圖像工程,圖像處理,章毓晉IE1-IP-aa

1、附錄A 圖象國際標(biāo)準(zhǔn) A.1國際標(biāo)準(zhǔn)A.2二值圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn) A.3靜止圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn) A.4運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)A.5多媒體國際標(biāo)準(zhǔn) 章毓晉 (TH-EE-IE)A.1 國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)無疑義地描述軟件和硬件在任何地方都可以被一致的理解如果基于某種標(biāo)準(zhǔn)，很容易維護(hù)管理如果沒有標(biāo)準(zhǔn)，每個部件都成為獨立的需要在設(shè)計、實現(xiàn)、管理、控制和維護(hù)層次都標(biāo)準(zhǔn)化已制訂的一些標(biāo)準(zhǔn)表A.1.1章毓晉 (TH-EE-IE)A.2 二值圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)1. G3和G4 由CCITT的兩個小組（Group 3和Group 4）負(fù)責(zé)制定 最初是為傳真應(yīng)用而設(shè)計G3采用了非自適應(yīng)、1-D游程編碼技

2、術(shù) 對每組N行（N = 2或N = 4）掃描線中的后N 1行也可以用2-D方式編碼 G4是G3的一種簡化版本，其中只使用2-D編碼G3的壓縮率約為15:1，G4的壓縮率要高1倍對半調(diào)灰度（halftone）圖編碼時常產(chǎn)生擴(kuò)展效果 章毓晉 (TH-EE-IE)A.2 二值圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)2. JBIG二值圖聯(lián)合組（joint bilevel imaging group，JBIG）于1991年制定 采用了自適應(yīng)技術(shù)，提高了壓縮比打印字符的掃描圖象：可提高1.1 1.5倍計算機(jī)生成的打印字符圖象：可提高約5倍用抖動或半調(diào)表示的“灰度”圖象：可提高2 30倍可用于漸進(jìn)（累進(jìn)）的傳輸與重建應(yīng)用 章毓晉

3、(TH-EE-IE)A.3 靜止圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)1. JPEG聯(lián)合圖象專家組（joint picture expert group，JPEG）于1991年制定 定義了3種編碼系統(tǒng)： (1) 基于DCT的有損編碼基本系統(tǒng)，可用于絕大多數(shù)壓縮應(yīng)用場合(2) 用于高壓縮比、高精確度或漸進(jìn)重建應(yīng)用的擴(kuò)展編碼系統(tǒng)(3) 用于無失真應(yīng)用場合的無損系統(tǒng)對錄象機(jī)質(zhì)量的靜止圖象的壓縮率一般可達(dá)到25:1 章毓晉 (TH-EE-IE)A.3 靜止圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)1. JPEG 基本系統(tǒng)：交流分量（AC）用變長碼編碼直流分量（DC）系數(shù)用相對差值進(jìn)行編碼 章毓晉 (TH-EE-IE)A.3 靜止圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)2.

4、 JPEG2000對JPEG標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更新?lián)Q代，2000年問世 提高低碼率時對圖象的壓縮質(zhì)量增加了許多功能：根據(jù)圖象質(zhì)量、視覺感受和分辨率進(jìn)行漸進(jìn)傳輸，可對碼流隨機(jī)存取和處理編碼變換采用了小波變換消除了DCT的塊效應(yīng)章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)1. Motion JPEG用JPEG方法對運動視頻/電視信號進(jìn)行編碼 對每一幀獨立工作，所以它并不能減少幀之間的冗余 提供了一個快速訪問視頻中任意幀的方法JPEG需要較多的帶寬，很少用在基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中 章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)2. H.261主要為電視會議等應(yīng)用而制定P 64標(biāo)準(zhǔn)（P = 1,

5、 2, , 30），因為其碼流可為：64，128，1920 k bit/s 最基本步驟有2個：I-frame和P-frame(1) 對序列中的第一幀（或某參考幀）圖用類似于JPEG中用的DCT壓縮，以減少幀內(nèi)冗余度(2) 估計目標(biāo)的運動（通過計算幀間的相關(guān)），以確定如何壓縮下一幀以減少幀間冗余度章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)兩種不同的幀編碼方式 (1) 對每組的第一幀圖進(jìn)行幀內(nèi)編碼，即用類似于JPEG中用的DCT方法以減少幀內(nèi)冗余度。這樣得到的編碼幀稱為初始

6、幀I-frame(2) 對每組的剩余幀圖進(jìn)行幀間編碼，即通過計算當(dāng)前幀與下一幀間的相關(guān)，預(yù)測估計幀內(nèi)目標(biāo)的運動，以確定如何借助運動補(bǔ)償來壓縮下一幀以減少幀間冗余度。這樣得到的編碼幀稱為預(yù)測幀P-frame 章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)編（解）碼序列的結(jié)構(gòu)在每個I-幀后面接續(xù)若干個P-幀，I-幀獨立編碼，而P-幀則參照上一幀編碼 章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)3. MPEG-1（ISO/IEC 11172） Coding of moving pictures and associated audio for digital storage m

7、edia at up to about 1.5 Mbit/s1988年 1992年基本步驟：(1) DCT壓縮，以減少幀內(nèi)冗余度(2) 運動估計，以減少幀間冗余度章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)編（解）碼序列的結(jié)構(gòu)(1) I圖象：僅進(jìn)行幀內(nèi)編碼，不參照其他圖象。(2) P圖象：參照前一幅I圖象或P圖象進(jìn)行幀間編碼(3) B圖象：也稱雙向預(yù)測圖象，參照前一幅和后一幅I圖象或P圖象進(jìn)行雙向運動補(bǔ)償。 章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)4. MPEG-2（ISO/IEC 13818） Generic coding of moving pictures a

8、nd audio1990年 1994年主要用于視頻傳輸（場景變化快，所以每15幀一定要編一幀）適用帶寬5 10 Mbit/s 到 30 40 Mbit/s（包含了原MPEGIII的內(nèi)容）章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)5. MPEG-4（ISO/IEC 14496） Coding of audio-visual object1993年 1999年 ( 2000年 2001年 )對各種AV進(jìn)行統(tǒng)一編碼和操作 64 k bit/s 64 384 k bit/s 384 k bit/s 4 M bit/s章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)6. H.264

9、/AVC（ISO/IEC 14496-AVC，ITU-T H.264） JVT (Joint video team)2001年 2003年 ( 2004年)在提高壓縮效率的同時，提供網(wǎng)絡(luò)友好的視頻表達(dá)方式 既支持“會話式”（如可視電話）也支持“非會話式”（如廣播或流媒體）視頻應(yīng)用 章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)6. H.264/AVC在編碼方面采用的主要技術(shù)：(1)多幀多模式運動預(yù)測 多參考幀預(yù)測 宏塊尺寸類型較多 章毓晉 (TH-EE-IE)A.4 運動圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)6. H.264/AVC(2)整數(shù)變換 多參考幀預(yù)測 (3)熵編碼 一致性變長編碼 前后文自適應(yīng)二

10、值算術(shù)編碼 (4)自適應(yīng)環(huán)內(nèi)消塊效應(yīng)濾波器比MPEG-4可節(jié)省40%到50% 的比特率 章毓晉 (TH-EE-IE)1. MPEG-7（ISO/IEC 15938） Multimedia content description interface1997年 2001年 ()！不是圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)！對不同的多媒體信息進(jìn)行統(tǒng)一描述 描述符（D） 描述方案（DS） 描述語言（DDL）A.5 多媒體國際標(biāo)準(zhǔn)章毓晉 (TH-EE-IE)MPEG-7是關(guān)于內(nèi)容描述的，前端是對多媒體數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，后端則提供了多媒體信息提取的基礎(chǔ)A.5 多媒體國際標(biāo)準(zhǔn)章毓晉 (TH-EE-IE)2. MPEG-21（ISO/IEC 18034） Multimedia framework2000年 2004年 ()！不是圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)！提供多媒體信息處理技術(shù)的集成框架 章毓晉。MPEG-21 剛開始制訂的國際標(biāo)準(zhǔn)。中國圖象圖形學(xué)報，2000，5B(9-10): 12-13。A.5 多媒體國際標(biāo)準(zhǔn)章毓晉 (TH-EE-IE) 標(biāo)準(zhǔn)的工作目標(biāo)電子商務(wù)、知識產(chǎn)權(quán)、綜合性解決方案動機(jī)：已構(gòu)建了許多基礎(chǔ)設(shè)施以發(fā)送和使用多媒體內(nèi)容，但還沒有一個框架可將現(xiàn)有的或正在開發(fā)的技術(shù)手段聯(lián)系在一起(1) 理解如何將不同的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合在一起 (2) 討論將需要什么樣的新標(biāo)準(zhǔn) (3) 在上兩點實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，完成將不同標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合