1. 为什么要进行视频压缩?
- 未经压缩的数字视频的数据量巨大
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存储困难: 一张DVD只能存储几秒钟的未压缩数字视频。
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传输困难 : 1兆的带宽传输一秒的数字电视视频需要大约4分钟。
2. 为什么可以压缩
去除视频中的冗余信息,冗余信息包括下面几种:
- 空间冗余:图像相邻像素之间有较强的相关性
- 时间冗余:视频序列的相邻图像之间内容相似
- 编码冗余:不同像素值出现的概率不同
- 视觉冗余:人的视觉系统对某些细节不敏感
- 知识冗余:规律性的结构可由先验知识和背景知识得到
3. 数据压缩分类
无损压缩(Lossless)
- 压缩前解压缩后图像完全一致X=X'
- 压缩比低(2:1~3:1)
- 例如:Winzip,JPEG-LS
有损压缩(Lossy)
- 压缩前解压缩后图像不一致X≠X'
- 压缩比高(10:1~20:1)
- 利用人的视觉系统的特性
- 例如:MPEG-2,H.264/AVC,AVS
4. 编解码器
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编码器(Encoder): 压缩信号的设备或程序
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解码器(Decoder):解压缩信号的设备或程序
-
编解码器(Codec): 编解码器对
5. 压缩系统的组成
(1) 编码器中的关键技术
(2) 编解码中的关键技术
6. 编解码器实现
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编解码器的实现平台:超大规模集成电路VLSI ,ASIC, FPGA 。数字信号处理器DSP 软件
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编解码器产品:机顶盒 数字电视 摄像机 监控器
7. 视频编码标准
编码标准作用:
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兼容:不同厂家生产的编码器压缩的码流能够被不同厂家的解码器解码
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高效:标准编解码器可以进行批量生产,节约成本。
主流的视频编码标准:
- MPEG-2
- MPEG-4 Simple Profile
- H.264/AVC
- AVS
- VC-1
标准化组织:
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ITU:International Telecommunications Union
- VECG:Video Coding Experts Group
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ISO:International Standards Organization
- MPEG:Motion Picture Experts Group
8. 视频传输
- 视频传输:通过传输系统将压缩的视频码流从编码端传输到解码端
- 传输系统:互联网,地面无线广播,卫星
9. 视频传输面临的问题
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传输系统不可靠: 带宽限制 ,信号衰减, 噪声干扰, 传输延迟
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视频传输出现的问题: 不能解码出正确的视频,视频播放延迟
10. 视频传输差错控制
- 差错控制(Error Control)解决视频传输过程中由于数据丢失或延迟导致的问题
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差错控制技术:
- 信道编码差错控制技术
- 编码器差错恢复
- 解码器差错隐藏
11. 视频传输的QoS参数
- 数据包的端到端的延迟
- 带宽:比特/秒
- 数据包的流失率
- 数据包的延迟时间的波动