開始水平搜索三個(gè)點(diǎn)，得到最優(yōu)點(diǎn)并沿著最優(yōu)點(diǎn)垂直 方向搜索相鄰的兩個(gè)點(diǎn)，得到最優(yōu)點(diǎn)，以搜索步長為 R/4再以同樣的方式先水平再 垂直搜索，當(dāng)步長為 1時(shí)停止搜索 ? 搜索方法檢查點(diǎn)的個(gè)數(shù)為 1+4log 2（d+1）,當(dāng)d=8時(shí)，檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)為 3+2+2+2+2+2=13 。 15 .

62、十字搜索 "+"形狀十字搜索，然后 起始搜索步長 R/2 ,從起始點(diǎn)開始以"X"形十字搜索，當(dāng)搜索步長降為1時(shí)，如果上 步的最優(yōu)點(diǎn)為中心點(diǎn)，左上點(diǎn)或右下點(diǎn)，則這一步搜索以 結(jié)束搜索，否則還是以"X"形十字搜索，然后結(jié)束搜索。 十字搜索方法檢查點(diǎn)的個(gè)數(shù)為 1+4log 22d ,當(dāng)d=8時(shí)，檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)為5+4+4+4=17 16.新三步搜索 ? 與三步搜索方法不同的是，考慮到運(yùn)動(dòng)矢量高的中心分布特點(diǎn)，新三步搜索方法， 除了圍繞起始點(diǎn)為中心搜索步長為 R/2的8個(gè)點(diǎn)之外，在起始點(diǎn)周圍增加了步長為 1的8個(gè)搜索點(diǎn)，如果最優(yōu)點(diǎn)為步長為 1的8個(gè)搜索點(diǎn)之一，則在最優(yōu)點(diǎn)鄰近的三

63、 個(gè)點(diǎn)中搜索最優(yōu)點(diǎn)，然后結(jié)束搜索，否則，和三步搜索方法過程一樣 ? 其中一個(gè)搜索路徑需要檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)為 17+3=20 ,另一個(gè)需要17+8+8=33 。 17.塊梯度下降搜索 ? 該方法以起始點(diǎn)為中心搜索 8個(gè)步長為1的相鄰點(diǎn)，確定最優(yōu)點(diǎn)，再以最優(yōu)點(diǎn)為中 心搜索8個(gè)步長為1的相鄰點(diǎn)，如此循環(huán)下去，不限制搜索步驟，但當(dāng)搜索得到的 最優(yōu)點(diǎn)為中心點(diǎn)或者到搜索窗的邊界，搜索終止。 18.層次塊搜索 ? 對編碼圖像和參考圖像下采樣，分別得到編碼圖像和參考圖像的下采樣圖像，未經(jīng) 采樣處理的編碼圖像和參考圖像屬于第 0層，一次下采樣的編碼圖像和參考圖像屬 于第1層，^?第1層

64、圖像再進(jìn)行下采樣得到的編碼圖像和參考圖像屬于第 2層，依 次重復(fù)上述過程，得到第 n層下采樣的編碼圖像和參考圖像。 ? 然后在n層下采樣參考圖像的搜索范圍中找到與下采樣編碼圖像塊最佳匹配塊的 MV ,該MV作為n-1層的運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索范圍的中心點(diǎn)，依次重復(fù)上述過程，直到 n=0為止，此時(shí)得到的最佳匹配塊就是編碼圖像的預(yù)測塊，其對應(yīng)的 MV為最終的 最優(yōu)MV。 例子：n=3層次塊搜索 19.搜索算法復(fù)雜度比較 算法 復(fù)雜度〔最壞情況） 優(yōu)點(diǎn) 蹣點(diǎn)1 FS (2R+iy 能搜索到墨性的匹配柒 聿常高的i+*代價(jià) TSS 1+6log 保持逆翻桂鼓的同時(shí).

65、 收低的復(fù)雜度 不適合小的運(yùn)動(dòng)擅素 NTSS 1+8log；(d+-l)+8 對于小的運(yùn)動(dòng)覆索比 TSS更有效 對于大的運(yùn)動(dòng)搜索.比 TSS更復(fù)雜 OSA 1+4臉("1) 豆雜度比TSS里賽 不道合小的運(yùn)動(dòng)樓震 CSA 1+4lQg.2d 匿妣麼比TSS更假 攜費(fèi)點(diǎn)技少，性能路低 H&MA 中算迂法定 「 式用FK淌圖像運(yùn)動(dòng)信 計(jì) 比TS更夏雜 GDS gmn為楔索少胃次數(shù)） 非辱適合小運(yùn)動(dòng)攫索 對于大的運(yùn)動(dòng)攫索作存 里雜 20 .分像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 時(shí)域運(yùn)動(dòng)位置更可能在整象素之間，即分像素上。 利用相鄰的整象素可以估計(jì)

66、出分象素的值 常用線性或雙線性插值得到分象素的值。 分象素運(yùn)動(dòng)估計(jì)有更高的預(yù)測精度，但復(fù)雜度也更高, 1/2分象素運(yùn)動(dòng)估計(jì)，圖像存儲(chǔ)空間增加 4倍，運(yùn)動(dòng)矢量需要放大 2倍，1/4 分象素運(yùn)動(dòng)估計(jì)，圖像存儲(chǔ)空間增加 16倍，運(yùn)動(dòng)矢量需要放大 4倍，計(jì)算 復(fù)雜度也成倍增加。 例：最佳預(yù)測塊的MV不是 0明方感位白 ……而是『必⑸) 搜索窗口 21.分像素插值 22.多參考幀預(yù)測 b - + asE + h = axA + %D + a3H + a4K J = a[bb + aji + a^m + aycc a = BQ 十 P、b f三四b + Bj 有更多的候選圖像，搜索更精確的預(yù)測塊 需要更多的參考圖像存儲(chǔ)空間 23.圖像分塊編碼 碼流需要標(biāo)識(shí)參考幀索引的語法元素 第1幀 第2幀 預(yù)測殘差（16x16塊ME） 預(yù)測殘差（8x8塊ME） 預(yù)測殘