視頻技術
2012年01月13日 點擊數: 18027 字體: 大 中 小
1.1視頻壓縮與傳輸技術
視頻壓縮原理 ： 運動估算與補償預測
基于塊的視頻編碼技術，假定圖像塊的運動是平移，即認為當前幀中某塊是由參考幀中的某塊按照水平和垂直方向的平移而得到的，這個平移的距離和方向稱為運動向量。
從參考幀中查找與當前編碼塊的最佳匹配塊的過程稱為運動估算。估算的前提是假設兩幀圖像塊在時間和空間上沒有光線的變化，即對應像素亮度和顏色是一致的。
設計色標識別
塊尺寸的劃分和選擇
傳統標準的塊尺寸為：16×16像素
H.264將塊尺寸分為：7種
H.264/AVC介紹
JVT（Joint Video Team，視頻聯合工作組）于2001年12月在泰國Pattaya成立。它由ITU-T和ISO兩個國際標準化組織的有關視頻編碼的專家聯合組成。JVT的工作目標是制定一個新的視頻編碼標準，以實現視頻的高壓縮比、高圖像質量、良好的網絡適應性等目標。目前JVT的工作已被ITU-T接納，新的視頻壓縮編碼標準稱為H.264標準，該標準也被ISO接納，稱為AVC（Advanced Video Coding）標準，是MPEG-4的第10部分。
H.264/AVC的技術特征
• 分層設計
H.264的算法在概念上可以分為兩層：視頻編碼層（VCL：Video Coding Layer）負責高效的視頻內容表示，網絡提取層（NAL：Network Abstraction Layer）負責以網絡所要求的恰當的方式對數據進行打包和傳送。在VCL和NAL之間定義了一個基于分組方式的接口，打包和相應的信令屬于NAL的一部分。這樣，高編碼效率和網絡友好性的任務分別由VCL和NAL來完成。
• 高精度、多模式運動估計
H.264支持1/4或1/8像素精度的運動矢量。在1/4像素精度時可使用6抽頭濾波器來減少高頻噪聲，對于1/8像素精度的運動矢量，可使用更為復雜的8抽頭的濾波器。在進行運動估計時，編碼器還可選擇"增強"內插濾波器來提高預測的效果。
在H.264的運動預測中，一個宏塊（MB）可以按圖2被分為不同的子塊，形成7種不同模式的塊尺寸。這種多模式的靈活和細致的劃分，更切合圖像中實際運動物體的形狀，大大提高了運動估計的精確程度。
在H.264中，允許編碼器使用多于一幀的先前幀用于運動估計，這就是所謂的多幀參考技術。
• 4×4塊的整數變換
H.264與先前的標準相似，對殘差采用基于塊的變換編碼，但變換是整數操作而不是實數運算，其過程和DCT基本相似。這種方法的優點在于：在編碼器中和解碼器中允許精度相同的變換和反變換，便于使用簡單的定點運算方式。
• 統一的VLC
H.264中熵編碼有兩種方法，一種是對所有的待編碼的符號采用統一的VLC（UVLC ：Universal VLC），另一種是采用內容自適應的二進制算術編碼（CABAC：Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）。
• 幀內預測
在先前的H.26x系列和MPEG-x系列標準中，都是采用的幀間預測的方式。在H.264中，當編碼Intra圖像時可用幀內預測。它不是在時間上，而是在空間域上進行的預測編碼算法，可以除去相鄰塊之間的空間冗余度，取得更為有效的壓縮。
• 面向IP和無線環境
H.264草案中包含了用于差錯消除的工具，便于壓縮視頻在誤碼、丟包多發環境中傳輸，如移動信道或IP信道中傳輸的健壯性。
1.2 圖形圖像處理
數字圖像處理又稱為計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉換成數字信號并利用計算機對其進行處理的過程。數字圖像處理主要研究的內容包括：
• 圖像變換
• 圖像編碼壓縮
• 圖像增強和復原
• 圖像分割
• 圖像描述
• 圖像分類（識別）
