CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准 6.1 6.1 国际标准概述国际标准概述国际标准概述国际标准概述表表表表6-16-1是常用视频数据压缩标准是常用视频数据压缩标准是常用视频数据压缩标准是常用视频数据压缩标准标准标准标准标准编号编号编号编号JPEGJPEGISOISO／／／／IECl0918IECl0918多灰度静止图像的数字压缩编码多灰度静止图像的数字压缩编码多灰度静止图像的数字压缩编码多灰度静止图像的数字压缩编码图片压缩、数码相机图片压缩、数码相机图片压缩、数码相机图片压缩、数码相机H.261H.261ITU-TITU-T建议建议建议建议H.261H.261p×64kb/sp×64kb/s视听业务的视频编解码器视听业务的视频编解码器视听业务的视频编解码器视听业务的视频编解码器会议电视、可视会议电视、可视会议电视、可视会议电视、可视H.263H.263ITU-TITU-T建议建议建议建议H.263H.263低于低于低于低于64kb64kb／／／／s s的窄带通信信道的视频编码的窄带通信信道的视频编码的窄带通信信道的视频编码的窄带通信信道的视频编码可视可视可视可视MPEG-1MPEG-1ISOISO／／／／IEC11172IEC11172具具具具有有有有1.5Mb1.5Mb／／／／s s数数数数据据据据传传传传输输输输率率率率的的的的数数数数字字字字存存存存储储储储媒媒媒媒体运动图像及其伴音的编码体运动图像及其伴音的编码体运动图像及其伴音的编码体运动图像及其伴音的编码VCDVCD、电视监控、电视监控、电视监控、电视监控MPEG-2MPEG-2ISOISO／／／／IEC13818IEC13818通用的运动图像及其伴音的编码通用的运动图像及其伴音的编码通用的运动图像及其伴音的编码通用的运动图像及其伴音的编码DVDDVD、、、、SDTVSDTV、、、、HDTVHDTVMPEG-4MPEG-4ISOISO／／／／IECIEC1449614496 音视频通用对象编码音视频通用对象编码音视频通用对象编码音视频通用对象编码IPIP网、交互视频网、交互视频网、交互视频网、交互视频 视频压缩编码标准主要是由国际标准化组织视频压缩编码标准主要是由国际标准化组织视频压缩编码标准主要是由国际标准化组织视频压缩编码标准主要是由国际标准化组织(ISO/IEC)(ISO/IEC)和国际电信联盟和国际电信联盟和国际电信联盟和国际电信联盟(ITU)(ITU)制定。
制定表表表表6-2 ITU6-2 ITU标准标准标准标准与与与与ISO/IECISO/IEC标准标准标准标准对应关系对应关系对应关系对应关系8/20/20241信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.1.1 电视演播室数字编码国际标准电视演播室数字编码国际标准CCIR601CCIR601(1) (1) 采用采用采用采用亮度信号亮度信号亮度信号亮度信号Y Y和两个色差信号（和两个色差信号（和两个色差信号（和两个色差信号（R R- -Y Y）和）和）和）和 （（（（B B- -Y Y））））分量编码，其分量编码，其分量编码，其分量编码，其取样频率分别为取样频率分别为取样频率分别为取样频率分别为13.5 13.5 MHzMHz 、、、、 6.75 6.75 MHzMHz 、、、、 6.75 6.75 MHzMHz 2)(2) 选取选取选取选取8bit8bit均匀量化均匀量化均匀量化均匀量化(256 (256 个量化级，即码电平从个量化级，即码电平从个量化级，即码电平从个量化级，即码电平从0 0～～～～ 255 255，相当于二进制，相当于二进制，相当于二进制，相当于二进制0000000000000000～～～～11111111)11111111)，在抽，在抽，在抽，在抽 样、量化前须对三个分量信号进行样、量化前须对三个分量信号进行样、量化前须对三个分量信号进行样、量化前须对三个分量信号进行γ γ校正。
校正3) (3) 每个数字有效行分别有每个数字有效行分别有每个数字有效行分别有每个数字有效行分别有720720个亮度取样点和个亮度取样点和个亮度取样点和个亮度取样点和360×2 360×2 个色差信号取样点，即个色差信号取样点，即个色差信号取样点，即个色差信号取样点，即 4 4∶ ∶ ∶ ∶2 2∶ ∶ ∶ ∶2 2 格式 (现现现现国际电信联盟无线电通信部门国际电信联盟无线电通信部门国际电信联盟无线电通信部门国际电信联盟无线电通信部门 ITU-RITU-R) )R R---Radiocommunication Sector---Radiocommunication Sector ITUITU--International Telecommunications Union --International Telecommunications Union 8/20/20242信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准CCIR601数字电视编码数字电视编码图图图图6-1 6-1 数字电视信号分量编码原理框图数字电视信号分量编码原理框图数字电视信号分量编码原理框图数字电视信号分量编码原理框图8/20/20243信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.1.2 静态图像数据压缩标准静态图像数据压缩标准JPEG 是数字图像压缩国际标准，含两种基本压缩是数字图像压缩国际标准，含两种基本压缩是数字图像压缩国际标准，含两种基本压缩是数字图像压缩国际标准，含两种基本压缩方式：方式：方式：方式：（（（（Joint Picture Expert GroupJoint Picture Expert Group））））1 1、无损压缩（预测压缩）、无损压缩（预测压缩）、无损压缩（预测压缩）、无损压缩（预测压缩）2 2、有损压缩、有损压缩、有损压缩、有损压缩联合图像联合图像联合图像联合图像( (静止静止静止静止) )专家组专家组专家组专家组 以以以以DCTDCT变换为基础的压缩方法，其压缩比变换为基础的压缩方法，其压缩比变换为基础的压缩方法，其压缩比变换为基础的压缩方法，其压缩比较高，是较高，是较高，是较高，是JPEGJPEG标准的基础。
标准的基础标准的基础标准的基础 以二维以二维以二维以二维DPCMDPCM为基础的压缩方式，解码后能为基础的压缩方式，解码后能为基础的压缩方式，解码后能为基础的压缩方式，解码后能完全精确地恢复原图像采样值，其压缩比低于有完全精确地恢复原图像采样值，其压缩比低于有完全精确地恢复原图像采样值，其压缩比低于有完全精确地恢复原图像采样值，其压缩比低于有损压缩方法损压缩方法损压缩方法损压缩方法8/20/20244信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.1.3．．H.26x标准标准 包括包括包括包括H.261H.261、、、、 H.262 H.262 、、、、 H.263 H.263和和和和H.264H.264等视频等视频等视频等视频编码标准编码标准编码标准编码标准 H.261 H.261标准的信号适合在较高速率的标准的信号适合在较高速率的标准的信号适合在较高速率的标准的信号适合在较高速率的ISDNISDN数数数数字网上传输，字网上传输，字网上传输，字网上传输， H.262 H.262是图像质量较高的图像压缩标是图像质量较高的图像压缩标是图像质量较高的图像压缩标是图像质量较高的图像压缩标准，准，准，准， H.263 H.263是极低速率的视频编码标准，是极低速率的视频编码标准，是极低速率的视频编码标准，是极低速率的视频编码标准， H.264 H.264在在在在性能上超越性能上超越性能上超越性能上超越H.263H.263，是，是，是，是AVCAVC或或或或MPEG-4MPEG-4第四部分第四部分第四部分第四部分 ，，，，可用于视频会议。
可用于视频会议可用于视频会议可用于视频会议 8/20/20245信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.1.4．．MPEG标准标准 MPEG MPEG是是是是 ISO ISO 和和和和 IEC IEC 两个国际组织的两个国际组织的两个国际组织的两个国际组织的联合技术委员会联合技术委员会联合技术委员会联合技术委员会 ( JTCI --- ( JTCI --- Joint Technical Joint Technical Committee ISO/IEC Committee ISO/IEC ) ) 领导下的领导下的领导下的领导下的 “ “活动图像活动图像活动图像活动图像专家组专家组专家组专家组” ”的英文简称，的英文简称，的英文简称，的英文简称，19881988年成立以来已经年成立以来已经年成立以来已经年成立以来已经制定了包括制定了包括制定了包括制定了包括MPEG-1MPEG-1、、、、 MPEG-2 MPEG-2、、、、 MPEG-4 MPEG-4、、、、 MPEG-7MPEG-7和和和和MPEG-21MPEG-21等多个数字视频／数字等多个数字视频／数字等多个数字视频／数字等多个数字视频／数字音频压缩编码标准。
音频压缩编码标准音频压缩编码标准音频压缩编码标准Moving Picture Expert GroupMoving Picture Expert Group））））8/20/20246信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.1.5 超高清晰度成像超高清晰度成像(HRI)建议建议(ITU-R BT.1201)(ITU-R BT.1201) ITU-R BT.1201 ITU-R BT.1201 建议提出了超高清晰度建议提出了超高清晰度建议提出了超高清晰度建议提出了超高清晰度成像成像成像成像(HRI)(HRI)格式和规范建议格式和规范建议格式和规范建议格式和规范建议表表表表6-1 HRI6-1 HRI ４种图像格式４种图像格式４种图像格式４种图像格式规范建议规范建议规范建议规范建议( (HRIHRI------High Resolution ImageHigh Resolution Image直译为直译为直译为直译为高分辨图象高分辨图象高分辨图象高分辨图象) ) 8/20/20247信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.16 JVT标准标准1 1 H.264/AVC H.264/AVC 特点：特点：特点：特点：(Joint Video Team) JVT JVT是由是由是由是由ISO/IEC MPEGISO/IEC MPEG和和和和ITU-T VCEGITU-T VCEG成立的成立的成立的成立的联合视频工作组（联合视频工作组（联合视频工作组（联合视频工作组（Joint Video TeamJoint Video Team），致力于新一），致力于新一），致力于新一），致力于新一代数字视频压缩标准的制定。
代数字视频压缩标准的制定代数字视频压缩标准的制定代数字视频压缩标准的制定 JVT JVT标准在标准在标准在标准在ISO/IECISO/IEC中中中中的正式名称为：的正式名称为：的正式名称为：的正式名称为：MPEG-4 AVC(part10)MPEG-4 AVC(part10)标准；在标准；在标准；在标准；在ITU-ITU-T T中的名称中的名称中的名称中的名称:H.264:H.264 1 1、、、、和以往标准相比最多可节省和以往标准相比最多可节省和以往标准相比最多可节省和以往标准相比最多可节省5050％的码率，使存％的码率，使存％的码率，使存％的码率，使存储容量大大降低；储容量大大降低；储容量大大降低；储容量大大降低； 2 2、、、、不同分辨率、码率下都能提供较高的视频质量；不同分辨率、码率下都能提供较高的视频质量；不同分辨率、码率下都能提供较高的视频质量；不同分辨率、码率下都能提供较高的视频质量；3 3、、、、易于视频会议、视频，更易实现网络传输易于视频会议、视频，更易实现网络传输易于视频会议、视频，更易实现网络传输易于视频会议、视频，更易实现网络传输8/20/20248信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.1.7．．AVS标准标准1. AVS视频编码标准内容视频编码标准内容（（（（Audio Video coding StandardAudio Video coding Standard）））） 由我国的由我国的由我国的由我国的“ “数字音视频编解码技术标准工作数字音视频编解码技术标准工作数字音视频编解码技术标准工作数字音视频编解码技术标准工作组组组组” ”制定。
制定AVS 1.0AVS 1.0包括系统、视频、音频和一致包括系统、视频、音频和一致包括系统、视频、音频和一致包括系统、视频、音频和一致性等标准支撑部分性等标准支撑部分性等标准支撑部分性等标准支撑部分 包括：变换、量化、包括：变换、量化、包括：变换、量化、包括：变换、量化、预测、变长编码、环路滤预测、变长编码、环路滤预测、变长编码、环路滤预测、变长编码、环路滤波器、帧间预测、熵编码波器、帧间预测、熵编码波器、帧间预测、熵编码波器、帧间预测、熵编码器和场编码器和场编码器和场编码器和场编码图图图图6-1 AVS6-1 AVS视频编码器框图视频编码器框图视频编码器框图视频编码器框图 前前前前5 5个模块使用不受专个模块使用不受专个模块使用不受专个模块使用不受专利保护的公开技术，后利保护的公开技术，后利保护的公开技术，后利保护的公开技术，后3 3个个个个模块是创新技术模块是创新技术模块是创新技术模块是创新技术 8/20/20249信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(1)(1)高效高效高效高效2.AVS标准的特点标准的特点比比比比MPEG-2MPEG-2编码效率高编码效率高编码效率高编码效率高2 2倍倍倍倍, ,与与与与H.264H.264编码效率相当。
编码效率相当编码效率相当编码效率相当2)(2)复杂度低复杂度低复杂度低复杂度低 编编编编码码码码复复复复杂杂杂杂度度度度相相相相当当当当于于于于H.264H.264的的的的3030％％％％，，，，解解解解码码码码复复复复杂杂杂杂度度度度相相相相当当当当于于于于H.264H.264的的的的7070％％％％AVSAVS只只只只有有有有2 2个个个个参参参参考考考考图图图图像像像像，，，，最最最最小小小小运运运运动动动动补补补补 偿偿偿偿 块块块块 为为为为 8×88×8；；；； 许许许许 多多多多 在在在在 HD-TVHD-TV和和和和 HD-VD HD-VD (High (High Definition Definition Video Video DiskDisk高高高高清清清清晰晰晰晰度度度度视视视视盘盘盘盘) )应应应应用用用用中中中中不不不不需需需需要要要要的的的的编编编编码码码码工工工工具具具具被被被被删删删删除除除除，，，，与与与与MPEG-2MPEG-2兼兼兼兼容容容容电电电电视视视视台台台台现现现现有有有有的的的的基基基基于于于于MPEG-2MPEG-2编辑与传输系统不需要改变。
编辑与传输系统不需要改变编辑与传输系统不需要改变编辑与传输系统不需要改变3)(3)许可费低许可费低许可费低许可费低MPEG-2MPEG-2许可费为许可费为许可费为许可费为2020元，而元，而元，而元，而AVSAVS初步定为初步定为初步定为初步定为1 1元8/20/202410信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.2 H.261标准标准6.2.1 概述概述 1990 1990年年年年1212月国际电报咨询委员会月国际电报咨询委员会月国际电报咨询委员会月国际电报咨询委员会(CCITT)(CCITT)通过通过通过通过H.261H.261标准，是一种用于双向通信的标准，是一种用于双向通信的标准，是一种用于双向通信的标准，是一种用于双向通信的ITUITU标准，标准，标准，标准，主要用于在综合业务数字网主要用于在综合业务数字网主要用于在综合业务数字网主要用于在综合业务数字网ISDNISDN上传输电视上传输电视上传输电视上传输电视会议等低码率的多媒体领域会议等低码率的多媒体领域。
会议等低码率的多媒体领域会议等低码率的多媒体领域 采用采用采用采用p×64kbit/sp×64kbit/s的的的的声像业务的图像编解码，其中声像业务的图像编解码，其中声像业务的图像编解码，其中声像业务的图像编解码，其中p=1,2,…p=1,2,…，，，，3232，为实，为实，为实，为实现低成本，只用现低成本，只用现低成本，只用现低成本，只用Y Y、、、、U U、、、、V V为为为为4 4∶ ∶ ∶ ∶2 2∶ ∶ ∶ ∶0 0的一种格式帧的一种格式帧的一种格式帧的一种格式帧格式有两种，格式有两种，格式有两种，格式有两种，CIFCIF（（（（352352 288288）和）和）和）和QCIFQCIF（（（（176176 144144）8/20/202411信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.2.2 H.261标准的图像格式标准的图像格式 其中其中其中其中CIF(CIF(Common Intermediate FormatCommon Intermediate Format) )为通用中为通用中为通用中为通用中间格式，间格式，间格式，间格式，QCIF (QCIF (Quarter Quarter CIFCIF) )为为为为1/41/4通用中间格式，通用中间格式，通用中间格式，通用中间格式，SQCIFSQCIF为扩展的通用中间格式，为扩展的通用中间格式，为扩展的通用中间格式，为扩展的通用中间格式，4CIF4CIF为为为为4 4倍的通用倍的通用倍的通用倍的通用中间格式，中间格式，中间格式，中间格式，16CIF16CIF为为为为1616倍的通用中间格式。
倍的通用中间格式倍的通用中间格式倍的通用中间格式表表表表6-2 H.2616-2 H.261与与与与 H.263 H.263 图像格式图像格式图像格式图像格式8/20/202412信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准H.261图像的像素结构图像的像素结构1. 1.宏块宏块宏块宏块2. 2.宏块组宏块组宏块组宏块组3. 3.每帧图像每帧图像每帧图像每帧图像每块为每块为每块为每块为8×88×8个像素，每宏块为个像素，每宏块为个像素，每宏块为个像素，每宏块为16×1616×16个像素个像素个像素个像素每个宏块组为每个宏块组为每个宏块组为每个宏块组为176176×48×48[ [ (16(16×11)× (16×3)]×11)× (16×3)]个像素个像素个像素个像素每帧每帧每帧每帧CIFCIF格式图像格式图像格式图像格式图像为为为为352352× 288× 288[ [(176(176×6)×(48×6)]×6)×(48×6)]个像素个像素个像素个像素8/20/202413信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.2.3 H.261信源编码器信源编码器图图图图6-2 6-2 H.261H.261编码器方框图编码器方框图编码器方框图编码器方框图 采用基于运动补偿的帧间预测和对原始图像数据采用基于运动补偿的帧间预测和对原始图像数据采用基于运动补偿的帧间预测和对原始图像数据采用基于运动补偿的帧间预测和对原始图像数据进行进行进行进行8×88×8共共共共6464个像素的个像素的个像素的个像素的DCTDCT（设置自适应量化器；再采（设置自适应量化器；再采（设置自适应量化器；再采（设置自适应量化器；再采用用用用HuffmanHuffman或算术变字长编码（或算术变字长编码（或算术变字长编码（或算术变字长编码（VCLVCL）实现熵编码。
实现熵编码实现熵编码实现熵编码 图像输入以宏块图像输入以宏块图像输入以宏块图像输入以宏块MBMB为单位输入，为单位输入，为单位输入，为单位输入，MBMB中包含亮度信号中包含亮度信号中包含亮度信号中包含亮度信号Y Y的的的的4 4个个个个8×88×8像素方块，色度像素方块，色度像素方块，色度像素方块，色度信号信号信号信号C Cb b、、、、C Cr r的各一个的各一个的各一个的各一个8×88×8像素方块，共像素方块，共像素方块，共像素方块，共6 6个个个个8×88×8像素方块像素方块像素方块像素方块8/20/202414信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准1、、帧内编码模式帧内编码模式 帧内帧帧内帧帧内帧帧内帧I I图像采用帧内编码，图像采用帧内编码，图像采用帧内编码，图像采用帧内编码，不参考其它图像帧不参考其它图像帧不参考其它图像帧不参考其它图像帧而只用本帧信息进行编码而只用本帧信息进行编码而只用本帧信息进行编码而只用本帧信息进行编码。
编码图像仅经编码图像仅经编码图像仅经编码图像仅经DCTDCT，量化，量化，量化，量化器和比特流编码器即生成编码比特流，而不经过预测器和比特流编码器即生成编码比特流，而不经过预测器和比特流编码器即生成编码比特流，而不经过预测器和比特流编码器即生成编码比特流，而不经过预测环处理DCTDCT直接应用于原始的图像数据直接应用于原始的图像数据直接应用于原始的图像数据直接应用于原始的图像数据 游程编码游程编码游程编码游程编码RLE(run-length coding)RLE(run-length coding)差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制(DPCM)(DPCM)图图图图6-3 6-3 帧内图像压缩编码算法框图帧内图像压缩编码算法框图帧内图像压缩编码算法框图帧内图像压缩编码算法框图8/20/202415信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准2、帧间编码模式、帧间编码模式(1)(1)预测帧预测帧预测帧预测帧P P (Predictive coded picture)(Predictive coded picture)图像压缩编码算法图像压缩编码算法图像压缩编码算法图像压缩编码算法 前向预测编码帧图像前向预测编码帧图像前向预测编码帧图像前向预测编码帧图像，参照前一幅，参照前一幅，参照前一幅，参照前一幅 I I 帧或帧或帧或帧或 P P 帧图帧图帧图帧图像做运动补偿像做运动补偿像做运动补偿像做运动补偿的帧间预测的帧间预测的帧间预测的帧间预测图图图图6-4 6-4 预测图像预测图像预测图像预测图像P P的压缩编码算法框图的压缩编码算法框图的压缩编码算法框图的压缩编码算法框图 原图像先与帧存储器中的预测图像比较，算出运原图像先与帧存储器中的预测图像比较，算出运原图像先与帧存储器中的预测图像比较，算出运原图像先与帧存储器中的预测图像比较，算出运动矢量，由此矢量和参考帧生成预测图像。
而后将原动矢量，由此矢量和参考帧生成预测图像而后将原动矢量，由此矢量和参考帧生成预测图像而后将原动矢量，由此矢量和参考帧生成预测图像而后将原图像与预测像素差值进行图像与预测像素差值进行图像与预测像素差值进行图像与预测像素差值进行DCTDCT变换，再经量化器和比变换，再经量化器和比变换，再经量化器和比变换，再经量化器和比特流编码器生成输出编码比特流特流编码器生成输出编码比特流特流编码器生成输出编码比特流特流编码器生成输出编码比特流进行更有效的；进行更有效的；进行更有效的；进行更有效的； 通常用于通常用于通常用于通常用于进一步预测之参考进一步预测之参考进一步预测之参考进一步预测之参考 8/20/202416信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(2)(2)双向预测帧双向预测帧双向预测帧双向预测帧B B压缩编码算法压缩编码算法压缩编码算法压缩编码算法 双向预测编码帧图像，参照前一幅双向预测编码帧图像，参照前一幅双向预测编码帧图像，参照前一幅双向预测编码帧图像，参照前一幅(I (I帧或帧或帧或帧或P P帧帧帧帧) )和后一幅和后一幅和后一幅和后一幅 （（（（P P帧）图像做运动补偿帧）图像做运动补偿帧）图像做运动补偿帧）图像做运动补偿的双前向预测的双前向预测的双前向预测的双前向预测编码编码编码编码 。
提供最高的压缩提供最高的压缩提供最高的压缩提供最高的压缩 (Bidirectionally Predicted PictureBidirectionally Predicted Picture) )图图图图6-56-5双向预测图像双向预测图像双向预测图像双向预测图像B B的压缩编码算法框图的压缩编码算法框图的压缩编码算法框图的压缩编码算法框图8/20/202417信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准3、环路滤波器、环路滤波器表表表表6-2 6-2 (1)(1) 环路滤波器的系数环路滤波器的系数环路滤波器的系数环路滤波器的系数 环路滤波器属于低通滤波器，用于帧间编环路滤波器属于低通滤波器，用于帧间编环路滤波器属于低通滤波器，用于帧间编环路滤波器属于低通滤波器，用于帧间编码模式时消除运动补偿过程中的高频噪波码模式时消除运动补偿过程中的高频噪波码模式时消除运动补偿过程中的高频噪波码模式时消除运动补偿过程中的高频噪波8/20/202418信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准表表表表6-2 6-2 (2)(2) 环路滤波器的系数环路滤波器的系数环路滤波器的系数环路滤波器的系数8/20/202419信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 6.2.4 H.261信源解码器信源解码器图图图图6-6 6-6 H.261H.261解码器方框图解码器方框图解码器方框图解码器方框图8/20/202420信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.3 JPEG标准标准6.3.1 基于基于DCT的编码器和解码器的编码器和解码器图图图图6-7 JPEG6-7 JPEG编解码原理框图编解码原理框图编解码原理框图编解码原理框图8/20/202421信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准1、、DCT的编码原理的编码原理(1) DCT(1) DCT变换变换变换变换(2) (2) 量化量化量化量化 输入端将原图像分成输入端将原图像分成输入端将原图像分成输入端将原图像分成8×88×8像素块像素块像素块像素块(Block)(Block)后送入后送入后送入后送入DCTDCT变换器，目的是去除图像数据的空间冗余。
变换器，目的是去除图像数据的空间冗余变换器，目的是去除图像数据的空间冗余变换器，目的是去除图像数据的空间冗余利用人眼的视觉特性设计量化表利用人眼的视觉特性设计量化表利用人眼的视觉特性设计量化表利用人眼的视觉特性设计量化表16161111101016162424404051516161121212121414191926265858606055551414131316162424404057576969565614141717222229295151878780806262181822223737565668681091091031037777242435355555646481811041041131139292494964647878878710310312112112012010110172729292959598981121121001001031039999亮度量化表亮度量化表亮度量化表亮度量化表色度量化表色度量化表色度量化表色度量化表17171818242447479999999999999999181821212626666699999999999999992424262656569999999999999999999947476666999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999998/20/202422信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(3) (3) 之字形扫描之字形扫描之字形扫描之字形扫描(4) (4) 可变长熵编码可变长熵编码可变长熵编码可变长熵编码 编码之前，需要把二维的变换系数矩阵转编码之前，需要把二维的变换系数矩阵转编码之前，需要把二维的变换系数矩阵转编码之前，需要把二维的变换系数矩阵转换为一维序列。
换为一维序列换为一维序列换为一维序列为消除码字中的统计冗余，采用可变长熵编码为消除码字中的统计冗余，采用可变长熵编码为消除码字中的统计冗余，采用可变长熵编码为消除码字中的统计冗余，采用可变长熵编码8/20/202423信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.4 MPEG标准标准6.4.1 MPEG-1标准标准（（（（Moving Picture Expert GroupMoving Picture Expert Group）））） 1992 1992年制定，主要任务是制订活动图像及相年制定，主要任务是制订活动图像及相年制定，主要任务是制订活动图像及相年制定，主要任务是制订活动图像及相应的声音及数字存储媒体上用于存储及重放时的应的声音及数字存储媒体上用于存储及重放时的应的声音及数字存储媒体上用于存储及重放时的应的声音及数字存储媒体上用于存储及重放时的压缩编码标准压缩编码标准压缩编码标准压缩编码标准 MPEG-1“ MPEG-1“用于高至用于高至用于高至用于高至1.5Mb/s1.5Mb/s的数字存储媒体的活的数字存储媒体的活的数字存储媒体的活的数字存储媒体的活动图像和相应的音频编码动图像和相应的音频编码动图像和相应的音频编码动图像和相应的音频编码” ”。
基本目标是将活动的视基本目标是将活动的视基本目标是将活动的视基本目标是将活动的视频图像及其伴音进行压缩编码等处理，形成一个复合频图像及其伴音进行压缩编码等处理，形成一个复合频图像及其伴音进行压缩编码等处理，形成一个复合频图像及其伴音进行压缩编码等处理，形成一个复合的既包括视频又包括音频信息的统一的二进制比特流，的既包括视频又包括音频信息的统一的二进制比特流，的既包括视频又包括音频信息的统一的二进制比特流，的既包括视频又包括音频信息的统一的二进制比特流，同时还要保持图像和声音的同步，压缩比可高达同时还要保持图像和声音的同步，压缩比可高达同时还要保持图像和声音的同步，压缩比可高达同时还要保持图像和声音的同步，压缩比可高达200200：：：：1 1，相当，相当，相当，相当VHSVHS画质8/20/202424信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准1、、 MPEG-1标准的内容标准的内容 最主要的三部分：最主要的三部分：最主要的三部分：最主要的三部分：MPEGMPEG系统，系统，系统，系统，MPEGMPEG视视视视频和频和频和频和MPEGMPEG音频。
亮度、色度块均由音频亮度、色度块均由音频亮度、色度块均由音频亮度、色度块均由8×88×8个像个像个像个像素组成，块是素组成，块是素组成，块是素组成，块是MPEG-1MPEG-1中最小的图像处理单元，中最小的图像处理单元，中最小的图像处理单元，中最小的图像处理单元，由由由由4 4个个个个8×88×8的亮度块和两个的亮度块和两个的亮度块和两个的亮度块和两个8×88×8的色度块组成的色度块组成的色度块组成的色度块组成MPEG-1MPEG-1允许用户在任何两参数帧（允许用户在任何两参数帧（允许用户在任何两参数帧（允许用户在任何两参数帧（I I或或或或P P帧）帧）帧）帧）之间安排任意幅之间安排任意幅之间安排任意幅之间安排任意幅B B帧MPEG-1MPEG-1标准的出现极标准的出现极标准的出现极标准的出现极大地推动了大地推动了大地推动了大地推动了VCDVCD以及影视节目存储的应用与发以及影视节目存储的应用与发以及影视节目存储的应用与发以及影视节目存储的应用与发展8/20/202425信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准MPEG-1编解码过程编解码过程图图图图6-9 6-9 MPEG-1MPEG-1编解码过程编解码过程编解码过程编解码过程图图图图6-11 6-11 通信处理板电路框图通信处理板电路框图通信处理板电路框图通信处理板电路框图图图图图6-10 MPEG-16-10 MPEG-1解码器系统实现框图解码器系统实现框图解码器系统实现框图解码器系统实现框图 缓存器来平滑时变的数码率，缓存器来平滑时变的数码率，缓存器来平滑时变的数码率，缓存器来平滑时变的数码率，以便和信道的码率相匹配。
以便和信道的码率相匹配以便和信道的码率相匹配以便和信道的码率相匹配8/20/202426信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准2、、MPEG中的三种图像类型中的三种图像类型(1)(1) I I帧帧帧帧(Intra-Frame)(Intra-Frame)(2)(2) P P帧帧帧帧(Predicated-Frame)(Predicated-Frame) 是帧内压缩，不使用运动补偿，提供中等是帧内压缩，不使用运动补偿，提供中等是帧内压缩，不使用运动补偿，提供中等是帧内压缩，不使用运动补偿，提供中等的压缩比由于的压缩比由于的压缩比由于的压缩比由于I I帧不依赖于其他帧，所以是随帧不依赖于其他帧，所以是随帧不依赖于其他帧，所以是随帧不依赖于其他帧，所以是随机存取的入点，同时是解码中的基准帧机存取的入点，同时是解码中的基准帧机存取的入点，同时是解码中的基准帧机存取的入点，同时是解码中的基准帧 根据前面的根据前面的根据前面的根据前面的I I帧或帧或帧或帧或P P帧进行预测帧进行预测帧进行预测帧进行预测( (向前预测向前预测向前预测向前预测) )，，，，使用运动补偿算法进行压缩，因而压缩比要比使用运动补偿算法进行压缩，因而压缩比要比使用运动补偿算法进行压缩，因而压缩比要比使用运动补偿算法进行压缩，因而压缩比要比I I帧帧帧帧高，数据量平均达到高，数据量平均达到高，数据量平均达到高，数据量平均达到I I帧的帧的帧的帧的1/31/3左右。
左右 P P帧是对前后的帧是对前后的帧是对前后的帧是对前后的B B帧和后继的帧和后继的帧和后继的帧和后继的P P帧进行解码的帧进行解码的帧进行解码的帧进行解码的基准帧P P帧本身是有误差的，如果帧本身是有误差的，如果帧本身是有误差的，如果帧本身是有误差的，如果P P帧的前一个帧的前一个帧的前一个帧的前一个基准帧也是基准帧也是基准帧也是基准帧也是P P帧，就会造成误差传播帧，就会造成误差传播帧，就会造成误差传播帧，就会造成误差传播8/20/202427信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 是基于内插重建的帧，它基于前后的两个是基于内插重建的帧，它基于前后的两个是基于内插重建的帧，它基于前后的两个是基于内插重建的帧，它基于前后的两个I I、、、、P P帧或帧或帧或帧或P P、、、、P P帧，它使用双向预测，数据量平均可帧，它使用双向预测，数据量平均可帧，它使用双向预测，数据量平均可帧，它使用双向预测，数据量平均可以达到以达到以达到以达到I I帧的帧的帧的帧的1/91/9左右。
左右 B B帧本身不作为基准，因此可在提供更高的帧本身不作为基准，因此可在提供更高的帧本身不作为基准，因此可在提供更高的帧本身不作为基准，因此可在提供更高的压缩比的情况下不传播误差压缩比的情况下不传播误差压缩比的情况下不传播误差压缩比的情况下不传播误差 (3) B帧帧(Bidirectinal-Frame)8/20/202428信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准I 帧、帧、P P帧和帧和B B帧图像的依赖关系帧图像的依赖关系n n表表表表6-36-3 I I帧、帧、帧、帧、P P帧、帧、帧、帧、B B帧的数据字节和压缩比帧的数据字节和压缩比帧的数据字节和压缩比帧的数据字节和压缩比 B B帧帧帧帧有有有有较较较较高高高高的的的的压压压压缩缩缩缩比比比比，，，，所所所所以以以以视视视视频频频频编编编编码码码码器器器器总总总总编编编编码码码码效效效效率率率率提提提提高高高高；；；；I I帧帧帧帧和和和和P P帧帧帧帧的的的的压压压压缩缩缩缩比比比比不不不不高高高高，，，，可可可可保证较高的重建图像质量。
保证较高的重建图像质量保证较高的重建图像质量保证较高的重建图像质量8/20/202429信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准1) 1) 码流组成码流组成码流组成码流组成2) 2) 传输码流组成传输码流组成传输码流组成传输码流组成8/20/202430信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准Ⅰ Ⅰ 图像序列层（图像序列层（图像序列层（图像序列层（Video Sequence layerVideo Sequence layer））））Ⅱ Ⅱ 图像组层（图像组层（图像组层（图像组层（Group of PictureGroup of Picture））））Ⅲ Ⅲ 图像层（图像层（图像层（图像层（PicturePicture））））Ⅳ Ⅳ 宏块条宏块条宏块条宏块条/ /片层片层片层片层 （（（（SliceSlice））））Ⅴ Ⅴ 宏块层（宏块层（宏块层（宏块层（Macro blockMacro block））））Ⅵ Ⅵ 块层（块层（块层（块层（Block layerBlock layer））））3 3．．．．MPEG-1MPEG-1视频流结构视频流结构视频流结构视频流结构图图图图6-12 MPEG-16-12 MPEG-1视频流结构视频流结构视频流结构视频流结构8/20/202431信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(1) MPEG-1视频流视频流分层结构分层结构图图图图6-13 MPEG-16-13 MPEG-1视频流分层结构视频流分层结构视频流分层结构视频流分层结构Ⅰ Ⅰ 图像序列层图像序列层图像序列层图像序列层Ⅱ Ⅱ 图像组层图像组层图像组层图像组层Ⅲ Ⅲ 图像层图像层图像层图像层Ⅳ Ⅳ 宏块条宏块条宏块条宏块条/ /片层片层片层片层 Ⅴ Ⅴ 宏块层宏块层宏块层宏块层Ⅵ Ⅵ 块层块层块层块层（六个层次）（六个层次）（六个层次）（六个层次）8/20/202432信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 图图图图6-14 MPEG-16-14 MPEG-1宏块结构宏块结构宏块结构宏块结构(2) MPEG-1宏块结构类型宏块结构类型8/20/202433信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.4.2 MPEG-2标准标准 由由由由ISO/IECISO/IEC的的的的MPEGMPEG专家组与专家组与专家组与专家组与ITU-TITU-T的的的的ATVATV的图像编码专家组于的图像编码专家组于的图像编码专家组于的图像编码专家组于19941994年共同制定。
年共同制定年共同制定年共同制定 主要包括系统、视频、音频、一致性、参考主要包括系统、视频、音频、一致性、参考主要包括系统、视频、音频、一致性、参考主要包括系统、视频、音频、一致性、参考软件、数字存储媒体的命令与控制、高级音频编软件、数字存储媒体的命令与控制、高级音频编软件、数字存储媒体的命令与控制、高级音频编软件、数字存储媒体的命令与控制、高级音频编码、码、码、码、1010比特视频编码和实时接口比特视频编码和实时接口比特视频编码和实时接口比特视频编码和实时接口9 9个部分个部分个部分个部分应用范围包括标准清晰度电视、高清晰度电视和围包括标准清晰度电视、高清晰度电视和围包括标准清晰度电视、高清晰度电视和围包括标准清晰度电视、高清晰度电视和MPEG-1MPEG-1的工作范围的工作范围的工作范围的工作范围MPEG-2MPEG-2的解码器可以对的解码器可以对的解码器可以对的解码器可以对MPEG-1MPEG-1码码码码流进行解码流进行解码流进行解码流进行解码 8/20/202434信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准1．． MPEG-2系统部分系统部分图图图图6-15 6-15 简化简化简化简化MPEG-2MPEG-2系统框图系统框图系统框图系统框图图图图图6-16 6-16 码流解码器码流解码器码流解码器码流解码器8/20/202435信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 (1)MPEG-2MPEG-2节目节目节目节目 码流的组成码流的组成码流的组成码流的组成图图图图 6-17 MPEG-2 6-17 MPEG-2 节目码流组成节目码流组成节目码流组成节目码流组成 示意图示意图示意图示意图 8/20/202436信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准图图图图 6-17 MPEG-2 6-17 MPEG-2传送码流组成示意图传送码流组成示意图传送码流组成示意图传送码流组成示意图 (2) MPEG-2(2) MPEG-2传送码流的组成传送码流的组成传送码流的组成传送码流的组成8/20/202437信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准2．图像部分．图像部分(1) (1) 级级级级 ( (levelslevels) )(2) (2) 类类类类 ( (profilesprofiles) ) 图像编码可分级性是图像编码可分级性是图像编码可分级性是图像编码可分级性是MPEG-2MPEG-2及以上标准的显著及以上标准的显著及以上标准的显著及以上标准的显著特征特征特征特征, ,指接收机可视具体情况对编码数据流进行部分指接收机可视具体情况对编码数据流进行部分指接收机可视具体情况对编码数据流进行部分指接收机可视具体情况对编码数据流进行部分编码。
其重要目标是对具有不同带宽、显示能力和用编码其重要目标是对具有不同带宽、显示能力和用编码其重要目标是对具有不同带宽、显示能力和用编码其重要目标是对具有不同带宽、显示能力和用户需求的接收机提供灵活支持，使多媒体应用环境中户需求的接收机提供灵活支持，使多媒体应用环境中户需求的接收机提供灵活支持，使多媒体应用环境中户需求的接收机提供灵活支持，使多媒体应用环境中可实现视频数据库浏览和多分辨率回放的功能可实现视频数据库浏览和多分辨率回放的功能可实现视频数据库浏览和多分辨率回放的功能可实现视频数据库浏览和多分辨率回放的功能 为适应适应不同数字电视体系，为适应适应不同数字电视体系，为适应适应不同数字电视体系，为适应适应不同数字电视体系，MPEG-2MPEG-2有有有有4 4种输入格式，用级加以划分；种输入格式，用级加以划分；种输入格式，用级加以划分；种输入格式，用级加以划分； 用类划分不同编解码技术处理方法用类划分不同编解码技术处理方法用类划分不同编解码技术处理方法用类划分不同编解码技术处理方法 MPEG-2 MPEG-2有有有有5 5个类，类之间存在向后兼容性，若接收机能解码用高类个类，类之间存在向后兼容性，若接收机能解码用高类个类，类之间存在向后兼容性，若接收机能解码用高类个类，类之间存在向后兼容性，若接收机能解码用高类工具编码的图像，也能解码用较低类工具编码的图像。
工具编码的图像，也能解码用较低类工具编码的图像工具编码的图像，也能解码用较低类工具编码的图像工具编码的图像，也能解码用较低类工具编码的图像8/20/202438信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准表表表表6-4 MPEG-26-4 MPEG-2图像编码的分级图像编码的分级图像编码的分级图像编码的分级8/20/202439信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准3、、MPEG2编码器编码器 两两两两层层层层空空空空间间间间可可可可分分分分级级级级编编编编码码码码器器器器，，，，对对对对基基基基本本本本层层层层将将将将原原原原视视视视频频频频进进进进行行行行空空空空间间间间下下下下采采采采样样样样，，，，然然然然后后后后进进进进行行行行DCTDCT变变变变换换换换、、、、量量量量化化化化和和和和VLCVLC编编编编码码码码通通通通过过过过将将将将每每每每2×22×2个个个个像像像像素素素素用用用用它它它它们们们们的的的的平平平平均均均均值值值值替换，可实现替换，可实现替换，可实现替换，可实现4:14:1比率的空间下采样。
比率的空间下采样比率的空间下采样比率的空间下采样图图图图6-18 MPEG26-18 MPEG2编码器原理框图编码器原理框图编码器原理框图编码器原理框图8/20/202440信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 两两两两层层层层空空空空间间间间可可可可分分分分级级级级编编编编码码码码器器器器用用用用更更更更复复复复杂杂杂杂的的的的预预预预滤滤滤滤波波波波器器器器可可可可以以以以减减减减少少少少下下下下采采采采样样样样图图图图像像像像的的的的重重重重叠叠叠叠效效效效应应应应，，，，但但但但以以以以增增增增加加加加复复复复杂杂杂杂度作为代价对增强层，进行以下工作：度作为代价对增强层，进行以下工作：度作为代价对增强层，进行以下工作：度作为代价对增强层，进行以下工作： ①①①①通过反量化和通过反量化和通过反量化和通过反量化和IDCTIDCT重建基本层图像；重建基本层图像；重建基本层图像；重建基本层图像； ②②②②对对对对基基基基本本本本层层层层图图图图像像像像进进进进行行行行空空空空间间间间上上上上采采采采样样样样。
每每每每个个个个像像像像素素素素复制复制复制复制4 4次可实现次可实现次可实现次可实现1:41:4比率的空间上采样比率的空间上采样比率的空间上采样比率的空间上采样 ③③③③从原始图像中减去上采样的基本层图像；从原始图像中减去上采样的基本层图像；从原始图像中减去上采样的基本层图像；从原始图像中减去上采样的基本层图像； ④④④④对对对对残残残残差差差差进进进进行行行行DCTDCT变变变变换换换换，，，，并并并并用用用用小小小小于于于于基基基基本本本本层层层层的的的的量化参数进行量化；量化参数进行量化；量化参数进行量化；量化参数进行量化； ⑤⑤⑤⑤用用用用VLCVLC编码量化比特编码量化比特编码量化比特编码量化比特 由于增强层使用了较小的量化参数，它可以由于增强层使用了较小的量化参数，它可以由于增强层使用了较小的量化参数，它可以由于增强层使用了较小的量化参数，它可以达到比基本层更高的质量达到比基本层更高的质量达到比基本层更高的质量达到比基本层更高的质量。
8/20/202441信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准4.MPEG-2视频解码器视频解码器TS流流ESVLDMCIQIDCT+ MB解复用解复用+I(P)帧存储帧存储P帧存储帧存储MV1MV2I,P B 重建重建图像图像量化参数量化参数帧重排帧重排图图图图6-19 MPEG-26-19 MPEG-2视频解码器示意图视频解码器示意图视频解码器示意图视频解码器示意图 TSTS流流流流经经经经解解解解复复复复用用用用输输输输出出出出视视视视频频频频基基基基本本本本流流流流ESES和和和和运运运运动动动动矢矢矢矢量量量量MVMVESES经经经经IQIQ反量化和反量化和反量化和反量化和IDCTIDCT变换后输出重建的宏块差值变换后输出重建的宏块差值变换后输出重建的宏块差值变换后输出重建的宏块差值MBMB 解解解解码码码码直直直直接接接接用用用用TSTS流流流流中中中中传传传传输输输输来来来来的的的的运运运运动动动动矢矢矢矢量量量量MVMV进进进进行行行行准准准准确确确确的的的的运运运运动动动动补补补补偿偿偿偿，，，，从从从从帧帧帧帧存存存存储储储储器器器器中中中中读读读读出出出出匹匹匹匹配配配配宏宏宏宏块块块块MCMC，，，，在在在在加加加加法法法法器器器器中中中中与与与与宏宏宏宏块块块块差差差差值值值值MBMB相相相相加加加加，，，，还还还还原原原原出出出出相相相相应应应应的的的的P P、、、、B B图图图图像像像像，，，，重重重重新新新新排排排排列列列列成编码前原始的图像顺序。
成编码前原始的图像顺序成编码前原始的图像顺序成编码前原始的图像顺序 解码所需许多参数如运动预测值和量化参数等都在解码所需许多参数如运动预测值和量化参数等都在解码所需许多参数如运动预测值和量化参数等都在解码所需许多参数如运动预测值和量化参数等都在传输码流中以规定的句法元素格式提供给接收端使用传输码流中以规定的句法元素格式提供给接收端使用传输码流中以规定的句法元素格式提供给接收端使用传输码流中以规定的句法元素格式提供给接收端使用 8/20/202442信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 两层空间可分级解码器对基本层，与不分级的视两层空间可分级解码器对基本层，与不分级的视两层空间可分级解码器对基本层，与不分级的视两层空间可分级解码器对基本层，与不分级的视频解码器完全一样对增强层，须接收到两层，用频解码器完全一样对增强层，须接收到两层，用频解码器完全一样对增强层，须接收到两层，用频解码器完全一样对增强层，须接收到两层，用VLCVLC解码，进行反量化和解码，进行反量化和解码，进行反量化和解码，进行反量化和IDCTIDCT变换。
然后上采样基变换然后上采样基变换然后上采样基变换然后上采样基本层图像把上采样的基本层图像与增强层的细节相本层图像把上采样的基本层图像与增强层的细节相本层图像把上采样的基本层图像与增强层的细节相本层图像把上采样的基本层图像与增强层的细节相结合形成增强层解码视频结合形成增强层解码视频结合形成增强层解码视频结合形成增强层解码视频 基本层基本层压缩压缩比特流比特流增强层增强层压缩压缩比特流比特流VLCQDCT原视频原视频IQIDCT+VLCQDCT-上采样上采样下采样下采样(a)编码器编码器(b)解码器解码器VLDIQIDCT+基本层基本层解码的解码的视频视频增强层增强层解码的解码的视频视频VLDIQIDCT图图图图6-20 MPEG26-20 MPEG2编解码器示意图编解码器示意图编解码器示意图编解码器示意图8/20/202443信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准5. 数字电视接收的基本原理数字电视接收的基本原理(MPEG-2MPEG-2解码解码解码解码)图图图图6-20 6-20 8ATSC 8VSB8ATSC 8VSB接收机简化接收机简化接收机简化接收机简化框图框图框图框图 8/20/202444信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准6.4 .3 MPEG-4标准标准1.概述概述 MPEG-4 MPEG-4于于于于20002000年初正式成为国际标准，是适应年初正式成为国际标准，是适应年初正式成为国际标准，是适应年初正式成为国际标准，是适应多媒体应用的多媒体应用的多媒体应用的多媒体应用的“ “音频视频对象编码音频视频对象编码音频视频对象编码音频视频对象编码” ”标准，针对低标准，针对低标准，针对低标准，针对低比特率的远程会议和要求高比特效率的相关应用。
比特率的远程会议和要求高比特效率的相关应用比特率的远程会议和要求高比特效率的相关应用比特率的远程会议和要求高比特效率的相关应用 MPEG-4 MPEG-4不只是具体算法，是针对数字电视、交互不只是具体算法，是针对数字电视、交互不只是具体算法，是针对数字电视、交互不只是具体算法，是针对数字电视、交互式绘图应用（影音合成内容）、交互式多媒体等整合及式绘图应用（影音合成内容）、交互式多媒体等整合及式绘图应用（影音合成内容）、交互式多媒体等整合及式绘图应用（影音合成内容）、交互式多媒体等整合及压缩技术的需求而制定的国际标准它为视音频的通信、压缩技术的需求而制定的国际标准它为视音频的通信、压缩技术的需求而制定的国际标准它为视音频的通信、压缩技术的需求而制定的国际标准它为视音频的通信、存取和管理提供更为灵活的格式和框架存取和管理提供更为灵活的格式和框架存取和管理提供更为灵活的格式和框架存取和管理提供更为灵活的格式和框架目标目标目标目标：支持多种多媒体的应用，特别是基于内容的检索：支持多种多媒体的应用，特别是基于内容的检索：支持多种多媒体的应用，特别是基于内容的检索：支持多种多媒体的应用，特别是基于内容的检索和访问，可根据不同应用需求现场配置解码器。
应用范和访问，可根据不同应用需求现场配置解码器应用范和访问，可根据不同应用需求现场配置解码器应用范和访问，可根据不同应用需求现场配置解码器应用范围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测围包括实时视听通信、多媒体通信、远地监测/ /监视、监视、监视、监视、VODVOD、家庭购物、家庭购物、家庭购物、家庭购物/ /娱乐等 8/20/202445信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准2. MPEG-4标准架构标准架构 MPEG-4 MPEG-4提供不同视频标准源格式、码率、帧提供不同视频标准源格式、码率、帧提供不同视频标准源格式、码率、帧提供不同视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像的有效编码，同时也将支持基于内容频下矩形图像的有效编码，同时也将支持基于内容频下矩形图像的有效编码，同时也将支持基于内容频下矩形图像的有效编码，同时也将支持基于内容的图像编码的图像编码的图像编码的图像编码 图图图图6-21 6-21 MPEG-4MPEG-4支持的码率和相应功能图支持的码率和相应功能图支持的码率和相应功能图支持的码率和相应功能图 MPEG-4 MPEG-4可对合成的面部与人体进行参数化可对合成的面部与人体进行参数化可对合成的面部与人体进行参数化可对合成的面部与人体进行参数化描述；对面部与身体活动信息以参数化的数据流描述；对面部与身体活动信息以参数化的数据流描述；对面部与身体活动信息以参数化的数据流描述；对面部与身体活动信息以参数化的数据流进行描述；支持具有纹理映射功能的静态进行描述；支持具有纹理映射功能的静态进行描述；支持具有纹理映射功能的静态进行描述；支持具有纹理映射功能的静态/ /动态网动态网动态网动态网格编码；支持视点有关应用格编码；支持视点有关应用格编码；支持视点有关应用格编码；支持视点有关应用（（（（View Dependent View Dependent ApplicationApplication））））中的纹理编码。
中的纹理编码中的纹理编码中的纹理编码 8/20/202446信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(1) 极低比特率视频极低比特率视频VLBV功功能层能层 （（（（Very Low Bit Rate VideoVery Low Bit Rate Video）））） 适用适用适用适用5-64kbits/s5-64kbits/s视频操作与应用，支持较低视频操作与应用，支持较低视频操作与应用，支持较低视频操作与应用，支持较低的空间分辨率（低于的空间分辨率（低于的空间分辨率（低于的空间分辨率（低于352×288352×288像素）和较低的帧像素）和较低的帧像素）和较低的帧像素）和较低的帧频（低于频（低于频（低于频（低于15Hz15Hz）VLBVVLBV核心支持的专用功能：核心支持的专用功能：核心支持的专用功能：核心支持的专用功能： 1) 1) 实时多媒体应用实时多媒体应用实时多媒体应用实时多媒体应用：支持矩形图像序列的有效编：支持矩形图像序列的有效编：支持矩形图像序列的有效编：支持矩形图像序列的有效编 码，具有高编码效率、高精度、高容错度、低延码，具有高编码效率、高精度、高容错度、低延码，具有高编码效率、高精度、高容错度、低延码，具有高编码效率、高精度、高容错度、低延 时等特点。
时等特点时等特点时等特点2 2）多媒体数据库应用）多媒体数据库应用）多媒体数据库应用）多媒体数据库应用：支持多媒体数据库的存储、：支持多媒体数据库的存储、：支持多媒体数据库的存储、：支持多媒体数据库的存储、 随机存取以及随机存取以及随机存取以及随机存取以及FF/FR(FF/FR(快进快进快进快进/ /快退快退快退快退) )等功能与操作等功能与操作等功能与操作等功能与操作 图图图图 6-22 MPEG-4 6-22 MPEG-4甚低码率编码甚低码率编码甚低码率编码甚低码率编码8/20/202447信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(2) 高低比特率视频高低比特率视频HBV功功能层能层 适用范围为适用范围为适用范围为适用范围为64kbits/s-4Mbits/s64kbits/s-4Mbits/s，同样支持上述，同样支持上述，同样支持上述，同样支持上述VLBVVLBV功能，但它支持较高的空间与时间分辨率功能，但它支持较高的空间与时间分辨率。
功能，但它支持较高的空间与时间分辨率功能，但它支持较高的空间与时间分辨率 （（（（High Bit Rate VideoHigh Bit Rate Video））））1) 1) 基于内容的交互性，基于内容的交互性，基于内容的交互性，基于内容的交互性，可对不同来源的视、音频对象可对不同来源的视、音频对象可对不同来源的视、音频对象可对不同来源的视、音频对象 进行合成进行合成进行合成进行合成 2 2) ) 高效的压缩性，高效的压缩性，高效的压缩性，高效的压缩性，采用了基于对象采用了基于对象采用了基于对象采用了基于对象(Object-Based)(Object-Based)编码编码编码编码 等的第二代编码技术等的第二代编码技术等的第二代编码技术等的第二代编码技术3) 3) 通用的访问性通用的访问性通用的访问性通用的访问性具有鲁棒性和纠错功能，从而保证具有鲁棒性和纠错功能，从而保证具有鲁棒性和纠错功能，从而保证具有鲁棒性和纠错功能，从而保证 在易出错的通信环境下实现安全的低码率编码和传输在易出错的通信环境下实现安全的低码率编码和传输在易出错的通信环境下实现安全的低码率编码和传输。
在易出错的通信环境下实现安全的低码率编码和传输MPEG-4特点：特点：8/20/202448信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准3.MPEG-4 视频位流的层次数据结构视频位流的层次数据结构 由视频序列、视频对象、视频对象层、视频由视频序列、视频对象、视频对象层、视频由视频序列、视频对象、视频对象层、视频由视频序列、视频对象、视频对象层、视频对象平面、视频包、宏块和块组成，如图所示对象平面、视频包、宏块和块组成，如图所示对象平面、视频包、宏块和块组成，如图所示对象平面、视频包、宏块和块组成，如图所示图图图图6-20 MPEG-46-20 MPEG-4视频的层次结构视频的层次结构视频的层次结构视频的层次结构 视频段序列视频段序列视频段序列视频段序列VSVS层层层层 视频对象视频对象视频对象视频对象VOVO序列层序列层序列层序列层 视频对象层视频对象层视频对象层视频对象层VOLVOL序列层序列层序列层序列层 视频对象片面视频对象片面视频对象片面视频对象片面VOPVOP序列层序列层序列层序列层 视频包视频包视频包视频包VPVP（（（（GOBGOB）层）层）层）层 宏块宏块宏块宏块MBMB层层层层 块层块层块层块层 8/20/202449信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 (2) (2)视频对象视频对象视频对象视频对象VO VO (V(Vi ideoOdeoOb bject)ject)：：：： MPEG―4 MPEG―4自然视频码流的层次化数据结构自然视频码流的层次化数据结构自然视频码流的层次化数据结构自然视频码流的层次化数据结构分为如下五层：分为如下五层：分为如下五层：分为如下五层：(1)(1)视频序列视频序列视频序列视频序列VS VS (V(Videoideo S Sequenceequence) )：：：： VS VS对应于场景的电视图像信号，是整个场景对应于场景的电视图像信号，是整个场景对应于场景的电视图像信号，是整个场景对应于场景的电视图像信号，是整个场景在各段时间的图像。
在各段时间的图像在各段时间的图像在各段时间的图像VSVS也由一个或多个也由一个或多个也由一个或多个也由一个或多个VOVO构成 VO VO对应于场景中的人、物体或背景，它可以对应于场景中的人、物体或背景，它可以对应于场景中的人、物体或背景，它可以对应于场景中的人、物体或背景，它可以是任意形状是从是任意形状是从是任意形状是从是任意形状是从VSVS中提取的不同视频对象中提取的不同视频对象中提取的不同视频对象中提取的不同视频对象 8/20/202450信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 (3) (3) 视频对象层视频对象层视频对象层视频对象层VOL VOL (Video(Video Object Layer)Object Layer)(4) (4) 视频对象平面组视频对象平面组视频对象平面组视频对象平面组GOV GOV (Group(Group of VOP)of VOP) VOL VOL指指指指VOVO码流中包括的纹理、形状和运动码流中包括的纹理、形状和运动码流中包括的纹理、形状和运动码流中包括的纹理、形状和运动信息层。
信息层VOLVOL用于实现分级编码用于实现分级编码用于实现分级编码用于实现分级编码 GOV GOV层是可选的层是可选的层是可选的层是可选的GOVGOV由多个由多个由多个由多个VOPVOP组成GOVGOV提供了比特流中独立编码提供了比特流中独立编码提供了比特流中独立编码提供了比特流中独立编码VOPVOP的起始点，的起始点，的起始点，的起始点，以便于实现比特流的随机存取以便于实现比特流的随机存取以便于实现比特流的随机存取以便于实现比特流的随机存取 8/20/202451信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 (5) (5)视频对象平面视频对象平面视频对象平面视频对象平面VOP VOP ( (Video Video Object Plane)Object Plane)：：：： VOP VOP可以独立地进行编码可以独立地进行编码可以独立地进行编码可以独立地进行编码(I―VOP)(I―VOP)，也可，也可，也可，也可以运用运动补偿编码以运用运动补偿编码以运用运动补偿编码以运用运动补偿编码(P―VOP(P―VOP和和和和B―VOP)B―VOP)，，，，VOPVOP可以是任意形状的。
可以是任意形状的可以是任意形状的可以是任意形状的 ØØVOPVOP（（（（Video Object PlaneVideo Object Plane））））视频对象面视频对象面视频对象面视频对象面：表示视频：表示视频：表示视频：表示视频对象形成的画面，其形状可以是任意的，当对象形成的画面，其形状可以是任意的，当对象形成的画面，其形状可以是任意的，当对象形成的画面，其形状可以是任意的，当VOPVOP是是是是矩形时，则图像编码还原成传统图像编码矩形时，则图像编码还原成传统图像编码矩形时，则图像编码还原成传统图像编码矩形时，则图像编码还原成传统图像编码8/20/202452信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准 基于对象的编码理念基于对象的编码理念基于对象的编码理念基于对象的编码理念: :将一幅景物分成若干时间、将一幅景物分成若干时间、将一幅景物分成若干时间、将一幅景物分成若干时间、空间上相互联系的视频频对象空间上相互联系的视频频对象空间上相互联系的视频频对象空间上相互联系的视频频对象VOVO 分别编码，再经复分别编码，再经复分别编码，再经复分别编码，再经复用传输到接收端，然后对不同对象分别解码，从而用传输到接收端，然后对不同对象分别解码，从而用传输到接收端，然后对不同对象分别解码，从而用传输到接收端，然后对不同对象分别解码，从而组合成所需的视频和音频。
这样既方便对不同对象组合成所需的视频和音频这样既方便对不同对象组合成所需的视频和音频这样既方便对不同对象组合成所需的视频和音频这样既方便对不同对象采用不同编码和表示方法，又利于不同数据类型间采用不同编码和表示方法，又利于不同数据类型间采用不同编码和表示方法，又利于不同数据类型间采用不同编码和表示方法，又利于不同数据类型间的融合，且方便实现对各种对象操作及编辑如，的融合，且方便实现对各种对象操作及编辑如，的融合，且方便实现对各种对象操作及编辑如，的融合，且方便实现对各种对象操作及编辑如，将一个卡通人物放在真实场景中，或者将真人置于将一个卡通人物放在真实场景中，或者将真人置于将一个卡通人物放在真实场景中，或者将真人置于将一个卡通人物放在真实场景中，或者将真人置于一个虚拟的演播室里，还可在互联网上方便的实现一个虚拟的演播室里，还可在互联网上方便的实现一个虚拟的演播室里，还可在互联网上方便的实现一个虚拟的演播室里，还可在互联网上方便的实现交互，根据自己的需要有选择的组合各种视频音频交互，根据自己的需要有选择的组合各种视频音频交互，根据自己的需要有选择的组合各种视频音频交互，根据自己的需要有选择的组合各种视频音频以及图形文本对象。
以及图形文本对象以及图形文本对象以及图形文本对象 4. MPEG-4视频编解码视频编解码8/20/202453信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(1)MPEG-4基于对象的编码方法基于对象的编码方法 每个场景由单独编码的视频对象每个场景由单独编码的视频对象每个场景由单独编码的视频对象每个场景由单独编码的视频对象VOVO组成；每组成；每组成；每组成；每个个个个VOVO由几个可分级层由几个可分级层由几个可分级层由几个可分级层( (基层和增强层基层和增强层基层和增强层基层和增强层)---)---视频对视频对视频对视频对象层象层象层象层VOLVOL组成；每个组成；每个组成；每个组成；每个VOLVOL依次组成在时间上有序依次组成在时间上有序依次组成在时间上有序依次组成在时间上有序的快照序列的快照序列的快照序列的快照序列------视频对象面视频对象面视频对象面视频对象面VOPVOP；每个；每个；每个；每个VOPVOP编码编码编码编码器处理其形状、运动和纹理特征；形状信息的编器处理其形状、运动和纹理特征；形状信息的编器处理其形状、运动和纹理特征；形状信息的编器处理其形状、运动和纹理特征；形状信息的编码是通过一个矩形框界定并将矩形框分成多个宏码是通过一个矩形框界定并将矩形框分成多个宏码是通过一个矩形框界定并将矩形框分成多个宏码是通过一个矩形框界定并将矩形框分成多个宏块块块块MB (MacroBlocks)MB (MacroBlocks)来完成来完成来完成来完成 ，形状、运动和纹理，形状、运动和纹理，形状、运动和纹理，形状、运动和纹理信息在信息在信息在信息在MBMB层进行复合层进行复合层进行复合层进行复合 。
8/20/202454信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(2) 基于基于VOP的视频编码的视频编码 MPEG-4 MPEG-4的编码和解码是针对的编码和解码是针对的编码和解码是针对的编码和解码是针对VOVOP进行的，编进行的，编进行的，编进行的，编码时首先由输入的视频序列通过与用户的交互形成码时首先由输入的视频序列通过与用户的交互形成码时首先由输入的视频序列通过与用户的交互形成码时首先由输入的视频序列通过与用户的交互形成一个一个一个一个VOPVOP，然后针对每一个，然后针对每一个，然后针对每一个，然后针对每一个VOPVOP分别进行编码，最分别进行编码，最分别进行编码，最分别进行编码，最后将所有的后将所有的后将所有的后将所有的VOPVOP编码结果合成一个视频数据流编码结果合成一个视频数据流编码结果合成一个视频数据流编码结果合成一个视频数据流 8/20/202455信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准1) 视频对象视频对象VO2) 视频对象平面视频对象平面VOP(Video Object)(Video Object) 是视频序列中的人物或具体的景物是视频序列中的人物或具体的景物是视频序列中的人物或具体的景物是视频序列中的人物或具体的景物( (例如电视新闻例如电视新闻例如电视新闻例如电视新闻中的播音员或是电视剧中一辆奔驰的汽车中的播音员或是电视剧中一辆奔驰的汽车中的播音员或是电视剧中一辆奔驰的汽车中的播音员或是电视剧中一辆奔驰的汽车) )，也可以是，也可以是，也可以是，也可以是由计算机图形技术生成的二维或三维图形。
由计算机图形技术生成的二维或三维图形由计算机图形技术生成的二维或三维图形由计算机图形技术生成的二维或三维图形 是视频对象在某一时刻的采样，是视频对象在某一时刻的采样，是视频对象在某一时刻的采样，是视频对象在某一时刻的采样，同一对象连续同一对象连续同一对象连续同一对象连续的的的的VOPVOP称为视频对象称为视频对象称为视频对象称为视频对象 MPEG-4 MPEG-4在编码过程中针对不同在编码过程中针对不同在编码过程中针对不同在编码过程中针对不同VOVO采用不同的采用不同的采用不同的采用不同的编码策略，即对前景编码策略，即对前景编码策略，即对前景编码策略，即对前景VOVO的压缩编码尽可能保留细节的压缩编码尽可能保留细节的压缩编码尽可能保留细节的压缩编码尽可能保留细节和平滑；对背景和平滑；对背景和平滑；对背景和平滑；对背景VOVO则采用高压缩率的编码策略，甚则采用高压缩率的编码策略，甚则采用高压缩率的编码策略，甚则采用高压缩率的编码策略，甚至不予传输而在解码端由其他背景拼接而成至不予传输而在解码端由其他背景拼接而成至不予传输而在解码端由其他背景拼接而成。
至不予传输而在解码端由其他背景拼接而成MPEG-4MPEG-4支持任意形状图像与视频的编解码支持任意形状图像与视频的编解码支持任意形状图像与视频的编解码支持任意形状图像与视频的编解码8/20/202456信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准3) 基于基于VOP的视频编码的视频编码过程过程①①①①首先，对自然视频流进行首先，对自然视频流进行首先，对自然视频流进行首先，对自然视频流进行VOPVOP分割分割分割分割编码过程分为以下三个步骤：编码过程分为以下三个步骤：编码过程分为以下三个步骤：编码过程分为以下三个步骤：a a VO VO的形成的形成的形成的形成b b 各个各个各个各个VOVO分别独立编码分别独立编码分别独立编码分别独立编码c c 将各个将各个将各个将各个VOVO的码流复合成一个位流的码流复合成一个位流的码流复合成一个位流的码流复合成一个位流8/20/202457信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准②②②②对自然视频流对自然视频流VOP编码编码 由编码控制器为不同由编码控制器为不同由编码控制器为不同由编码控制器为不同VOVO的形状、运动、的形状、运动、的形状、运动、的形状、运动、纹理信息分配码率，并由纹理信息分配码率，并由纹理信息分配码率，并由纹理信息分配码率，并由VOVO编码器对各个编码器对各个编码器对各个编码器对各个VOVO分别进行独立编码分别进行独立编码分别进行独立编码分别进行独立编码; ;8/20/202458信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准③③③③将编码的基本码流复用成一个输出码流将编码的基本码流复用成一个输出码流将编码的基本码流复用成一个输出码流将编码的基本码流复用成一个输出码流 编码控制和复用（编码控制和复用（编码控制和复用（编码控制和复用（MUXMUX，，，，MultipexMultipex，，，，多路复用）部分可以加入用户的交互控制或多路复用）部分可以加入用户的交互控制或多路复用）部分可以加入用户的交互控制或多路复用）部分可以加入用户的交互控制或智能算法控制。
智能算法控制智能算法控制智能算法控制8/20/202459信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准4) MPEG-4视频信号编码基本原理视频信号编码基本原理 包括形状编码、运动补偿和纹理编码包括形状编码、运动补偿和纹理编码包括形状编码、运动补偿和纹理编码包括形状编码、运动补偿和纹理编码三个部分三个部分三个部分三个部分其中运用的主要技术是运动估值补偿、其中运用的主要技术是运动估值补偿、其中运用的主要技术是运动估值补偿、其中运用的主要技术是运动估值补偿、DCTDCT变换变换变换变换( (采用标准的采用标准的采用标准的采用标准的8×8 DCT8×8 DCT或自适应或自适应或自适应或自适应DCT) DCT) 和混合和混合和混合和混合DPCMDPCM( (差分脉冲编码差分脉冲编码差分脉冲编码差分脉冲编码) )等图图图图 6-23 MPEG-4 6-23 MPEG-4编码器基本框图编码器基本框图编码器基本框图编码器基本框图8/20/202460信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准描述图像视频对象的属性描述图像视频对象的属性描述图像视频对象的属性描述图像视频对象的属性VOVOMVn形状（形状（形状（形状（ShapeShape）））） 外形，透明等外形，透明等外形，透明等外形，透明等n运动（运动（运动（运动（MotionMotion）））） 位置，位移等位置，位移等位置，位移等位置，位移等n纹理（纹理（纹理（纹理（TextureTexture）））） 颜色，灰度等颜色，灰度等颜色，灰度等颜色，灰度等8/20/202461信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准①①形状编码：形状编码：二值形状编码二值形状编码二值形状编码二值形状编码灰度形状编码灰度形状编码灰度形状编码灰度形状编码 用用用用0~2550~255表示表示表示表示VOPVOP的透明度，的透明度，的透明度，的透明度，0 0表示完全表示完全表示完全表示完全透明，透明，透明，透明，255255表示完全不透明表示完全不透明表示完全不透明表示完全不透明1 1：表示：表示：表示：表示VOPVOP中像素属于视频对象中像素属于视频对象中像素属于视频对象中像素属于视频对象0 0：表示：表示：表示：表示VOPVOP中像素不属于视频对象中像素不属于视频对象中像素不属于视频对象中像素不属于视频对象描述视频对象的形状描述视频对象的形状描述视频对象的形状描述视频对象的形状8/20/202462信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准②②运动信息编码运动信息编码P-VOPB-VOPI-VOPI-VOPI-VOP：帧内：帧内：帧内：帧内VOPVOP，采用帧内编码技术，采用帧内编码技术，采用帧内编码技术，采用帧内编码技术P-VOPP-VOP：前向：前向：前向：前向VOPVOP，采用前向预测编码技术，采用前向预测编码技术，采用前向预测编码技术，采用前向预测编码技术B-VOP B-VOP ：双向：双向：双向：双向VOPVOP，采用双向预测编码技术，采用双向预测编码技术，采用双向预测编码技术，采用双向预测编码技术采用采用采用采用运动预测运动预测运动预测运动预测和和和和运动补偿运动补偿运动补偿运动补偿技术去除图像的帧间冗余度。
技术去除图像的帧间冗余度技术去除图像的帧间冗余度技术去除图像的帧间冗余度VOPVOP分为三类：分为三类：分为三类：分为三类：8/20/202463信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准③③纹理编码纹理编码VOP宏块VOP窗口8×8DCT8×8采用采用采用采用8×8DCT8×8DCT变换消除变换消除变换消除变换消除VOPVOP的帧内冗余度的帧内冗余度的帧内冗余度的帧内冗余度8/20/202464信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准5) MPEG-4MPEG-4视频编码举例视频编码举例视频编码举例视频编码举例 在在在在电电电电视视视视安安安安全全全全监监监监控控控控中中中中对对对对图图图图像像像像进进进进行行行行数数数数字字字字录录录录像像像像时时时时，，，，常常常常采采采采用用用用MPEG-4MPEG-4标标标标准准准准进进进进行行行行压压压压缩缩缩缩，，，，因因因因为为为为电电电电视视视视监监监监控控控控图图图图像像像像背背背背景景景景是是是是固固固固定定定定不不不不变变变变的，人物较少，的，人物较少，的，人物较少，的，人物较少，活活活活动动动动缓缓缓缓慢慢慢慢，，，，基基基基于于于于对对对对象象象象编编编编码码码码能能能能得得得得到到到到较较较较高高高高的的的的数数数数据据据据压压压压缩缩缩缩率率率率。
MPEG-4MPEG-4在在在在演演演演播播播播室室室室视视视视频频频频编编编编辑辑辑辑、、、、虚虚虚虚拟拟拟拟演演演演播播播播室室室室等等等等方方方方面面面面已已已已经经经经有有有有较较较较多多多多的的的的应用8/20/202465信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准(3) VO解码解码 接接接接收收收收端端端端经经经经解解解解复复复复用用用用将将将将各各各各个个个个VOVO分分分分别别别别解解解解码码码码，，，，然然然然后后后后将将将将解解解解码码码码后后后后的的的的VOVO合合合合成成成成场场场场景景景景输输输输出出出出解解解解复复复复用用用用和和和和VOVO合合合合成成成成时时时时同同同同样样样样可可可可加加加加入入入入用用用用户户户户交互控制交互控制交互控制交互控制8/20/202466信息工程系 CH6 CH6 CH6 CH6 数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准数字电视的国际标准5、、MPEG-1、、2 、、 4编码编码结构框架结构框架对比对比8/20/202467信息工程系 。