问题 单项选择题

JPEG压缩算法中,采用(1)的式样对量化后的DCT系数重新编排。变换后相邻图像块的DC(直流)系数相差不大,根据此特点,采用(2)对DC系数进行编码;量化后AC(交流)系数中包含许多连续的“0”系数,采用(3)对它们进行编码。 空白(1)处应选择()

A.内帧图像和双向预测帧图像

B.内帧图像和预测帧图像

C.内帧图像

D.双向预测帧图像

答案

参考答案:A

解析:

本题考查静态图像JPEG标准的基本知识。

静止图像的编码标志JPEG(JointPhotographicExPertGrouP)是在20世纪90年代初由国际标准化组织与CCITT联合发起的联合图像专家组制定的。JPEG标准采纳了一种8点DCT结构,在硬件条件较低的环境下能够得到较高的压缩比和保真度。

JPEG标准是一个用于灰度或彩色图像的压缩标准,包括无损模式和多种类型的有损模式,非常适用于那些不太复杂或一般取自真实景象的图像的压缩。它使用离散余弦变换、量化、行程和霍夫曼编码等技术,是一种混合编码标准。它的性能依赖于图像的复杂性,对一般图像将以20:1或25:1的比率来压缩,无损模式的压缩比常采用2:1。对于非真实图像,应用JPEG效果并不理想。如果硬件处理的速度足够快,则数字动态视频可由JPEG图像标准实现。但是它不能充分利用帧间冗余,不能挖掘最大的压缩潜力。

JPEG标准制定了四种工作模式:

(1)基于DCT的顺序模式

由DCT系数的形成、量化和熵编码三步组成,从左到右,从上到下扫描信号,为每个图像编码。

(2)基于DCT的累进模式

生成DCT系数和量化中的关键步骤与基本顺序编码解码器相同。主要的区别在于每个图像由多次扫描进行编码而不是仅一次扫描。每次扫描都对图像作了完善,直到达到由量化表建立的图像质量为止。

(3)无损模式

独立于DCT处理,预测器将采样区域组合起来并基于采样区域预测出邻区域。预测出的区域对照着每一区域的完全无损采样进行预测,同时通过哈夫曼编码法或算术熵编码对这一预测进行无损编码。

(4)分层模式

分层模式提供了一种可实现多种分辨率的手段。每个持续层次上的图像编码在水平或垂直方向上的分辨率都是原来的二分之一。

JPEG编码的基本处理过程有图像准备、图像处理、量化和熵编码。

JPEG压缩算法中,为了增加连续的0的个数,即0的行程长度,采用Z字形编排的式样对量化后的DCT系数重新编排。变换后相邻图像块的直流系数DC相差不大,根据此特点,采用差分脉冲调制编码方法DPCM对DC系数进行编码;量化后交流系数AC矢量中包含有许多连续的“O”系数,因此可以使用行程长度编码RLE对它们进行编码。图4.2表示了JPEG编码过程。

本题考查MPEG视频编码的基础内容。

视频信号由于信息量大,传输网络带宽要求高。因此,必须进行视频压缩编码。MPEG编码算法中采用的两种基本技术,MPEG视频中的时间冗余信息可以采用帧间预测和运动补偿的方法来进行压缩编码,MPEG视频中的空间冗余信息可以采用帧内预测和变换编码的方法进行压缩编码。

·帧内预测编码

帧内编码,就是在一个视频帧,即一幅图像内进行的预测。帧内预测编码的优点主要是算法简单,易于实现,但压缩比比较低,因此在视频图像压缩中几乎不单独使用。

·帧间预测编码

在图像传输技术中,活动图像特别是电视图像是关注的主要对象。活动图像是由时间上以帧周期为间隔的连续图像帧组成的时间图像序列,它在时间上比在空间上具有更大的相关性。大多数电视图像相邻帧间细节变化是很小的,即视频帧间具有很强的相关性,帧间预测编码就是利用视频图像帧间的相关性,即时间相关性来获得比帧内编码高得多的压缩比。

MPEG视频编码中使用了帧内压缩编码和帧间压缩编码。其中帧间压缩编码采用的图像序列分为内帧(I图像)、预测帧(P图像)和双向预测帧(B图像)。内帧(I图像)使用静态图像的JPEG压缩标准中的DCT编码方式,预测帧(P图像)使用前一个I图像或前一个P图像预测编码得到,双向预测帧(B图像)可以由前后的内帧(I图像)和预测帧(P图像)计算得到。

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