AVS

华北电力人学硕士学位论文

第二章ＡＶＳ视频压缩编码标准原理

２．１视频压缩编码标准概述

多媒体信息主要包括文字、声音、图像、图形和视频等内容，其中视频又是多媒体信息中最重要的组成部分，但是视频的信息容量巨大。对于高清晰度数字电视（ＩＴＵ．Ｒ７０９），当帧频为２５场／秒，每采样点８比特进行量化，色差格式为４：２：２时，每秒数据量高达８８４．７Ｍｂｉｔ／ｓ，而地面广播系统的传输带宽仅有６Ｍ到８Ｍ。因此无论是存储还是传输，数字视频都必须经过极大的压缩才能具有实际意义。

视频编码的目的是实现对视频的压缩，其核心思想是去相关。通过减少视频序列问的相关性，降低视频内容中的冗余，用较少的比特数来表示视频内容，从而实现对视频的压缩。视频数据中包含着人量的冗余信息，上要包括空域冗余、时域冗余、统计冗余和视觉冗余。依据消除这些冗余的不同，视频压缩编码的方法【ｌ０】基本上分为四类：

（１）空间冗余度的压缩。一幅视频图像相邻各点的取值往往相近或相同，具有空间相关性，这就是空间冗余度。从频域来看，图像信号的能量主要集中在低频附近，高频信号的能量随频率的增加而迅速衰减。通过频域变换可以将原图像信号用直流分量及少数低频交流分量的系数来表示，这就是变换编码中『Ｆ交余弦变换ＤＣＴ的方法。

（２）时间冗余度的压缩。时域冗余是指视频图像序列沿着时阳Ｊ轴方向上的冗余，它是由同一物体在相邻视频图像问的移动而产生的。视频序列在时域存在极强的相关性，凶此，不传送像素点本身的值而传送其与前一帧对应像素点的差值，也能有效地压缩码率。帧间编码『Ｆ是利用了时｜、日Ｊ上的冗余性。

（３）统计冗余的压缩。主要是利用视频数据中存在的信息熵的进行编码，常用方法有霍夫曼编码、游程编码和算术编码。

（４）视觉冗余的压缩。由于人眼视觉的非均匀性，使得人眼视觉对某些空间频率感觉迟钝。人眼对于图像的视觉特性包括：对亮度信号比对色度信号敏感，对低频信号比对高频信号敏感，对静止图像比对运动图像敏感，以及对图像水平线条和垂直线条比对斜线敏感。因此，在视频压缩中可以利用视觉的特点，减小色度信号，高频信号和一些运动数据的编码数据量。４