数字图像处理数字图像与视频处理技术课件.ppt

1、12/4/2022a教学建议教学建议6 6 8 812/4/2022a教学提示教学提示 图像与视频是两种最常见的可视媒体。图像、视频的获取、处理与数字化技术是多媒体信息处理的重要内容。本章以数字图像处理为基础，首先介绍数字图像处理技术，然后，介绍视频处理技术及应用。教学目标教学目标 通过本章的学习，要求掌握多媒体技术中有关图像、视频数字化的基本概念、方法、技术与应用等知识。3 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 1 基本概念基本概念2 数字图像数据的获取与表示数字图像数据的获取与表示3 图像的基本属性图像的基本属性4 图像处理软件图像处理软件

2、Photoshop 应用举例应用举例5 视频的基本知识视频的基本知识 4 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 6 6 视频的数字化视频的数字化7 7 数字视频标准数字视频标准8 8 视频信息的压缩编码视频信息的压缩编码9 Windows 9 Windows 中的视频播放软件中的视频播放软件10 10 数字视频的应用数字视频的应用 5 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n按其生成方法按其生成方法，可以分为两大类，可以分为两大类：a、是从现实世界中通过数字化设备获取的图像，它们称为取样图像(s

3、ampled image)、点阵图像(dot matrix image)、位图图像(bit map image)，以下简称图像(image)；b、是计算机合成的图像，它们称为矢量图形(vector graphics)，或简称图形(graphics)。n按照取样点表示方式的不同按照取样点表示方式的不同，数字数字图像还可以分为：图像还可以分为：a、两值图像 b、灰度图像 c、彩色图像 6 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n图像的获取图像的获取：是指从现实世界中获得数字图像的过程。图像扫描仪可用于对印刷品、照片或照相底片等进行扫描输入，用数码相

4、机或数码摄像机可对选定的景物进行拍摄。n图像获取的过程图像获取的过程:实质上是模拟信号的数字化过程。7 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n数字图像的最基本单位：数字图像的最基本单位：像素（Picture element,简写为pel）。像素对应于图像数字化过程中的一个取样点。n图像的编码图像的编码：将一幅数字图像中的数据按一定的方式进行组织。为了减少数字图像的存储空间往往要进行压缩编码，支持图像压缩编码有许多国际标准和文件存储格式。如BMP、GIF、TIFF、JPEG、JPEG2000等。8 12/4/2022 Multimedia Te

5、chnology&Application n视频：视频：它是由连续的随着时间变化的一组图像(或称帧)组成。视频是影像视频的简称。n由于人类“视觉暂留”的生理现象，当1秒钟内连续播放多幅相互关联的静止图像时就会产生运动的感觉，即运动视频。即：图像可以看作视频的特例。9 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n图像数据的获取图像数据的获取是图像数字化的基础。n获取的过程获取的过程实质上是模拟信号的数字化过程.n处理步骤处理步骤大体分为三步：(1)采样。(2)分色。(3)量化。10 12/4/2022 Multimedia Technology&Ap

6、plication 从数字图像的获取过程可以知道，一幅取样图像由M(行)，N(列)个取样点组成，每个取样点是组成取样图像的基本单位，称为像素.n黑白图像的像素只有1个亮度值.n彩色图像的像素是矢量，它由多个彩色分量组成，一般有3个分量(R-红，G-绿，B-蓝).11 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 取样图像在计算机中的表示方法是:单色图像用一个矩阵来表示；彩色图像用一组矩阵来表示.n矩阵的行数称为图像的垂直分辨率n矩阵的列数称为图像的水平分辨率1.矩阵中的元素是像素颜色分量的亮度值，使用整数表示，一般是8位至12位。12 12/4/202

7、2 Multimedia Technology&Application 蓝色分量绿色分量红色分量图3.2 彩色图像的表示13 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。它是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为840480表示显示屏分成480行，每行显示840个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图像质量也就越高。14 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 它是指组成一幅图像的像素密度的

8、度量方法。对同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。相反，图像显得越粗糙。注意：图像分辨率与显示分辨率是两个不同的概念。图像分辨率是确定组成一幅图像的像素数目，显示分辨率是确定显示图像的区域大小。15 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 即像素的所有颜色分量的二进制位数之和，它决定了不同颜色（亮度）的最大数目。或者是确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数。例如，一幅彩色图像的每个像素用R，G，B三个分量表示，若每个分量用8位，那末一个像素共用24位表示，就说像素的深度为24，每个像素可以是22

9、4=18 777 218种颜色中的一种。在这个意义上，往往把像素深度说成是图像深度。表示一个像素的位数越多，它能表达的颜色数目就越多，而它的深度就越深。16 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 颜色空间的类型，指彩色图像所使用的颜色描述方法，也叫颜色模型。显示彩色图像的电视机和计算机显示器色彩显示原理主要基于图像的颜色模型。如图3.3所示。组合这三种光波以产生特定颜色称为相加混色，称为RGB相加模型。相加混色是计算机应用中定义颜色的基本方法。17 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 1.真彩

10、色真彩色(true color)：真彩色是指在组成一幅彩色图像的每个像素值中，有R,G,B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度，这样产生的彩色称为真彩色。2.直接色直接色(direct color)(direct color)：通过相应的彩色变换表找出基色强度，用变换后得到的R,G,B强度值产生的彩色称为直接色。18 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 3.3.伪彩色伪彩色(pseudo color)：伪彩色图像的含义是，每个像素的颜色不是由每个基色分量的数值直接决定，而是把像素值当作彩色查找表(color look-up t

11、able,CLUT)的表项入口地址,去查找一个显示图像时使用的R,G,B强度值，用查找出的R,G,B强度值产生的彩色称为伪彩色。19 12/4/2022 Multimedia Technology&Application BMPBMP(BitMap-file)格式,BMP图像是微软公司在Windows操作系统下使用的一种标准图像文件格式。TIFFTIFF(Tagged Image File Format)格式，被大量使用于扫描仪和桌面出版，有许多图像图形应用软件支持这种文件格式。GIFGIF(Graphics Interchange Format)格式，GIF是目前因特网上广泛使用的一种图像文

12、件格式。JPEGJPEG（the Joint Photographic Experts Group）格式是最流行的压缩图像文件格式，采用静止图像数据压缩编码的国际标准压缩，大量用于因特网和数码相机等。20 12/4/2022 Multimedia Technology&Application PhotoShop软件软件：美国Adobe公司开发的真彩色和灰度图像编辑处理软件。它被认为是目前世界上最优秀的图像编辑软件。PhotoShop功能与作用功能与作用：1、它提供多种图像涂抹、修饰、编辑、创建、合成、分色与打印的方法，并有许多增强图像的特殊手段，可广泛地应用于美工设计，广告及桌面印刷，计算机图

13、像处理，旅游风光展示，动画设计，影视特技等领域，是计算机数字图像处理的有力工具。21 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 2、PhotoShop运行在 Windows图形操作环境中，可支持TIF、TGA、PCX、GIF、BMP、PSD、JPEG等各种流行的图像文件格式。3、PhotoShop能方便地与如文字处理，图形应用，桌面印刷等软件或程序交换图像数据。4、PhotoShop支持的图像类型除常见的黑白、灰度、索引16色、索引256色和RGB真彩色图像外，还支持CMYK、HSB以及HSV模式的彩色图像。22 12/4/2022 Multime

14、dia Technology&Application 属性栏属性栏工具栏工具栏图象窗口图象窗口工作区工作区菜单栏菜单栏浮动面板浮动面板23 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 图层图层是一组可以用于绘制图像和存放图像的透明层。可以将图层想象为一组透明的胶片，在每一层上都可以绘图，它们叠加到一起后，从上看下去，看到的就是合成的图像效果。滤镜滤镜是Photoshop中最有特色的地方，也是最令人激动的地方。利用Photoshop提供的各种滤镜，可以制作出各种令人眼花缀乱的图像效果。24 12/4/2022 Multimedia Technology

15、&Application PhotoshopPhotoshop中的滤镜可以分为两种中的滤镜可以分为两种：1 1、PhotoshopPhotoshop自己内部带的滤镜，这些滤镜在安装自己内部带的滤镜，这些滤镜在安装了了PhotoshopPhotoshop之后，可以在滤镜菜单下看到。之后，可以在滤镜菜单下看到。PhotoshopPhotoshop提供了近百种内置的滤镜，每一种都提供了近百种内置的滤镜，每一种都可以产生神奇的效果；可以产生神奇的效果；2 2、三方开发的外挂滤镜，这种滤镜在安装了、三方开发的外挂滤镜，这种滤镜在安装了PhotoshopPhotoshop后，还需要另外安装这些滤镜后才可后

16、，还需要另外安装这些滤镜后才可以使用。以使用。25 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 例1制作晕映效果 晕映（Vignettes）效果是指图像具有柔软渐变的边缘效果。如图3.8所示。26 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 操作步骤如下：操作步骤如下：1）使用Photoshop打开一幅图像；2）在工具栏中选择椭圆套索工具；3）用椭圆套索工具在图像中选取所需的部分，图3.9（a）；4）执行Select菜单下的Feather命令，设置Feather值为40 pixels；5）执行Select菜

17、单下的Inverse命令或按Ctrl+Shift+I组合键来反转选择区域，图3.9（b）；6）设置背景色，如白色。7）按Del键用背景色填充选择区域，晕映效果即形成。图3.9（a）图3.9（b）27 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 在图3.10中，利用Photoshop可将第二幅图中的小狗添加到第一幅图中，由于是在水边，所以在制作时要考虑给第二只小狗制作水中倒影。图像合成并制作倒影效果后的图像如图3.10中的第3幅图所示。例2制作倒影效果。28 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 在Ph

18、otoshop图像制作过程中，可对一幅已有的图像加上下雨的特效，给人一种雨中摄影的效果。如图3.11中所示。例3制作雨中摄影效果。29 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 30 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n视频技术源于影视业,80年代初,由于个人计算机的迅速发展和普及,许多计算机公司便致力于研究将声音、图形、图像、视频作为新的信息媒体输入输出计算机。n计算机基本技术的进展,有效地带动了数字视频压缩算法和视频处理器结构的改进,能做到全屏幕、全运动的视频图像、高清晰度的静态图像,视频特

19、技三维实时的全电视信号以及高速真彩色图形。31 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n视频信号：连续的随着时间变化的一组图象连续的随着时间变化的一组图象 （24，25，30帧/秒），又叫运动图象或活动图象运动图象或活动图象n常见视频信号：电影，电视，动画电影，电视，动画n视频信号的特点：w 高分辨率（576行）w 色彩逼真（真彩色）w 人类接受的信息70%来自视觉,其中活动图象 是信息量最丰富、最直观、生动、具体的一种承载信息的媒体。w 视频信息的处理是多媒体技术的核心。32 12/4/2022 Multimedia Technology&A

20、pplication n模拟视频模拟视频w 目前，绝大多数视频的记录、存储和传输仍然是模拟方式。w 科学技术发展使人类已能对自然界中大多数物体进行模拟。w 真实的图形和声音是基于光亮度和声压值图形和声音是基于光亮度和声压值的。他们是空间和时间的连续函数,将图像和声音转换成电信号是通过合适传感器的使用来完成的。电视摄像机便是一种将自然界中真实图像转换为电信号的传感器。33 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n视频信号视频信号w 模拟视频信号是涉及一维时间变量的电信号，f(t),它可通过对Sc(x1,x2,t)在时间坐标t和垂直分量X2上采样得

21、到的。w 视频摄像机将摄像机前面的图像转换成电信号。电信号是一维的。图像是两维的,并在一个图像的不同位置有许多值。为了转换这个两维的图像成为一维的电信号,图像被以一种步进次序的方式来扫描这种方式称为光栅扫描(Raster Scan）。34 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 图3.12 光栅扫描 35 12/4/2022 Multimedia Technology&Application（-逐行扫描是在每一个t时间内对一个完整的图象进行扫描，它被称之为一帧。计算机行业对高分辨率采用逐行扫描的t为1/70秒。-电视行业使用2:1隔行扫描。其间依

22、次对称为奇数场和偶数场的奇数行和偶数行进行扫描。这样做目的是：在一个固定带宽下可降低闪烁。36 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n长宽比 4:3 or 16:9(aspect ratio)即图像水平扫描线的长度与图像竖直方向所有扫描线所复盖距离的比。n垂直分辨率（vertical resolution）同一帧面扫描线的数量。扫描线越多,垂直分辨率就越高。广播电视系统利用了每个帧面525(北美)或625(欧洲)线的垂直分辨率。n水平分辨率（horizontal resolution）当摄像机扫描点在线上横向移动时,传感器输出的电子信号连续地

23、变化以反映传感器所见图像部分的光亮程度。它依赖于扫描感光点的大小。37 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 同步(Synchronization)假如视频信号被用于调节阴极射线管电子束的亮度时,它能以和传感器却好一样的方式被扫描。将重新产生原始图像(显示扫描的原始图像),这在家用电视机和视频监视器中能精确地进行。因此,电子信号被送到监视器必须包含某些附加的信息,以确保监视器扫描与传感器的扫描同步。这个信息被称为同步信息。38 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 39 12/4/2022 Mu

24、ltimedia Technology&Application 总线数 有效线数 纵向分辨率 纵横比 水平分辨率 总象素 625 576 288 4/3 768 440 kb 525 484 242 4/3 645 310 kb 1050 960 675 16/9 600 720000 1250 1000 700 16/9 700 870000 1125 1080 540 16/9 600 575000PALi NTSCiHDTV(A)HDTV(E)HDTV(J)a.水平分辨率指能再现黑白相间的垂直线条的数目b.隔行扫描把一帧画面分成两场,主要目的是为了节省频带，降低行频c.垂直分辨率（总线数

25、）指一帧中的扫描线总数，有效线数 指可见的扫描线数目，纵向分辨率指每一场中可见的扫描 线数目40 12/4/2022 Multimedia Technology&Application w YUV空间(PAL)亮度分量 Y=0.3*R+0.59*G+0.11*B色度分量 U=(B-Y)*0.493色度分量 V=(R-Y)*0.877w YIQ空间(NTSC)亮度分量 Y=0.3*R+0.59*G+0.11*B色度分量 I=0.6*R-0.28*G-0.32*B色度分量 Q=0.21*R-0.52*G+0.31*B (优点：与黑白电视兼容；有利于压缩信号带宽)41 12/4/2022 Multi

26、media Technology&Application n视频信号的时间特性用视频帧率（Video frame rate）来刻画。n帧率越高,图像的运动就越流畅,大于每秒15帧便可产生连续的运动图象42 12/4/2022 Multimedia Technology&Application w continuity of motion(=15f/s)w non flicker(=50c/s)(PAL制式:25 frames/s,interlaced NTSC制式:30 frames/s,interlaced )575625全屏光点总数:575*(4/3)*575=440 kb(P)484*(

27、4/3)*484=310 kb(N)信号最高频率:440 k*25/2=5.5MHz(P)310 k*30/2=4.65MHz(N)行频:626x25=15.625kHz(P);525x30=15.75kHz(N)43 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 频道总带宽(MHz)视频信号带宽(MHz)扫描速率(Hz)8.0 5.5 1.8 1.8 50i NA 50i 6.0 4.2 1.0 0.6 59.94i NA 59.94i 9.0 10.0 5.0 5.0 59.94p 59.94p 59.94i 12.0 14.0 7.0 7.0 5

28、0p 100p 50i 30.0 20.0 7.0 3.0 60i 60i NAPALi NTSCiHDTV(A)HDTV(E)HDTV(J)Y R-Y B-Y 摄象机摄象机 HDTV 常规常规44 12/4/2022 Multimedia Technology&Application w 为便于电视信号远距传输，把三个分量信号以及同步信号复合成一个信号，然后才进行传输CVBS=Y+a*U*Sin(Wsc*t)+b*V*Cos(Wsc*t)(Wsc 为副载波频率)w 伴音信号与视频信号也复合在一起传输亮度亮度色度6MHz(NTSC)-1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0图象载波声音载

29、波色度副载波音频45 12/4/2022 Multimedia Technology&Application w 复合视频信号(VHS,用户级)w 为保证视频信号质量，近距离时可用分量视频信号传输 (R,G,B 或 Y,U,V)(Betacam，广播级或专业级)w 介于复合视频信号与分量视频信号之间的S-video(Y/C video)信号，由亮度和复合的色度信号组成。彩色空间转换(RGB=YUV)显示信号编码信号复合RGBYUVCVBSV SyncH Sync复合彩电信号46 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n录象带（模拟）n照相胶片/

30、数字相机（模拟、数字）nLD 光盘（模拟+数字）nVCD光盘（数字）nDVD光盘（数字）nMP3、MP4（数字）n移动硬盘（数字）47 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 目前世界上现行的彩色电视制式有三种：它们都是兼容制制式。这里说的“兼容”有两层意思：一是指黑白电视机能接收彩色电视广播，显示的是黑白图像，另一层意思是彩色电视机能接收黑白电视广播，显示的也是黑白图像，这叫逆兼容性。48 12/4/2022 Multimedia Technology&Application w 易于操作处理w 质量更好w 信息复制不会失真w 有利于传输w 有

31、利于存储w 可以与其它媒体组合使用w 可以生成标题信息（bits about bits）49 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 通过数字化设备如数码摄象机、数码照相机、数字光盘等获得；通过模拟视频设备如摄像机、录像机(VCR)等输出的模拟信号再由（采集）将其转换成存入计算机，以便计算机进行编辑、播放等各种操作。50 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n将分量视频信号数字化n例如，以亮度（Y）和色差（U，V）表示彩色画面的三个分量：w 对Y、U、V三个分量分别进行采样w 对Y、U、V三个分

32、量分别进行量化（色差分量的采样频率和量化精度,与亮度分量的处理 有所不同）51 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 52 12/4/2022 Multimedia Technology&Application videograbbervideobufferoverlayconversionTV coderVGAgraphicsVGAVRAMMMCPUDSPCodecdiscPCI busvideoRGB monitorTV set53 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n视频图象数字化通常

33、有两种方法。w 一种是复合编码，它直接对复合视频信号进行采样、编码和传输；w 另一种是分量编码，它先从复合彩色视频信号中分离出彩色分量，然后数字化。现在接触到的大多数数字视频信号源都是复合的彩色全视频信号 如录象带、激光视盘、摄象机等。对这类信号的数字化，如录象带、激光视盘、摄象机等。对这类信号的数字化，通常是先分离成或分量信号，然后用三个通常是先分离成或分量信号，然后用三个转换器分别对它们数字化。转换器分别对它们数字化。54 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 对复合视频信号的分离（或分量信号）分别滤波 转换器对它们转换数字化 加以编码。5

34、5 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 前置虑波采样量化PCM编码模拟视频信号 Y,U,V(13.5MHz)(6.75MHz)(8 bits)数字视频信息720 pel(可见部分)12 pel 132 pel水平扫描线(64us)每行象素的数目:13.5MHz*64us=864 pel,有效象素=720 (Y)6.75MHz*64us=432 pel,有效象素=360 (U,V)56 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 57 12/4/2022 Multimedia Technology&A

35、pplication*视频序列(SEQUENCE),可随机存取，有特定语义 *画面组(GOP)，可随机存取，编辑处理单位 *画面(Picture),主编码单位 *片(Slice),传输中的重同步单位 *宏块(Macro),运动补偿单位 *块(Block),DCT单位58 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n视频复合流由视频流、音频流及应用数据流组成，每个基本流分成许多“分组”(PACKET)n视频复合流由若干PACK组成n每个PACK中包含若干个分组n每个分组的长度可变n每个分组中均含有解码时间戳和表现时间戳，用于解决同步和实时问题。59

36、12/4/2022 Multimedia Technology&Application 国际无线电咨询委员会(International Radio Consultative Committee)就制定了彩色电视图像数字化标准，称为，。该标准规定了彩色电视图像转换成数字图像时使用的采样频率,RGB和YCbCr(或者写成YCBCR)两个彩色空间之间的转换关系等.1.彩色空间之间的转换彩色空间之间的转换 2.采样频率采样频率 3.有效显示分辨率有效显示分辨率 60 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n一个成功的标准必须满足商业的要求并且不限制革

37、新和竞争,最好的办法是只限定必要的性能指标,以此来确定基本功能以及重要的数据交换方法和接口等。n标准化就是国际化。n标准化工作的过程：研究，实验，测试；竞争，筛选，优化。标准是长期研究开发的成果，是工业界和科技界合作的成果。61 12/4/2022 Multimedia Technology&Application(1)国际标准 由国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)和国际电信联盟(ITU)制定。(2)国家标准 由各国国家标准委员会制定.如中国的GB,美国的 ANSI,德国的DIN和日本的JIS等。(3)公共规范(Public Specifications)或地区标准 由多家公司

38、或一 些地区性的联合组织(Consortium)共同开发。如早 期的网络协议TCP/IP标准等。(4)企业(实用)标准(De-Facto Standard)它由一家公司开发,并被 市场接受,如MS Win 95 软件标准。62 12/4/2022 Multimedia Technology&Application (1)ISO/IEC的联合技术委员会JTC1的分委会(SC)SC17,SC31 Data Capture and Identification System SC18 Document Processing 文件处理与相关通信;SC21 SC11,SC23 Information I

39、nterchange Media（磁盘，光盘）SC6，SC25，SC256 Networking&Interconnects SC24，SC29:Multimedia and Representation 标准制定过程 工作组草案(WD)=委员会草案(CD)=国际标准草案(DIS)=国际标准(IS)63 12/4/2022 Multimedia Technology&Application(2)ISO/TC36 电影摄影术;TC42 摄影术;TC43 声学;TC159 人类工效学。(3)ITU-R/SG10 声学;SG11 电视。64 12/4/2022 Multimedia Technolo

40、gy&Application(4)ITU-T/SG1 视听/多媒体服务;SG8 视听远距服务。(5)DAVIC 数字音频视频委员会。(6)DVB 已于1995年底完成数字电视广播规范。65 12/4/2022 Multimedia Technology&Application (1)消费者子系统接口消费者子系统接口 包括消费者子系统与网络之间以及终端与其它用户装置之间的双向接口,可以考虑以DAVIC参考模型作为基础。(2)用户接口用户接口 包括对用户提供服务的双向接口,可以通过手动操作或与网络通信来进行。(3)安全、存取控制、拷贝管理安全、存取控制、拷贝管理 (4)多媒体节目多媒体节目 要有利

41、于现有的和开发中的各种格式的用户装置的竞争,而不加任何不合理的限制。66 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 每行象素的数目:13.5MHz*64us=864 pel,有效象素=720 (Y)6.75MHz*64us=432 pel,有效象素=360 (U,V)(13.5MHz)(6.75MHz)67 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 名称 分辨率 量化精度 数码率 应用CCIR601 720 x576x25(l)8 124Mb/s 普通电视 360 x576x25(c)4+4CIF 36

42、0 x288x25(l)8 23Mb/S 视频会议 180 x144x25(c)2+2 QCIF 180 x144x25(l)8 5.8Mb/S 电视电话 90 x72x25(c)2+2HDTV 1280 x720 x60 8+8+8 885Mb/s HDTV(ITU-R 601)68 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 数字音频、视频信息量大信息量大数据压缩的可能性（原始的视频图像信息存在很大的冗余度等）有许多方法用于图像压缩,但它们可基本分为两种类型:无损压缩有损压缩。在于移走冗余信息,减少表示一个图像所需的存贮量。69 12/4/202

43、2 Multimedia Technology&Application n信息是对事件和物体的抽象描述n数据是在确定 了描述方法后对事件和物体的具体描述记录（表示）n对同一信息,若使用的描述方法不同,则形 成记录的数据量可能完全不同n数据压缩的目的,就是用尽可能少的数据来表达信息,从而节省传输和存储的开销。70 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n 画面内部信息有很强的相关性n 相邻画面有高度的相容性n 运动可以估测（Motion Estimation）n 人眼的视觉特性71 12/4/2022 Multimedia Technology&

44、Application 信源模型编码技术1.单个像素颜色PCM编码2.像素块颜色ADPCM，变换编码3.像素块颜色和运动带运动补偿的DPCM/DCT混合 编码、小波编码72 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 4.运动的结构分形编码、轮廓/纹理编码5.图像中每个物体的形状、运动和颜色分析/综合编码6.图像中己知物体的形状、运动和颜色知识基编码7.图像中的行为单元语义学编码73 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n 重建图像的质量n 编码/解码延时n 错误修复能力n 码率n 算法复杂程度74

45、 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 1.JPEG(theJointPhotographicExpertsGroup)1.JPEG(theJointPhotographicExpertsGroup)2.2.电视电话电视电话/会议电视会议电视P84KP84K位位/秒秒(CCITTH.28)(CCITTH.28)标准标准 3.3.运动图像专家组运动图像专家组MPEG-1MPEG-1标准标准 4 4运动图像专家组运动图像专家组MPEG-2MPEG-2及其他标准及其他标准 5.5.常用的还有常用的还有MPEG-4MPEG-4、MPEG-7MPEG-7

46、和和H.261H.261 75 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n是ISO/IEC/JTC1/SC29下面的一个工作组WG11,成立于1988年。大约有100多家单位300名专家参加,分10个组进行工作。n1993年8月和1994年11月公布的标准PEG-1和MPEG-2,在影视和多媒体计算机领域中得到了广泛应用,MPEG-4将于1998年公布。76 12/4/2022 Multimedia Technology&Application 77 12/4/2022 Multimedia Technology&Application n MP

47、EG-1标准 1993年8月公布。用于传输1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码。n MPEG-2标准 1994年11月公布。主要针对高清晰度电视(HDTV)所需要的视频及伴音信号，典型传输速率为10Mbps，与MPEG-1兼容，适用于 1.5Mbps60Mbps甚至更高的编码范围。78 12/4/2022 Multimedia Technology&Application nMPEG-4标准 专家组成立于1993年。该标准的目标为：支持多种多媒体应用(主要侧重于对多媒体信息内容的访问)，可根据应用的不同要求现场配置解码器。该标准将于1998年11月公布。nMPEG-7标

48、准是“多媒体内容描述接口”(Multimedia Content Description Interface)。该标准将确定各种类型的多媒体信息标准的描述方法。该标准计划于2000年11月公布。79 12/4/2022 Multimedia Technology&Application nMPEG支持JPEG和H.261等优秀标准,在参加竞争的14个方案的基础上,通过反复协调而得到统一,从而成为先进、合理、质量高、成本低的优秀标准,为世界所公认。nMPEG促进了大规模集成电路专用芯片的发展,为多媒体技术、产品的繁荣立下了功劳。80 12/4/2022 Multimedia Technology

49、&Application n以MPEG-1作为视音频 压缩标准的VCD在我国已经形成了庞大的市场n以MPEG-2作为视音频压缩标准的数字卫星电视接收机IRD已经在欧美形成了很大市场，1993年下半年,美国高级电视联盟(ATV Grand Alliance)和欧洲数字视频广播计划(Digital Video Broadcast Project)先后决定将MPEG-2用于自己的高分辨率电视(HDTV)广播中;81 12/4/2022 Multimedia Technology&Application nVCD首先在中国开发和广泛应用。n中科院声学所在MPEG-1解码设备的设计与产业化方面做出了突出

50、的贡献。中科院计算所国家智能计算机研究开发中心完成的MPEG-2解码设备已经成功应用到DVD和数字卫星电视 接收机等产品中。n四川鼎天公司设计的具有实时MPEG-1和MPEG-2解码功能的多媒体计算机于早就已经研制成功,并在当年美国秋季计算机展览会上公开发布。82 12/4/2022 Multimedia Technology&Application nVCD首先在中国开发和广泛应用。n中科院声学所在MPEG-1解码设备的设计与产业化方面做出了突出的贡献。n中科院计算所国家智能计算机研究开发中心完成的MPEG-2解码设备已经成功应用到DVD和数字卫星电视 接收机等产品中。n四川鼎天公司设计的具