第13章MPEG电视 429样本/行×625行/帧×25帧/秒×10位/样本≡68兆位/秒(PAL) 总计:27兆样本/秒×10位/样本=270兆位/秒 实际上,在荧光屏上显示出来的有效图像的数据传输率并没有那么高, 亮度(Y) 720×480×30×10≡104Mb/s(NTSC) 720×576×25×10=104Mb/s(PAL) 色差(Cr,Cb):2×360×480×30×10≡104Mb/s(NTSC) 2×360×576×25×10=104Mb/s(PAL) 总计 207 Mb/s 如果每个样本的采样精度由10位降为8位,彩色数字电视信号的数据传输率就降为166 Mb/s 13.1.2电视图像数据率的估算 如果考虑使用 Video-CD存储器来存储数字电视,由于它的数据传输率可达到1.4112 Mb/s,分配给电视信号的数据传输率为1.15Mb/s,这就意味MPEG电视编码器的输出数据率 要达到1.15M/s。显而易见,如果存储166Ⅷb/s的数字电视信号就需要对它进行高度压缩, 压缩比高达166/1.15=1441 MPEG-1电视图像压缩技术不能达到这样高的压缩比。为此首先把MTSC和PAL数字电视转 换成公用中分辨率格式 CIF(Common Intermediate Format)的数字电视,这种格式相当于 VHS( Video Home System)的质量,于是彩色数字电视的数据传输率就减小到 352×240×30×8×1.5≡30Mb/s(NTSC) 352×288×25×8×1.530Mb/s(PAL)。 把这种彩色电视信号存储到CD盘上所需要的压缩比为:30/1.1526:1。这就是MPEG-1技术 所能获得的压缩比 13.1.3电视图像数据率的估算 根据当前成熟的压缩技术,电视图像的数据率压缩成平均为3.5Mb/s~4.7Mb/s时非 专家难于区分电视图像在压缩前后的之间差别。如果使用DWD- Video存储器来存储数字电视, 它的数据传输率虽然可以达到10.08Mb/s,但一张4.7GB的单面单层DWD盘要存放133分钟的 电视节目,按照数字电视信号的平均数据传输率为4.1Mb/s来计算,压缩比要达到:166/4.10 40:1 如果电视图像的子采样使用4:2:0格式,每个样本的精度为8位,数字电视信号的数据传 输率就减小到124Mb/s,即 720×480×30×8×1.5≡124Mb/s(NTSC) 720×576×25×8×1.5124Mb/s(PAL) 使用 DVD-Video来存储720×480×30或者720×576×25的数字电视图像所需要的压缩比 为:124/4.130:1。 13.2数据压缩算法 13.2.1简介 电视图像数据压缩利用的各种特性和采用的方法归纳在表13-1中。从表中可以看到,电 视图像本身在时间上和空间上都含有许多冗余信息,图像自身的构造也有冗余性。此外,正 如前面所介绍的,利用人的视觉特性也可对图像进行压缩,这叫做视觉冗余 表13-1电视图像压缩利用的各种冗余信息 目前用的主要方法 统计空间冗余像素间的相关性 换编码,预测编码 寺性时间冗余时间方向上的相关性 帧间预测,移动补偿 图像构造冗余 图像本身的构造 轮廓编码,区域分割 和识冗余 收发两端对人物的共有认识基于知识的编码 视觉冗余 人的视觉特性 非线性量化,位分配第13章 MPEG电视 2 429样本/行×625行/帧×25帧/秒×10位/样本  68兆位/秒(PAL) 总计: 27兆样本/秒×10位/样本 = 270兆位/秒 实际上，在荧光屏上显示出来的有效图像的数据传输率并没有那么高， 亮度(Y): 720×480×30×10 104 Mb/s (NTSC) 720×576×25×10 104 Mb/s (PAL) 色差(Cr，Cb): 2×360×480×30×10 104 Mb/s (NTSC) 2×360×576×25×10 104 Mb/s (PAL) 总计: ～ 207 Mb/s 如果每个样本的采样精度由10位降为8位，彩色数字电视信号的数据传输率就降为166 Mb/s。 13.1.2 电视图像数据率的估算 如果考虑使用Video-CD存储器来存储数字电视，由于它的数据传输率可达到1.4112 Mb/s，分配给电视信号的数据传输率为1.15 Mb/s，这就意味MPEG电视编码器的输出数据率 要达到1.15 Mb/s。显而易见，如果存储166 Mb/s的数字电视信号就需要对它进行高度压缩， 压缩比高达166/1.15  144:1。 MPEG-1电视图像压缩技术不能达到这样高的压缩比。为此首先把NTSC和PAL数字电视转 换成公用中分辨率格式CIF(Common Intermediate Format)的数字电视，这种格式相当于 VHS(Video Home System)的质量，于是彩色数字电视的数据传输率就减小到 352×240×30×8×1.5  30 Mb/s (NTSC) 352×288×25×8×1.5  30 Mb/s (PAL)。 把这种彩色电视信号存储到CD盘上所需要的压缩比为：30/1.15  26:1。这就是MPEG-1技术 所能获得的压缩比。 13.1.3 电视图像数据率的估算 根据当前成熟的压缩技术，电视图像的数据率压缩成平均为3.5 Mb/s ～ 4.7 Mb/s时非 专家难于区分电视图像在压缩前后的之间差别。如果使用DVD-Video存储器来存储数字电视， 它的数据传输率虽然可以达到10.08 Mb/s，但一张4.7 GB的单面单层DVD盘要存放133分钟的 电视节目，按照数字电视信号的平均数据传输率为4.1 Mb/s来计算，压缩比要达到：166/4.10  40:1。 如果电视图像的子采样使用4:2:0格式，每个样本的精度为8位，数字电视信号的数据传 输率就减小到124 Mb/s，即 720×480×30×8×1.5  124 Mb/s (NTSC) 720×576×25×8×1.5  124 Mb/s (PAL) 使用DVD-Video来存储720×480×30或者720×576×25的数字电视图像所需要的压缩比 为：124/4.1  30:1。 13.2 数据压缩算法 13.2.1 简介 电视图像数据压缩利用的各种特性和采用的方法归纳在表13-1中。从表中可以看到，电 视图像本身在时间上和空间上都含有许多冗余信息，图像自身的构造也有冗余性。此外，正 如前面所介绍的，利用人的视觉特性也可对图像进行压缩，这叫做视觉冗余。 表13-1 电视图像压缩利用的各种冗余信息 种类 内容 目前用的主要方法 统计 空间冗余 像素间的相关性 变换编码，预测编码 特性 时间冗余 时间方向上的相关性 帧间预测，移动补偿 图像构造冗余 图像本身的构造 轮廓编码，区域分割 知识冗余 收发两端对人物的共有认识 基于知识的编码 视觉冗余 人的视觉特性 非线性量化，位分配