16四月202413第13章MPEG電視13.1電視圖像的數(shù)據(jù)率13.1.1ITU-RBT.601標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率 使用4:2:2的采樣格式，亮度信號(hào)Y的采樣頻率選擇為13.5MHz/s，而色差信號(hào)Cr和Cb的采樣頻率選擇為6.75MHz/s，在傳輸數(shù)字電視信號(hào)通道上的數(shù)據(jù)傳輸率就達(dá)到為270Mb/s(兆比特/秒)Date2即亮度(Y): 858樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本≈135兆比特/秒(NTSC) 864樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本≈135兆比特/秒(PAL)Cr(R-Y): 429樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(NTSC) 429樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(PAL)Cb(B-Y): 429樣本/行×525行/幀×30幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(NTSC) 429樣本/行×625行/幀×25幀/秒×10比特/樣本≈68兆比特/秒(PAL) 總計(jì):27兆樣本/秒×10比特/樣本=270兆比特/秒Date3實(shí)際上，亮度(Y):720×480×30×10≈104Mb/s(NTSC)720×576×25×10≈104Mb/s(PAL)色差(Cr，Cb):2×360×480×30×10≈104Mb/s(NTSC)2×360×576×25×10≈104Mb/s(PAL)總計(jì):～207Mb/s13.1.2電視圖像數(shù)據(jù)率的估算數(shù)字電視轉(zhuǎn)換成公用中分辨率格式CIF(CommonIntermediateFormat)：352×240×30×8×1.5≈30Mb/s(NTSC)352×288×25×8×1.5≈30Mb/s(PAL)MPEG-1技術(shù)所能獲得的壓縮比： 30/1.15≈26:1高清：1920*1080，1280*720，1600*1200，。。。。。。？？Date413.1.3電視圖像數(shù)據(jù)率的估算子采樣使用4:2:0格式，每個(gè)樣本的精度為8比特，數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率就減小到124Mb/s，即720×480×30×8×1.5@124Mb/s(NTSC)720×576×25×8×1.5@124Mb/s(PAL)壓縮比為： 124/4.1≈30:1。Date513.2數(shù)據(jù)壓縮算法13.2.1簡(jiǎn)介MPEG-Video圖像壓縮技術(shù)基本方法和方法可以歸納成兩個(gè)要點(diǎn)：①在空間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)壓縮算法來(lái)去掉冗余信息。②在時(shí)間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用移動(dòng)補(bǔ)償(motioncompensation)算法來(lái)去掉冗余信息。Date6表13-1電視圖像壓縮利用的各種冗余信息種類內(nèi)容目前用的主要方法統(tǒng)計(jì)空間冗余像素間的相關(guān)性變換編碼，預(yù)測(cè)編碼特性時(shí)間冗余時(shí)間方向上的相關(guān)性幀間預(yù)測(cè)，移動(dòng)補(bǔ)償圖像構(gòu)造冗余圖像本身的構(gòu)造輪廓編碼，區(qū)域分割知識(shí)冗余收發(fā)兩端對(duì)人物的共有認(rèn)識(shí)基于知識(shí)的編碼視覺(jué)冗余人的視覺(jué)特性非線性量化，位分配其他不確定性因素

Date7圖13-01MPEG專家組定義的三種圖像幀內(nèi)圖像I(intra)預(yù)測(cè)圖像P(predicted)雙向預(yù)測(cè)圖像B(bidirectionallyinterpolated)Date813.2.2幀內(nèi)圖像I的壓縮編碼算法圖10-02幀內(nèi)圖像I的壓縮編碼算法框圖Date913.2.3預(yù)測(cè)圖像P的壓縮編碼算法圖13-03移動(dòng)矢量的概念Date10圖13-04預(yù)測(cè)圖像P的壓縮編碼算法框圖Date11圖13-5移動(dòng)矢量(motionvector)的算法框圖Date12最佳匹配:是指這兩個(gè)宏塊之間的差值最小。通常以絕對(duì)值A(chǔ)E(absolutedifference)最小作為匹配判據(jù)，以均方誤差MSE(mean-squareerror)最小作為匹配判據(jù)，以平均絕對(duì)幀差MAD(meanoftheabsoluteframedifference)最小作為匹配判據(jù)，其中，dx和dy分別是參考宏塊MRJ的移動(dòng)矢量d(dx,dy)在X和Y方向上的矢量

Date131.二維對(duì)數(shù)搜索法(2D-logarithmicsearch)Date142.三步搜索法(three-stepsearch)Date153.對(duì)偶搜索法(conjugatesearch)Date1613.2.4雙向預(yù)測(cè)圖像B的壓縮編碼算法Date1713.2.5電視圖像的結(jié)構(gòu)（GOP???）圖13-10MPEG電視幀編排表13-2MPEG三種圖像的壓縮后的典型值(比特)圖像類型IPB平均數(shù)據(jù)/幀MPEG-1CIF格式(1.15Mb/s)150000500002000038000MPEG-2601格式(4.00Mb/s)40000020000080000130000Date1812.3MPEG-2的配置和等級(jí)表13-03MPEG-2的配置配置(Profile)算法(Algorithms)High

(高檔)支持由空間分辨率可變配置(SpatialScalableProfile)提供的所有功能和其他規(guī)定功能子采樣各種：YUV4:2:2用于進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量Spatialscalable

(空間分辨率可變)支持信噪比可變配置(SNRScalableProfile)提供的所有功能和空間分辨率可變(Spatialscalablecoding)算法(2層)子采樣格式：YUV：4:2:0SNRscalable

(信噪比可變)支持基本配置(MainProfile)提供的所有功能和信噪比可變編碼(SNRscalablecoding)算法(2層)子采樣格式：YUV：4:2:0Main

(基本)非可變速率編碼算法支持隨機(jī)存取，B圖像預(yù)測(cè)方式子采樣格式：YUV：4:2:0Simple

(簡(jiǎn)化)除不支持基本配置(MainProfile)提供的B圖像預(yù)測(cè)功能外，基本配置的其他所有功能都支持子采樣格式：YUV：4:2:0Date19表13-04MPEG-2的等級(jí)等級(jí)(Level)參數(shù)(Parameters)說(shuō)明

HIGH(高級(jí))

1920samples/line1920樣本/行1152lines/frame1152行/幀60frames/s60幀/秒80Mb/s80兆比特/秒

HIGH1440(高級(jí)1440)

1440samples/line1440樣本/行1152lines/frame1152行/幀60frames/s60幀/秒60Mb/s60兆比特/秒

MAIN(基本級(jí))

720samples/line720樣本/行576lines/frame576行/幀30frames/s30幀/秒15Mb/s15兆比特/秒

LOW(低級(jí))

352samples/line352樣本/行288lines/frame288行/幀30frames/s30幀/秒4Mb/s4兆比特/秒Date20表13-05MPEG-2配置等級(jí)和參數(shù)級(jí)Level＼Profile

(等級(jí)＼配置)Simple(簡(jiǎn)化型)Main

(基本型)SRNScalability

(信噪比

可變型)SpatialScalability

(空間分辨率

可變型)High

(高檔型)High

(高級(jí))

4:2:01920×1152×6080Mb/sI,P,B

4:2:0,4:2:21920×1152×6080Mb/sI,P,BHigh-1440

(高級(jí)1440)

4:2:01440×1152×6060Mb/sI,P,B

4:2:01440×1152×6060Mb/sI,P,B4:2:0,4:2:21440×1152×6060Mb/sI,P,BMain

(基本級(jí))4:2:0720×576×3015Mb/sI,P4:2:0720×576×3015Mb/sI,P,B4:2:0720×576×3015Mb/sI,P,B

4:2:0720×576×3020Mb/sI,P,BLow

(低級(jí))

4:2:0352×288×304Mb/sI,P,B4:2:0352×288×304Mb/sI,P,B

Date2113.4MPEG-4電視圖像編碼13.4.1電視圖像對(duì)象區(qū)的概念圖13-11普通MPEG-4編碼器和MPEG-4VLBV核心編碼器Date2213.4.2電視