高頻/射頻信號(hào)及視頻壓縮編碼的基本概念
此外,某些有損壓縮算法采用多次重復(fù)壓縮的方式,這樣還會(huì)引起額外的數(shù)據(jù)丟失。
二、幀內(nèi)和幀間壓縮:
幀內(nèi)(Intraframe)壓縮也稱(chēng)為空間壓縮(Spatialcompression)。當(dāng)壓縮一幀圖像時(shí),僅考慮本幀的數(shù)據(jù)而不考慮相鄰幀之間的冗余信息,這實(shí)際上與靜態(tài)圖像壓縮類(lèi)似。幀內(nèi)一般采用有損壓縮算法,由于幀內(nèi)壓縮時(shí)各個(gè)幀之間沒(méi)有相互關(guān)系,所以壓縮后的視頻數(shù)據(jù)仍可以以幀為單位進(jìn)行編輯。幀內(nèi)壓縮一般達(dá)不到很高的壓縮。
采用幀間(Interframe)壓縮是基于許多視頻或動(dòng)畫(huà)的連續(xù)前后兩幀具有很大的相關(guān)性,或者說(shuō)前后兩幀信息變化很小的特點(diǎn)。也即連續(xù)的視頻其相鄰幀之間具有冗余信息,根據(jù)這一特性,壓縮相鄰幀之間的冗余量就可以進(jìn)一步提高壓縮量,減小壓縮比。幀間壓縮也稱(chēng)為時(shí)間壓縮(Temporalcompression),它通過(guò)比較時(shí)間軸上不同幀之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。幀間壓縮一般是無(wú)損的。幀差值(Framedifferencing)算法是一種典型的時(shí)間壓縮法,它通過(guò)比較本幀與相鄰幀之間的差異,僅記錄本幀與其相鄰幀的差值,這樣可以大大減少數(shù)據(jù)量。
三、對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)編碼:
對(duì)稱(chēng)性(symmetric)是壓縮編碼的一個(gè)關(guān)鍵特征。對(duì)稱(chēng)意味著壓縮和解壓縮占用相同的計(jì)算處理能力和時(shí)間,對(duì)稱(chēng)算法適合于實(shí)時(shí)壓縮和傳送視頻,如視頻會(huì)議應(yīng)用就以采用對(duì)稱(chēng)的壓縮編碼算法為好。而在電子出版和其它多媒體應(yīng)用中,一般是把視頻預(yù)先壓縮處理好,爾后再播放,因此可以采用不對(duì)稱(chēng)(asymmetric)編碼。不對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)意味著壓縮時(shí)需要花費(fèi)大量的處理能力和時(shí)間,而解壓縮時(shí)則能較好地實(shí)時(shí)回放,也即以不同的速度進(jìn)行壓縮和解壓縮。一般地說(shuō),壓縮一段視頻的時(shí)間比回放(解壓縮)該視頻的時(shí)間要多得多。例如,壓縮一段三分鐘的視頻片斷可能需要10多分鐘的時(shí)間,而該片斷實(shí)時(shí)回放時(shí)間只有三分鐘。
MPEG(MovingPictureExpertsGroup)是1988年成立的一個(gè)專(zhuān)家組。這個(gè)專(zhuān)家組在1991年制定了一個(gè)MPEG-1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)圖像和伴音的編碼--用于速率小于每秒約1.5兆比特的數(shù)字存儲(chǔ)媒體(Codingofmovingpictureandassociatedaudio--fordigitalstoragemediaatuptoabout1.5Mbit/s)”。這里的數(shù)字存儲(chǔ)媒體指一般的數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備如CD-ROM、硬盤(pán)和可擦寫(xiě)光盤(pán)等。MPEG的最大壓縮可達(dá)約1:200,其目標(biāo)是要把目前的廣播視頻信號(hào)壓縮到能夠記錄在CD光盤(pán)上并能夠用單速的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器來(lái)播放,并具有VHS的顯示質(zhì)量和高保真立體伴音效果。MPEG采用的編碼算法簡(jiǎn)稱(chēng)為MPEG算法,用該算法壓縮的數(shù)據(jù)稱(chēng)為MPEG數(shù)據(jù),由該數(shù)據(jù)產(chǎn)生的文件稱(chēng)MPEG文件,它以MPG為文件后綴。
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