数字视频压缩标准

数字视频压缩标准视频主要包括电视与电影。包括计算机与网络领域的MPEG系列，电子与通信领域的H系列与中国的AVS。MPEG-4MPEG-4标准于1999年发布。它不仅针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。这标准主要应用于视像电话、视像电子邮等，对传输速率要求较低，在4800-6400bit/s之间，分辨率为176×144。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术、数据压缩，以求用最少的数据获得最佳的图像质量。利用MPEG-4的高压缩率和高的图像还原质量可以把DVD里面的MPEG-2视频文件转换为体积更小的视频文件。经过这样处理，图像的视频质量下降不大，但数据可缩小几倍，可以很方便地用CD-ROM来保存DVD上的数据。MPEG－4以对象为基本编码单位，对一系列VOP的纹理、形状和运动信息进行编码。首先编码器的对象分割单元分析输入视频，按照方法把视频分割成多个VO，然后编码器对每个视频对象VOP进行纹理、形状和运动信息编码，最终利用码流复用器组织码流。整个图像可以分解为多个目标，目标分割是最困难的地方，但并不需要标准。目标由形状，运动和纹理描述，形状和纹理随着时间改变而改变。MPEG假定编码器有一个分割图，知道如何编码形状，运动和纹理，视频对象平面是MPEG-4视频压缩处理的基本单元。一个视频对象平面由一个矩形窗（如图所示的VOP窗）框定，矩形窗包含了组成视频对象平面的最少数量的宏块。图1中的参考窗是原始帧的大小，VOP窗是MPEG-4编码前的处理得到的最小矩形窗，图中还标定了宏块的三种类型：外部宏块，边缘宏块和内部宏块。VOP填充模块为了支持基于对象的编码，MPEG-4标准引入了视频对象平面（VOP）的概念与以前的视频压缩MPEG-1、MPEG-2标准一样，MPEG-4也采用了运动预测补偿技术来消除视频序列中的时间冗余。这个过程包括一个搜索算法用于搜索被编码宏块（块）在参考帧中最好的匹配。为了实现基于VOP的运动估计，位于VOP边缘上的宏块（块）的运动估计应调整为多边形匹配。为了使任意形状VOP的运动补偿更加精确，MPEG-4给出了一种特殊的填充技术－基于宏块的重复填充。视频编码及其关键算法MPEG－4采用纹理编码、形状编码和运动矢量编码。TheMPEG-4视频数据结构