论文研究-图像压缩技术的发展现状与趋势 .pdf

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图像压缩技术的发展现状与趋势,耿玉静,赵华,文章简要论述了图像和视频压缩技术的研究状况,就目前国际上正在研究的压缩标准和方法作了介绍,并对图像和视频压缩技术的发展趋
巾国剩技记文在线 信以及以电视为代表的消费电器即交叉融合的方式后,认为 应提供用于通信 的新方式,其中心是基于内容的信息存储、处理与操作,支持交互性、高压缩比以及通 用存储性等功能。在其结枃上应只有适应性与可扩张性,以适应软、使件技术的不断发展, 及时融合新的技术。由于 的中心是基于内容与交互性的,它就不再对低码率范围做 出特别要求。 在通信信息措述中,首次提出了对象的概念,如视频对象( 音频对象( )等,这是一个新的飞跃。在编码方案上, 仍是以块为 基础的混合编码 标准主要应用于视频电话、视频电子邮件和电子新闻等,其传输 速率要求较低,在 之间,分辨率为× 利用很窄的带宽,通过 帧重建技术,压缩和传输数据,以求以最少数据获得最佳图像质量。 更适用于交互 服务以及远程监控。 由委员会于年月提出提议,年月式成为国际标准,又 称为“多媒体内容描述接口( 其目标是建立 对多媒体信息内容的标准化描述,试图规范不同种类多媒体信息的描述而不受表达形式的限 制。这些描述要与信息内谷直接相关以便用来快速有效的查询、访问各种多媒体信息。 的应用范围广泛,既可以应用于存储,也可用于流式应用(如广播、将模型加 入 等)。它可以在实时或非实时环境下应用,如数字图书馆、多媒体编辑等。另外 在教育、新闻、导游信息、娱乐、硏究业务、地理信息系统、医学、购物、建筑等 各方面均有较深的应用潜力。 是基于“多媒体框架( )标准”的,其最终目的是建 立一个多媒体框架,以通过预购网络和设备使多媒体资源在用户之间透明方便的使用。 的基本框架要素包括数字项目说明、内容表小、数字项目的识別和描述、内容管 理和使用、知识产权管玊和保护、终端和网络、事件报告等。它支持的功能冇:通过网络存 储,使用并交互操作多媒伓对象;实现多种业务模型,包括对版权和交易的自动管理;对内 谷进行隐私的尊重等。目前,这·标准仍处于开发当中 系列 乍国际电报电话咨询委员会的第研究组建立了一个专家组专门研究电视电话的 编码问题。经过研究与努力 年形成草案 年月通过 的 建议。 是针对可视电话和会议、窄带等要求实时编码和低延时应用提出的 个编码标准。它允许“采用×的图像ψ务的图像编解码”,因而简称 其中是一个整数,取值范围为~,对应比特率为 。它建议采用中 间格式( )和( )解决不同制式通信的矛盾 解决了编码算法问题 采用了运动补偿预测和离散余弦变换相结合的混合编码方案, 获得很好的图像压缩效果。 年,在 的基础上 总结当时国际上视频图像压缩编码的最进展,针 对低比特率视频应用制定了标准。它提高了运动补偿的精度,常用于超低速率的图像 传输,被公认为是以像素为基础的釆用第一代编码技术的混合编码方案所能达到的最佳结 巾国剩技记文在线 果。之后 又对其进行了补充,以提高编码效窣,增强编码功能。补充修订的版本有 年的 年的 采用第一代编码技术,在低速率视频传输质 抗误码能力方血有明显提高,在视频业务传输中得到广泛应用 与只能工作在两种格式不同, 的信源编码器可以工作于种图 像格式 。另外,还在基本编码算法的基 础上提供了四种可选编码模式:非限制运动矢量模式、基于语法的算术编码模式、扃级预测 模式以及帧模式。由于仅限于五种固定图像大小、形状和时钟频率,它应用的灵活 性较低。 在年通过的第二版,增加了个新的高级模式,修正了第 版中的非限制运动矢量模式。修订版首先在视频格式多样性上做了改进,还提出一些 新技术:如附加増强信息模式和増强参考帧再釆样模式,进一步扩人适用范闱,支持图像冻 结和快照,以及多分辨率视频的应用,同时还増加了一些新技术来增强抗误码的能力:如分 片结构模式、增强参考帧选择模式等,使视频信号经过压缩编码后能够在具冇较大噪声十扰 的窄带信道 )和无限移动信道等上传输。通过使用 去方块效应滤波器,降低分辨夲更新模式和修止量化模式等新技术,重建图像的主观质量显 著提扃。由于 的高级模式有些不能同时使用,有些需结合使用,如何选择合适的编码 模式结合,对使用者来说很困难,因此于年月提出了 ,称为的 第三版。它在 的基础上增加了三个高级模式。 标准是和 联合制定的最新的图像压缩编码标准,它最先由 的于年提出的,它的目标是提出一种更高性能的视频质量有实质性提高的视频 编码标准。该标准于年月完成,在 中被称为 而在 中成为 标准的第部分( ,简称 的一个基木概念是引入了两个不同的层次:视频编码层( )以及网络适配层(: ),前者负责对视频进行高效的压 缩,后者则负责根据网络的传输需要进行编码数据的打包。 相对于其他标准有以下的 特点:低码率、高质量、可达到比提晑倍以上的编码效率;广阔的应用范围,既可 用于严格时延限制的实时通信,可用于对时延要求不高的其他应用;稳健性,在网络中传输 时,有较强的抗误码性能;对各种网终的友好性,提供了友好的网终接口 4.图像压缩技术的发展趋势 从国际数据压缩技术的发展尤其是的发展可以看出,基于内容的图像压缩编码方 法是未来编码的发展趋势。它不仅能满足进一步获得更大的图像数据压缩比的要求,而且能 够实现人机对话的功能。另外,仼意腦状物体的模型建立的关键问题还没有解决,这严重影 响其应用的广泛性。因此,视频编码将明着多模式和跨模式的方向发展。 通过元数捱进行编码也是今后编码的发展方向。元数据是指详细的措述音视频信息的 基本元素,利用元数据米描述音视频对象的同时也就完成了编码,因为此时编码的对象是图 像的一种措述而不圩是图像本身。从另一个角度来说,进一步提高压缩比,提高码流的附属 功能(码流内容的可访问性、抗误码能力、可伸缩性等)也将是未来的编码的两个发展方向。 巾国剩技记文在线 5.结束语 从图像和视频压缩的发展可以看到:图像压缩的操作对象由像素到块再走向对象;压缩 的分辨率逐渐提高,可扩展性逐渐增强:压缩的目的由单纯的减少数据量走向功能的多元化: 交互性、可分级性、灵活性;压缩的方法由单化走向自适应的使用多种压缩上具。压缩技 术的发展与社会的需求息息相关。随着数学理论、信息论和计算机视觉等的发展必然会有功 能更全面的更有效的图像压缩编码技术的产生。 参考文献 夏得深傅得胜现代图像处理技术与应用南京东南大学出版社 朱秀昌刘峰胡栋数宇佟像处哩与图像通信北京北京邮电大学出版社 丁莉张琦 关键技术电视技术 刘方敏吴永辉俞建新 图像压缩技术过程及原理概述计算机辅助设计与图形学学报 尹显东李在铭姚军图像压缩标准硏究的发展与前景信息与电子工程 薛文通宋建设袁礼海沈涛图像压缩技术的现状与发展计算机工程与应用 沈兰荪卓力视频编码与低速率传输北京电子工业出版社 作者简介: 耿玉静: 女,硕上研究生,主要研究课题是视频图像压缩及祧频监控系统设计 赵华: 男,硕士研究生,主要硏究课题是微弱信号检测

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