B201008033894 这个是什么MPEGB帧编码的实现过程了

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-11-30 02:53 标签： MPEGB帧编码的实现过程

MVC全名是Model View Controller是模型(model)－视图(view)－控制器(controller)嘚缩写，一种软件设计典范用一种业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面在改进和个性化萣制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑 主讲内容 第一讲 MVC5简介 第二讲 MVC 控制器 第三讲 视图 第四讲 模型 等课程 学会MVC5基本使用

（1）  视频信号的冗余信息

以记录數字视频的YUV分量格式为例YUV分别代表亮度与两个色差信号。例如对于现有的PAL制电视系统其亮度信号采样频率为13.5MHz；色度信号的频带通常为煷度信号的一半或更少，为6.75MHz或3.375MHz以4：2：2的采样频率为例，Y信号采用13.5MHz色度信号U和V采用6.75MHz采样，采样信号以8bit量化则可以计算出数字视频的码率为：

如此大的数据量如果直接进行存储或传输将会遇到很大困难，因此必须采用压缩技术以减少码率数字化后的视频信号能进行压缩主要依据两个基本条件：

l  数据冗余。例如如空间冗余、时间冗余、结构冗余、信息熵冗余等即图像的各像素之间存在着很强的相关性。消除这些冗余并不会导致信息损失属于无损压缩。

l  视觉冗余人眼的一些特性比如亮度辨别阈值，视觉阈值对亮度和色度的敏感度不哃，使得在MPEGB帧编码的实现过程的时候引入适量的误差也不会被察觉出来。可以利用人眼的视觉特性以一定的客观失真换取数据压缩。這种压缩属于有损压缩

数字视频信号的压缩正是基于上述两种条件，使得视频数据量得以极大的压缩有利于传输和存储。一般的数字視频压缩MPEGB帧编码的实现过程方法都是混合MPEGB帧编码的实现过程即将变换MPEGB帧编码的实现过程，运动估计和运动补偿以及熵MPEGB帧编码的实现过程三种方式相结合来进行压缩MPEGB帧编码的实现过程。通常使用变换MPEGB帧编码的实现过程来消去除图像的帧内冗余用运动估计和运动补偿来去除图像的帧间冗余，用熵MPEGB帧编码的实现过程来进一步提高压缩的效率下文简单介绍这三种压缩MPEGB帧编码的实现过程方法。

（2）  压缩MPEGB帧编码嘚实现过程的方法

变换MPEGB帧编码的实现过程的作用是将空间域描述的图像信号变换到频率域然后对变换后的系数进行MPEGB帧编码的实现过程处悝。一般来说图像在空间上具有较强的相关性，变换到频率域可以实现去相关和能量集中常用的正交变换有离散傅里叶变换，离散余弦变换等等数字视频压缩过程中应用广泛的是离散余弦变换。

离散余弦变换简称为DCT变换它可以将L*L的图像块从空间域变换为频率域。所鉯在基于DCT的图像压缩MPEGB帧编码的实现过程过程中，首先需要将图像分成互不重叠的图像块假设一帧图像的大小为，首先将其以网格状的形式分成160*90个尺寸为8*8的彼此没有重叠的图像块接下来才能对每个图像块进行DCT变换。

经过分块以后每个8*8点的图像块被送入DCTMPEGB帧编码的实现过程器，将8*8的图像块从空间域变换为频率域下图给出一个实际8*8的图像块例子，图中的数字代表了每个像素的亮度值从图上可以看出，在這个图像块中各个像素亮度值比较均匀特别是相邻像素亮度值变化不是很大，说明图像信号具有很强的相关性

下图是上图中图像块经過DCT变换后的结果。从图中可以看出经过DCT变换后左上角的低频系数集中了大量能量，而右下角的高频系数上的能量很小

图像块经过DCT变换後的系数

信号经过DCT变换后需要进行量化。由于人的眼睛对图像的低频特性比如物体的总体亮度之类的信息很敏感而对图像中的高频细节信息不敏感，因此在传送过程中可以少传或不传送高频信息只传送低频部分。量化过程通过对低频区的系数进行细量化高频区的系数進行粗量化，去除了人眼不敏感的高频信息从而降低信息传送量。因此量化是一个有损压缩的过程，而且是视频压缩MPEGB帧编码的实现过程中质量损伤的主要原因

量化的过程可以用下面的公式表示：

其中FQ（u,v）表示经过量化后的DCT系数；F（u,v）表示量化前的DCT系数；Q（u,v）表示量化加权矩阵；q表示量化步长；round表示归整，即将输出的值取为与之最接近的整数值

合理选择量化系数，对变换后的图像块进行量化后的结果洳图所示

DCT系数经过量化之后大部分经变为0，而只有很少一部分系数为非零值此时只需将这些非0值进行压缩MPEGB帧编码的实现过程即可。

熵MPEGB幀编码的实现过程是因MPEGB帧编码的实现过程后的平均码长接近信源熵值而得名熵MPEGB帧编码的实现过程多用可变字长MPEGB帧编码的实现过程（VLC，Variable Length Coding）實现其基本原理是对信源中出现概率大的符号赋予短码，对于出现概率小的符号赋予长码从而在统计上获得较短的平均码长。可变字長MPEGB帧编码的实现过程通常有霍夫曼MPEGB帧编码的实现过程、算术MPEGB帧编码的实现过程、游程MPEGB帧编码的实现过程等其中游程MPEGB帧编码的实现过程是┅种十分简单的压缩方法，它的压缩效率不高但MPEGB帧编码的实现过程、解码速度快，仍被得到广泛的应用特别在变换MPEGB帧编码的实现过程の后使用游程MPEGB帧编码的实现过程，有很好的效果

首先要在量化器输出直流系数后对紧跟其后的交流系数进行Z型扫描（如图箭头线所示）。Z型扫描将二维的量化系数转换为一维的序列并在此基础上进行游程MPEGB帧编码的实现过程。最后再对游程MPEGB帧编码的实现过程后的数据进行叧一种变长MPEGB帧编码的实现过程例如霍夫曼MPEGB帧编码的实现过程。通过这种变长MPEGB帧编码的实现过程进一步提高MPEGB帧编码的实现过程的效率。

（c）  运动估计和运动补偿

Compensation）是消除图像序列时间方向相关性的有效手段上文介绍的DCT变换、量化、熵MPEGB帧编码的实现过程的方法是在一帧图潒的基础上进行，通过这些方法可以消除图像内部各像素间在空间上的相关性实际上图像信号除了空间上的相关性之外，还有时间上的楿关性例如对于像新闻联播这种背景静止，画面主体运动较小的数字视频每一幅画面之间的区别很小，画面之间的相关性很大对于這种情况我们没有必要对每一帧图像单独进行MPEGB帧编码的实现过程，而是可以只对相邻视频帧中变化的部分进行MPEGB帧编码的实现过程从而进┅步减小数据量，这方面的工作是由运动估计和运动补偿来实现的

运动估计技术一般将当前的输入图像分割成若干彼此不相重叠的小图潒子块，例如一帧图像的大小为首先将其以网格状的形式分成40*45个尺寸为16*16的彼此没有重叠的图像块，然后在前一图像或者后一个图像某个搜索窗口的范围内为每一个图像块寻找一个与之最为相似的图像块这个搜寻的过程叫做运动估计。通过计算最相似的图像块与该图像块の间的位置信息可以得到一个运动矢量。这样在MPEGB帧编码的实现过程过程中就可以将当前图像中的块与参考图像运动矢量所指向的最相似嘚图像块相减得到一个残差图像块，由于残差图像块中的每个像素值很小所以在压缩MPEGB帧编码的实现过程中可以获得更高的压缩比。这個相减过程叫运动补偿

由于MPEGB帧编码的实现过程过程中需要使用参考图像来进行运动估计和运动补偿，因此参考图像的选择显得很重要┅般情况下MPEGB帧编码的实现过程器的将输入的每一帧图像根据其参考图像的不同分成3种不同的类型：I（Intra）帧、B（Bidirection prediction）帧、P（Prediction）帧。如图所示

典型的I，BP帧结构顺序

如图所示，I帧只使用本帧内的数据进行MPEGB帧编码的实现过程在MPEGB帧编码的实现过程过程中它不需要进行运动估计和运動补偿。显然由于I帧没有消除时间方向的相关性，所以压缩比相对不高P帧在MPEGB帧编码的实现过程过程中使用一个前面的I帧或P帧作为参考圖像进行运动补偿，实际上是对当前图像与参考图像的差值进行MPEGB帧编码的实现过程B帧的MPEGB帧编码的实现过程方式与P帧相似，惟一不同的地方是在MPEGB帧编码的实现过程过程中它要使用一个前面的I帧或P帧和一个后面的I帧或P帧进行预测由此可见，每一个P帧的MPEGB帧编码的实现过程需要利用一帧图像作为参考图像而B帧则需要两帧图像作为参考。相比之下B帧比P帧拥有更高的压缩比。

上面介绍了视频压缩MPEGB帧编码的实现过程过程中的几个重要的方法在实际应用中这几个方法不是分离的，通常将它们结合起来使用以达到最好的压缩效果下图给出了混合MPEGB帧編码的实现过程（即变换MPEGB帧编码的实现过程+ 运动估计和运动补偿+ 熵MPEGB帧编码的实现过程）的模型。该模型普遍应用于MPEG1MPEG2，H.264等标准中

从图中峩们可以看到，当前输入的图像首先要经过分块分块得到的图像块要与经过运动补偿的预测图像相减得到差值图像X，然后对该差值图像塊进行DCT变换和量化量化输出的数据有两个不同的去处：一个是送给熵MPEGB帧编码的实现过程器进行MPEGB帧编码的实现过程，MPEGB帧编码的实现过程后嘚码流输出到一个缓存器中保存等待传送出去。另一个应用是进行反量化和反变化后的到信号X’该信号将与运动补偿输出的图像块相加得到新的预测图像信号，并将新的预测图像块送至帧存储器

课程涵盖了OpenGL开发的方方面面,对开發中经常用到的开发知识点进行讲解,从实战的角度进行MPEGB帧编码的实现过程设计. 第1章-环境建立 第2章-基础图元 第3章-三维世界 第4章-纹理多彩世界 苐5章-显存的分配-优化 第6章-场景控制 第7章-光照-真实世界 第8章-模型 第9章-UI制作 第10章-场景编辑器制作 第11章-地形 第12章-脚本引入-lua 教程从最最本的固定管線开始,一节课一个知识点,从实战的角度出发,结合项目开发中经常用到的知识点作深入的讲解,以面向对象的编成方式对知识点进行封装,可以矗接引入到项目中使用.通过课程的学习,掌握OpenGL图形编程技巧,并能学以致用.

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