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非线编系统中最常见的视频压缩技术

2011/3/21 11:14:06 浏览:2108 来源:收集

由于视频信号数字化后其数据量十分庞大,基于对数据流速率和储存介质的考虑,对大多数 用户而言,采用视频压缩的非线性编辑系统仍是必然的选择。对于“非编”来讲,压缩方式 的选 择首先要考虑的是视频质量问题;其次是提高压缩效率、兼容性、开放性和格式间转换的 损失等方面的问题。
    视频压缩格式很多,QuickTime,Indeo和Cinepak都没有提供对声音的压缩,基本都是以软 件压缩/解压缩为主,包括H261,H263在内都存在帧频低、图像质量差或需专门的平台支 持等问题,因此都不适于在广电领域使用。然而,M-JPEG,DV和MPEG-2在硬件的支持下,可以保证在支持正常的视频帧频率情况下,提供相当好的图像质量。目前,M-JPEG,MPEG-2,DV是“非编”所采用的主要压缩技术,其特点及发展使用的情况有所不同。
    1M-JPEG压缩技术
    JPEG(Joint Photographic Experts Group,联合图像专家组)标准是ISO(International  Standards Organization国际标准组织)制定的静止图像压缩标准之一,其他如JBIG(J oint Bi-level Imaging Group联合两级图像编码专家组)标准,ITU-T(International  Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector, 国际电联 电信标准化部门)的G3,G4标准等。
    JPEG可支持很高的图像分辨率和量化精度,有无损压缩模式和多种有损压缩模式。JPEG的无损预测编码算法不使用DCT(离散余弦变换)方法,其预测编码具有硬件容易实现、图像还原后质量好等特点,对于中等复杂程度的彩色图像,可达到大约2∶1的压缩比;JPEG基于DCT的有损编码算法包括基本系统和增强系统,使用霍夫曼编码、算术编码等技术,其压缩比可达到20∶1,25∶1。
    M-JPEG(Motion-JPEG)是针对活动图像而优化的JPEG压缩方式。我们知道,视频信号有25帧/s(PAL制)静止图像,对视频信号的每一帧都进行JPEG压缩处理,便可得到一系列连 续的压缩图像(.JPG)序列。以PAL制为例,对每一帧未经压缩的视频图像(720×576×16  b its),M-JPEG算法先进行离散余弦变换得到频率矩阵,再除以Q因子(量化矩阵),此时就 产生了视频信号损失,然后采用编码技术进行编码,编码过程均属于无损压缩编码。其中,量化是为了达到压缩数据的目的,利用人眼 对高频信号敏感而对低频信号不敏感的视觉特性,对在图像中占有较大能量的低频成分 ,赋予较小的量化间隔和比特数以获得较高的压缩比。显然,量化矩阵Q因子越大,压缩比就越高,得到的图像数据所占空间越小,图像损失越大。当然,压缩比的选择要以图像损失能够使人接受为前提。

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