视频编码与压缩技术发展史

视频编码与压缩技术发展史
视频编码与压缩技术发展史

视频编解码与压缩技术发展史

杨超2009级计算机科学与技术2班200930583011

【摘要】:正1两个阶段网络视频是多媒体技术与互联网技术相结合的产物,其发展可分为两个阶段:非流式传输阶段与流式传输阶段。在非流式传输阶段,受到互联网带宽、传输技术及多媒体技术的制约,用户通过网络体验多媒体应用必须将全部的媒体文件下载完毕,而后在本地运行。虽然在此过程中需要应用网络环境及多媒体技术,但其漫长的下载速度让人无法忍受,故衍生出流式传输方法,以及各种视频压缩技术

【关键词】:多媒体技术非流式传输网络环境流媒体技术网络视频多媒体应用互联网技术相结合流媒体传输阶段视频压缩

编码技术的两个阶段

网络视频是多媒体技术与互联网技术相结合的产物,其发展可分为两个阶段:非流式传输阶段与流式传输阶段。

在非流式传输阶段,受到互联网带宽、传输技术及多媒体技术的制约,用户通过网络体验多媒体应用必须将全部的媒体文件下载完毕,而后在本地运行。虽然在此过程中需要应用网络环境及多媒体技术,但其漫长的下载等待过程往往使人心烦不已。随着应用的推动,技术的进步,流式传输阶段应需而至。

流式传输阶段是在多媒体技术和网络传输技术进步的条件下产生,它的主要特征是采用了流媒体技术(Streaming Media)——在网络上的多媒体内容经算法压缩、编码后以基数据流的形式传输,配合特定的网络控制和辅助协议,利用缓冲技术,在客户端只获取部分数据情况下,实现无间断实时顺序播放。作为一种新兴的网络技术,流媒体传输涵盖了数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等多个学科,是现代网络、多媒体及相关技术的综合应用。

标准的历史演进

作为一种多学科技术综合应用的实践,流媒体的发展经历了漫长的历程,直到现在,仍然是非流式传输与流式传输并存。在流媒体传输众多的技术当中,编/解码、压缩技术的地位十分关键,其发展对网络多媒体应用有着重要推动作用。

1988年,国际标准化组织(ISO/IEC)的活动图像编码专家组(MPEG)成立,目的在于制定“活动图像和音频编码”标准。

1993年,MPEG推出其第一个国际标准MPEG-1(用于VCD和MP3格式的压缩编码);

1994年,MPEG-2标准出台(DVD的编码标准),带动了广播级的数字电视的发展。

到1999年,MPEG-4标准的第一版出台,由于它提供了低码率、高质量的音视频压缩、编码方案,推动了网络视频的进一步发展,而后续MPEG小组与ITU-T合作推出的MPEG/AVC/H.264标准相比之前的编码、压缩标准更是可以减省50%的码率,能在更窄的带宽条件下实现高质量的流媒体播放效果,这使其风靡全球。与此同时,国际电信联盟(ITU-T)的视频编码专家组(VCEG)也推出了H.261、H.263等压缩,编/解码国际标准,旨在推动视讯电话和视频会议的发展。而H.323与H.324

则是ITU-T的VCEG小组为交谈式视讯电话及视讯会议推出的标准,其中前者是基于封包交换网络(IP-based),后者是基于传统的电话交换网络。

不是标准的“标准”

此外还有许多不是标准但应用很广的编/解码压缩技术,如:1995年,美国Real Networks公司率先将其流媒体编/解码技术(Real Video)商用化,推出首款流媒体播放器Real audio(支持格式为Ra),推动了在线广播与网络音乐发展。

1997年,Real player(支持格式为Rm)的推出,进一步推动了多媒体的网络应用。不久之后,微软也推出了其耗资5亿美元,历时三年研发的流媒体技术Windows Media Technology(支持文件格式为asf),正式开始了和Real Networks公司的竞争。同时,Apple电脑公司也推出了自有专利的跨平台流媒体技术Quick Time(支持格式为mov)。

至今,除了上述三种不是标准的编/解码技术之外,由Macromedia公司开发,基于Shockwave 技术的流式动画数据格式(swf),因为其能够以较小的体积来表现丰富的多媒体,并且支持流式传输,特别是在传输速率不佳的情况下,也能取得较好的效果,现在也十分流行;而基于Authorware软件生成的aam或aas格式文件,可利用Shockwave技术改造为网上传输的流式多媒体课件,用来辅助教学,因而也得到了广泛应用。Mts是Meta Creations公司推出的流式三维技术,作为一种3D开放性文件标准,可用于网络3D图形实时传输和网络游戏,也成了不是标准的“标准”。

除了编/解码技术,在流媒体的发展史中,网络传输技术及网络环境的的因素也不可忽视。众所周知,互联网信息传输的基础是TCP/IP协议,而TCP/IP协议在早期设计时对流媒体应用考虑不够充分,对于流式传输(音、视频)的数据如何提高传输效率,如何同步数据,如何保证及优化质量(QoS),如何协调资源等都没有专门的保障机制,所以就应用而生了rtp(real-time transport protocol)实时传输协议、rtcp(real-time transport control protocol)实时传输控制协议、rtsp(real-time streaming protocol)实时流协议、rsvp(resource reserve protocol)资源预留协议等标准来辅助流媒体技术的实现。而在网络环境方面,由最初的modem(64kbps)、ISDN、xDSL、Cable modem到现在的FTTH(光纤到户,百兆到桌面)等接入技术飞速发展,也为多媒体时代的到来做好了准备。

视频压缩标准

数字视频技术广泛应用于通信、计算机、广播电视等领域,带来了会议电视、可视电话及数字电视、媒体存储等一系列应用,促使了许多视频编码标准的产生。ITU-T与ISO/IEC是制定视频编码标准的两大组织,ITU-T的标准包括H.261、H.263、H.264,主要应用于实时视频通信领域,如会议电视;MPEG系列标准是由ISO/IEC制定的,主要应用于视频存储(DVD)、广播电视、因特网或无线网上的流媒体等。两个组织也共同制定了一些标准,H.262标准等同于MPEG-2的视频编码标准,而最新的H.264标准则被纳入MPEG-4的第10部分。

按照ITU-T视频编码标准的发展过程,介绍H.261、H.263及H.264。

H.261视频编码标准

H.261是ITU-T为在综合业务数字网(ISDN)上开展双向声像业务(可视电话、视频会议)而制定的,速率为64kb/s的整数倍。H.261只对CIF和QCIF两种图像格式进行处理,每帧图像分成图像层、宏块组(GOB)层、宏块(MB)层、块(Block)层来处理。

H.261是最早的运动图像压缩标准,它详细制定了视频编码的各个部分,包括运动补偿的帧间预测、DCT变换、量化、熵编码,以及与固定速率的信道相适配的速率控制等部分。

H.263视频编码标准

H.263是最早用于低码率视频编码的ITU-T标准,随后出现的第二版(H.263+)及H.263++增加了许多选项,使其具有更广泛的适用性。

H.263视频压缩标准

H.263是ITU-T为低于64kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准。它是在H.261基础上发展起来的,其标准输入图像格式可以是S-QCIF、QCIF、CIF、4CIF或者16CIF的彩色4∶2∶0亚取样图像。H.263与H.261相比采用了半象素的运动补偿,并增加了4种有效的压缩编码模式。

无限制的运动矢量模式允许运动矢量指向图像以外的区域。当某一运动矢量所指的参考宏块位于编码图像之外时,就用其边缘的图像象素值来代替。当存在跨边界的运动时,这种模式能取得很大的编码增益,特别是对小图像而言。另外,这种模式包括了运动矢量范围的扩展,允许使用更大的运动矢量,这对摄像机运动特别有利。

基于句法的算术编码模式使用算术编码代替霍夫曼编码,可在信噪比和重建图像质量相同的情况下降低码率。

先进的预测模式允许一个宏块中4个8×8亮度块各对应一个运动矢量,从而提高了预测精度;两个色度块的运动矢量则取这4个亮度块运动矢量的平均值。补偿时,使用重叠的块运动补偿,8×8亮度块的每个象素的补偿值由3个预测值加权平均得到。使用该模式可以产生显著的编码增益,特别是采用重叠的块运动补偿,会减少块效应,提高主观质量。

PB-帧模式规定一个PB-帧包含作为一个单元进行编码的两帧图像。PB-帧模式可在码率增加不多的情况下,使帧率加倍。

H.263视频压缩标准版本2

ITU-T在H.263发布后又修订发布了H.263标准的版本2,非正式地命名为H.263+标准。它在保证原H.263标准核心句法和语义不变的基础上,增加了若干选项以提高压缩效率或改善某方面的功能。原H.263标准限制了其应用的图像输入格式,仅允许5种视频源格式。H.263+标准允许更大范围的图像输入格式,自定义图像的尺寸,从而拓宽了标准使用的范围,使之可以处理基于视窗的计算机图像、更高帧频的图像序列及宽屏图像。

为提高压缩效率,H.263+采用先进的帧内编码模式;增强的PB-帧模式改进了H.263的不足,增强了帧间预测的效果;去块效应滤波器不仅提高了压缩效率,而且提供重建图像的主观质量。

为适应网络传输,H.263+增加了时间分级、信噪比和空间分级,对在噪声信道和存在大量包丢失的网络中传送视频信号很有意义;另外,片结构模式、参考帧选择模式增强了视频传输的抗误码能力。

H.263++视频压缩标准

H263++在H263+基础上增加了3个选项,主要是为了增强码流在恶劣信道上的抗误码性能,同时为了提高增强编码效率。这3个选项为:

选项U——称为增强型参考帧选择,它能够提供增强的编码效率和信道错误再生能力(特别是在包丢失的情形下),需要设计多缓冲区用于存贮多参考帧图像。

选项V——称为数据分片,它能够提供增强型的抗误码能力(特别是在传输过程中本地数据被破坏的情况下),通过分离视频码流中DCT的系数头和运动矢量数据,采用可逆编码方式保护运动矢量。

选项W——在H263+的码流中增加补充信息,保证增强型的反向兼容性,附加信息包括:指示采用的定点IDCT、图像信息和信息类型、任意的二进制数据、文本、重复的图像头、交替的场指示、稀疏的参考帧识别。H.264视频编码标准

H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一代视频压缩编码标准。事实上,H.264标准的开展可以追溯到8年前。1996年制定H.263标准后,ITU-T的视频编码专家组(VCEG)开始了两个方面的研究:一个是短期研究计划,在H.263基础上增加选项(之后产生了H.263+与H.2 63++);另一个是长期研究计划,制定一种新标准以支持低码率的视频通信。长期研究计划产生了H. 26L标准草案,在压缩效率方面与先期的ITU-T视频压缩标准相比,具有明显的优越性。2001年,I SO的MPEG组织认识到H.26L潜在的优势,随后ISO与ITU开始组建包括来自ISO/IEC MPEG与I TU-T VCEG的联合视频组(JVT),JVT的主要任务就是将H.26L草案发展为一个国际性标准。于是,在ISO/IEC中该标准命名为AVC(Advanced Video Coding),作为MPEG-4标准的第10个选项;在I TU-T中正式命名为H.264标准。H.264的主要优点如下:

在相同的重建图像质量下,H.264比H.263+和MPEG-4(SP)减小50%码率。

对信道时延的适应性较强,既可工作于低时延模式以满足实时业务,如会议电视等;又可工作于无时延限制的场合,如视频存储等。

提高网络适应性,采用“网络友好”的结构和语法,加强对误码和丢包的处理,提高解码器的差错恢复能力。

在编/解码器中采用复杂度可分级设计,在图像质量和编码处理之间可分级,以适应不同复杂度的应用。

相对于先期的视频压缩标准,H.264引入了很多先进的技术,包括4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术等。新技术带来了较高的压缩比,同时大大提高了算法的复杂度。

4×4整数变换

以前的标准,如H.263或MPEG-4,都是采用8x8的DCT变换。H.26L中建议的整数变换实际上接近于4×4的DCT变换,整数的引入降低了算法的复杂度,也避免了反变换的失配问题,4×4的块可以减小块效应。而H.264的4×4整数变换进一步降低了算法的复杂度,相比H.26L中建议的整数变换,对于9b输入残差数据,由以前的32b降为现在的16b运算,而且整个变换无乘法,只需加法和一些移位运算。新的变换对编码的性能几乎没有影响,而且实际编码略好一些。

基于空域的帧内预测技术

视频编码是通过去除图像的空间与时间相关性来达到压缩的目的。空间相关性通过有效的变换来去除,如DCT变换、H.264的整数变换;时间相关性则通过帧间预测来去除。这里所说的变换去除空间相关性,仅仅局限在所变换的块内,如8×8或者4×4,并没有块与块之间的处理。H.263+与M PEG-4引入了帧内预测技术,在变换域中根据相临块对当前块的某些系数做预测。H.264则是在空域中,利用当前块的相临象素直接对每个系数做预测,更有效地去除相临块之间的相关性,极大地提高了帧内编码的效率。

H.264基本部分的帧内预测包括9种4×4亮度块的预测、4种16×16亮度块的预测和4种色度块的预测。

运动估计

H.264的运动估计具有3个新的特点:1/4象素精度的运动估计;7种大小不同的块进行匹配;前向与后向多参考帧。

H.264在帧间编码中,一个宏块(16×16)可以被分为16×8、8×16、8×8的块,而8×8的块被称为子宏块,又可以分为8×4、4×8、4×4的块。总体而言,共有7种大小不同的块做运动估计,以找出最匹配的类型。与以往标准的P帧、B帧不同,H.264采用了前向与后向多个参考帧的预测。半象素精度的运动估计比整象素运动估计有效地提高了压缩比,而1/4象素精度的运动估计可带来更好的压缩效果。

编码器中运用多种大小不同的块进行运动估计,可节省15%以上的比特率(相对于16×16的块)。运用1/4象素精度的运动估计,可以节省20%的码率(相对于整象素预测)。多参考帧预测方面,假设为5个参考帧预测,相对于一个参考帧,可降低5%~10%的码率。以上百分比都是统计数据,不同视频因其细节特征与运动情况而有所差异。

熵编码

H.264标准采用的熵编码有两种:一种是基于内容的自适应变长编码(CAVLC)与统一的变长编码(UVLC)结合;另一种是基于内容的自适应二进制算术编码(CABAC)。CAVLC与CABAC根据相临块的情况进行当前块的编码,以达到更好的编码效率。CABAC比CAVLC压缩效率高,但要复杂一些。

去块效应滤波器

H.264标准引入了去块效应滤波器,对块的边界进行滤波,滤波强度与块的编码模式、运动矢量及块的系数有关。去块效应滤波器在提高压缩效率的同时,改善了图像的主观效果。

其他视频编码标准

除上述ITU-T的视频压缩标准外,还有一些标准也比较流行,如MPEG-4、AVS、WM9。

H.264也称为MPEG-4 AVC,而目前业内所说的MPEG-4一般是指SP(简级)或ASP(先进的简级),主要针对低码率应用,如因特网上的流媒体、无线网的视频传输及视频存储等,其核心类似于H.263。

MPEG-4 SP和H.263有很多相似的地方,如附表所示。然而,这两个标准之间也有显著的不同,主要表现在:码流结构和头信息、熵编码的部分码表、编码技术的一些细节。MPEG-4 ASP较SP增加了一些技术,主要有:1/4象素精度的运动估计、B帧、全局运动矢量(GMV),因而压缩效率得以提高。

AVS是由我国自主制定的音/视频编码技术标准,主要面向高清晰度电视、高密度光存储媒体等应用。AVS标准以当前国际上最先进的MPEG-4 AVC/H.264框架为基础,强调自主知识产权,同时充分考虑了实现的复杂度。相对于H.264,AVS的主要特点有:(1)8×8的整数变换与64级量化;(2)亮度和色度帧内预测都是以8×8块为单位,亮度块采用5种预测模式,色度块采用4种预测模式;(3)采用16×16、16×8、8×16和8×8 4种块模式进行运动补偿;(4)在1/4象素运动估计方面,采用不同的四抽头滤波器进行半象素插值和1/4象素插值;(5)P帧可以利用最多2帧的前向参考帧,而B 帧采用前后各一个参考帧。

Window Meida 9(WM9)是微软公司开发的新一代数字媒体技术。一些测试表明,WM9的视频压缩效率比MPEG-2、MPEG-4 SP及H.263高很多,而与H.264的压缩效率相当。

结束语

目前,H.261与H.263在视频通信中广泛应用,成熟的产品已经很多。H.263与H.261相比,增加了若干选项,提供了更灵活的编码方式,压缩效率大大提高,更适应网络传输。H.264标准的推出,是视频编码标准的一次重要进步,它与现有的MPEG-2、MPEG-4 SP及H.263相比,具有明显的优越性,特别是在编码效率上的提高,使之能用于许多新的领域。尽管H.264的算法复杂度是现有编码压缩标准的4倍以上,随着集成电路技术的快速发展,H.264的应用将成为现实。

在编码技术和压缩技术日益成熟的今天,视频往着画质更清晰,容量更小,传输速度越高的方向发展,相信随着技术的进步,一定会有更多更好的方法,让我们生活变得更美好。

【参考文献】:

1、百度百科-视频技术,2012(5)

2、高文,赵德斌,马思伟,《数字视频编码技术原理》,2010(11)

3、李卫平,李世鹏,王纯,《视频技术》,2009(6)

4、孙景奇,孙京,《数字视频技术及其应用》,2006(7)

5、杨建平,《数字视频压缩及其应用》,2009(11)

6、路锦正,《MPEG-4H.264视频编解码工程实践》,2011(11)

7、Lajos Hanzo,Peter Cherriman,Jurgen Streit 著,张菁,李晓光,刘晓民,卓力译,《视频压

缩与通信(第2版)》,2010(5)

8、《MPEG与MP3技术的发展》,2010(5)

9、《MPEG的历史与发展》,2011(8)

10、毕厚杰,王健编,《新一代视频压缩编码标准:H.264/AVC(第2版)》,2012(4)

11、(加)李泽年(Ze-Nian Li),等著,史元春,等译,《多媒体技术教程》

12、(加)Ze-NianLi,MarkS.Drew 著,《多媒体技术教程(英文版)》,2004(5)

13、Donald Hearn,《计算机图形学》,2011(1)

14、Andrew Tanenbaum,《计算机网络》,2010(10)

15、(美)科曼(Cormen,T.H.),等著,潘金贵,等译,《算法导论》,2006(9)

集成电路的现状与发展趋势

集成电路的现状与发展趋势 1、国内外技术现状及发展趋势 目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元,而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%,现代经济发展的数据表明,每l~2元的集成电路产值,带动了10元左右电子工业产值的形成,进而带动了100元GDP的增长。目前,发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关;美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山(2001年为43.6%)。预计未来10年内,世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长,2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点,拥有自主版权的集成电路已曰益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 集成电路的集成度和产品性能每18个月增加一倍。据专家预测,今后20年左右,集成电路技术及其产品仍将遵循这一规律发展。集成电路最重要的生产过程包括:开发EDA(电子设计自动化)工具,利用EDA进行集成电路设计,根据设计结果在硅圆片上加工芯片(主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀),对加工完毕的芯片进行测试,为芯片进行封装,最后经应用开发将其装备到整机系统上与最终消费者见面。 20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米,其后,经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展,目前达到了0.18 微米的水平,而当前国际水平为0.09微米(90纳米),我国与之相差约为2-3代。 (1)设计工具与设计方法。随着集成电路复杂程度的不断提高,单个芯片容纳器件的数量急剧增加,其设计工具也由最初的手工绘制转为计算机辅助设计(CAD),相应的设计工具根据市场需求迅速发展,出现了专门的EDA工具供应商。目前,EDA主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor等少数企业所垄断。中国华大集成电路设计中心是国内唯一一家EDA开发和产品供应商。 由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展,集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能,如彩电由5片机到3片机直到现在的单片机,手机用集成电路也经历了由多片到单片的变化。目前,SoC作为系统级集成电路,能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能,将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个完整系统的功能。它的制造主要涉及深亚微米技术,特殊电路的工艺兼容技术,设计方法的研究,嵌入式IP核设计技术,测试策略和可测性技术,软硬件协同设计技术和安全保密技术。SoC以IP复用为基础,把已有优化的子系统甚至系统级模块纳入到新的系统设计之中,实现了集成电路设计能力的第4次飞跃。

机器视觉技术发展现状文献综述

机器视觉技术发展现状 人类认识外界信息的80%来自于视觉,而机器视觉就是用机器代替人眼来做 测量和判断,机器视觉的最终目标就是使计算机像人一样,通过视觉观察和理解 世界,具有自主适应环境的能力。作为一个新兴学科,同时也是一个交叉学科,取“信息”的人工智能系统,其特点是可提高生产的柔性和自动化程度。目前机器视觉技术已经在很多工业制造领域得到了应用,并逐渐进入我们的日常生活。 机器视觉是通过对相关的理论和技术进行研究,从而建立由图像或多维数据中获机器视觉简介 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉主要利用计算机来模拟人的视觉功能,再现于人类视觉有关的某些智能行为,从客观事物的图像中提取信息进行处理,并加以理解,最终用于实际检测和控制。机器视觉是一项综合技术,其包括数字处理、机械工程技术、控制、光源照明技术、光学成像、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术和人机接口技术等,这些技术相互协调才能构成一个完整的工业机器视觉系统[1]。 机器视觉强调实用性,要能适应工业现场恶劣的环境,并要有合理的性价比、通用的通讯接口、较高的容错能力和安全性、较强的通用性和可移植性。其更强调的是实时性,要求高速度和高精度,且具有非接触性、实时性、自动化和智能 高等优点,有着广泛的应用前景[1]。 一个典型的工业机器人视觉应用系统包括光源、光学成像系统、图像捕捉系统、图像采集与数字化模块、智能图像处理与决策模块以及控制执行模块。通过 CCD或CMOS摄像机将被测目标转换为图像信号,然后通过A/D转换成数字信号传送给专用的图像处理系统,并根据像素分布、亮度和颜色等信息,将其转换成数字化信息。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、 数量、位置和长度等,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作[1]。 机器视觉一般都包括下面四个过程:

视频压缩与MPEG降噪技术

视频压缩和MPEG 降噪技术 作者:Phuc-Tue Le Dinh and Jacques Patry, Algolith 理论上,数字电视(DTV)画面品质优于传统的模拟电视,没有鬼影、雪花、颤动和色彩失真等等问题。而且,模拟电视信号正如可以论证的那样,最大的缺陷就是画面斑点甚多,且因为对高频信号响应不足而导致画面不够细腻,简单地说,就是带宽不够。图像越细致,分辨率就越高,所需要的带宽就越大。 很久以前,美国官方就把可用频谱中的每6MHz 带宽分配给美国广播公司的每一个频道以提供模拟电视信号,这种对视频带宽的限制及其对应的显示标准(NTSC 制式),就决定了传统电视机的特征,并在几十年时间里决定了电视画面的质量。 随着数字电视的出现,广播公司看到了能更充分地利用其分配的带宽的机会。的确,从他们的角度来看,数字电视最突出的优点莫过于容许在同样的带宽内传输更多的频道,并且同样能支持后续的高清晰度电视节目(HDTV)。 冗长的数据 HDTV 对技术的要求非常高。传 统传播模拟信号的NTSC 信号在 一个频道6MHz 带宽内最低要使 用4.2MHz 的带宽,并以29.97Hz 的场频扫描525线。经过数字量 化和编码压缩之后,该信号可以 被记录在DVD 上,其位传输bit 率从2Mbits/s 到10Mbits/s (支 持自适应),平均为4Mbits/s 。 比较而言,典型的HDTV 具有5 倍于模拟TV 的分辨率。因此在同样条件下,传输数据率应该是模拟信号的5倍才能达到同样的性能。 无论是传统的空中广播(OTA)、有线电视公司的机顶盒,还是卫星电视,他们都在传输信号时受到带宽的制约,在受限的带宽上他们还要附加占用带宽的服务,包括互动广播、收费频道和电视节目表等等。 那么,怎样才能解决问题呢?采用压缩技术是一种办法。 数字视频压缩引起失真 目前最常用的数字视频压缩算法是MPEG-2。从现有的卫星电视传输、有线数字电视传输到空中数字广播,MPEG -2在各种应用中已经被国际上广为采用。 MPEG-2首先通过运动补偿去除时间冗余,然后将一帧图像分割成一个个8x8的相素点阵,在每个点阵内使用DCT (离散余弦变换)去除空间冗余。DCT 完成后通过量化和重组后压缩就完成了,然后进行可变长编码,最后进行霍夫曼编码。整个压缩过程极大的减少了比特率(>10:1压缩比)。 然而,比特率的减少也带来了问题,因为编码损失了一些原始的视频信息,有可能引起严重的负作用,所以,MPEG-2被称为有损编码。它丢弃了被认为视觉上较为次要的图像信息。压缩得越大,编码后的图像与原始图像的差异就越大。图像质量和逼真度现在取决于所选择的(或通常是施加的)压缩级别。因为它直接与可用带宽相关,我们必须问问自己,什么时候才不出现过度的视频压缩呢? 带宽的限制

语音识别发展现状与展望

中国中文信息学会第七次全国会员代表大会 暨学会成立30周年学术会议 语音识别发展现状与展望中科院自动化研究所徐波 2011年12月4日

报告提纲 ?语音识别技术现状及态势?语音识别技术的行业应用?语音识别技术研究方向?结论与展望

2010年始语音识别重新成为产业热点?移动互联网的兴起成为ASR最重要的应用环境。在Google引领下,互联网、通信公司纷纷把语音识别作为重要研究方向 –Android系统内嵌语音识别技术,Google语音 翻译等; –iPhone4S 上的Siri软件; –百度、腾讯、盛大、华为等都进军语音识别领 域; –我国语音技术领军企业讯飞2010年推出语音云识别、讯飞口讯 –已有的QQ2011版语音输入等等

成熟度分析-技术成熟度曲线 ?美国市场调查咨询公司Gartner于2011年7月发布《2011新兴技术成熟度曲线》报告:

成熟度分析-新兴技术优先矩阵?Gartner评出了2011年具有变革作用的技术,包括语音识别、语音翻译、自然语言问答等。其中语音翻译和自然语言问答有望在5-10年内获得大幅利用,而语音识别有望在2-5年内获得大幅利用;

三十年语音识别技术发展 ---特征提取与知识方面?MFCC,PLP,CMS,RASTA,VTLN;?HLDA, fMPE,neural net-based features ?前端优化 –融入更多特征信息(MLP、TrapNN、Bottle Neck Features等) ?特征很大特点有些是跟模型的训练算法相匹配?大规模FSN图表示,把各种知识源集中在一起–bigram vs. 4-gram, within word dependencies vs. cross-word

几种视频压缩技术概述

几种视频压缩技术概述 (返回) (一)、JPEG——静止图像压缩标准 1、 JPEG 国际标准化组织(ID)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合成立的专家组织JPEG (Joint Photographic experts group经过五年艰苦细致地工作后,于是1991年3月 提出了ISO CDIO918号建议草案:多灰度静止图像的数字压缩编码(简称JPEG标准)。 这是一个适用于彩色和单多多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。它包括基于 DPCM(差分脉冲编码调制)、DCT(离散余弦变换)和Huffman编码的有损压缩算法两个 部分。前者不会产生失真,但压缩比很小;后一种算法进行图像压缩住处虽有损失但压 缩比可以很大,压缩20倍左右时,人眼基本上看不出失真。JPEG标准有三个范畴: A、基本顺序过程Baseline sequential processes实现有损图像压缩。重建图像质量达 到人眼难以实现图像质量达到人眼难以观察出损失的要求。采用8*8像素自适应DCT算 法、量化及H uffman型的熵编码器。 B、基于DCT的扩展过程(Extended DCT Based Process)使用累进行工作方式,采用自 适应算术的编码过程。 C、无失真过程(Lossless Process)采用预测编码及Huffman(或算术编码),可保 证重建图像数据与原始图像数据完全相同。 基中的基本顺序过程是JPEG最基本的压缩过程:符合JPEG标准的硬软件编码/解码器都 必须支持和实现这个过程。另两个过程是可选扩展,对一些特定的应用项目有很大实用 价值。 (1)、JPEG算法 基本JPEG算法操作可分成以下三个步骤:通过离散余弦变换(DCT)去除数据冗余;使 用量化表对DCT系数进行量化,量化表是根据人类礼堂系统和压缩图像类型的特点进行 优化的量化系数矩阵;对量化后的DCT系数时行编码使其熵达到最小,熵编码采用 Huffman可变字长编码 (2)、离散余弦变换 JPEG采用8*8子块的二维离散余弦变换算法。在编者按码器的输入端,把原始图像(对

光刻技术及其应用的状况和未来发展

光刻技术及其应用的状况和未来发展 光刻技术及其应用的状况和未来发展1 引言 光刻技术作为半导体及其相关产业发展和进步的关键技术之一,一方面在过去的几十年中发挥了重大作用;另一方面,随着光刻技术在应用中技术问题的增多、用户对应用本身需求的提高和光刻技术进步滞后于其他技术的进步凸显等等,寻找解决技术障碍的新方案、寻找COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径,去支持产业的进步也显得非常紧迫,备受人们的关注。就像ITRS对未来技术路径的修订一样,上世纪基本上3~5年修正一次,而进入本世纪后,基本上每年都有修正和新的版本出现,这充分说明了光刻技术的重要性和对产业进步的影响。如图1所示,是基于2005年ITRS对未来几种可能光刻技术方案的预测。也正是基于这一点,新一轮技术和市场的竞争正在如火如荼的展开,大量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中。因此,正确把握光刻技术发展的主流十分重要,不仅可以节省时间和金钱,同时可以缩短和用户使用之间的周期、缩短开发投入的回报时间,因为光刻技术开发的投入比较庞大。 2 光刻技术的纷争及其应用状况 众说周知,电子产业发展的主流和不可阻挡的趋势是"轻、薄、短、小",这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率,即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度,以满足产业发展的需求;另一方面,光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响,这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下,具有较低的COO和COC。因此,光刻技术的纷争主要是厂家可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术。 以Photons为光源的光刻技术 2.1 以Photons为光源的光刻技术 在光刻技术的研究和开发中,以光子为基础的光刻技术种类很多,但产业化前景较好的主要是紫外(UV)光刻技术、深紫外(DUV)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X射线(X-ray)光刻技术。不但取得了很大成就,而且是目前产业中使用最多的技术,特别是前两种技术,在半导体工业的进步中,起到了重要作用。 紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg)或者汞-氙(Hg-Xe)弧灯在近紫外(350~450nm)的3条光强很强的光谱(g、h、i线)线,特别是波长为365nm的i线为光源,配合使用像离轴照明技术(OAI)、移相掩模技术(PSM)、光学接近矫正技术(OPC)等等,可为0.35~0.25μm的大生产提供成熟的技术支持和设备保障,在目前任何一家FAB中,此类设备和技术会占整个光刻技术至少50%的份额;同时,还覆盖了低端和特殊领域对光刻技术的要求。光学系统的结构方面,有全反射式(Catoptrics)投影光学系统、折反射式(Catadioptrics)系统和折射式(Dioptrics)系统等,如图2所示。主要供应商是众所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH 和SUSS MICROTECH等等。系统的类型方面,ASML以提供前工程的l:4步进扫描系统为主,分辨率覆盖0.5~0.25μm:NIKON以提供前工程的1:5步进重复系统和LCD的1:1步进重复系统为主,分辨率覆盖0.8~0.35μm和2~0.8μm;CANON以提供前工程的1:4步进重复系统和LCD的1:1步进重复系统为主,分辨率也覆盖0.8~0.35μm和1~0.8μm;ULTRATECH以提供低端前工程的1:5步进重复系统和特殊用途(先进封装/MEMS/,薄膜磁头等等)的1:1步进重复系统为主;而SUSS MICTOTECH以提供低端前工程的l:1接触/接近式系统和特殊用途(先进封装/MEMS/HDI等等)的1:1接触/接近式系为主。另外,在这个领域的系统供应商还有USHlO、TAMARACK和EV Group等。 深紫外技术

人脸识别技术的应用背景及研究现状

1.人脸识别技术的应用 随着社会的不断进步以及各方面对于快速有效的自动身份验证的迫切要求,生物特征识别技术在近几十年中得到了飞速的发展。作为人的一种内在属性,并且具有很强的自身稳定性及个体差异性,生物特征成为了自动身份验证的最理想依据。当前的生物特征识别技术主要包括有:指纹识别,视网膜识别,虹膜识别,步态识别,静脉识别,人脸识别等。与其他识别方法相比,人脸识别由于具有直接,友好,方便的特点,使用者无任何心理障碍,易于为用户所接受,从而得到了广泛的研究与应用。除此之外,我们还能够对人脸识别的结果作进一步的分析,得到有关人的性别,表情,年龄等诸多额外的丰富信息,扩展了人脸识别的应用前景。当前的人脸识别技术主要被应用到了以下几个方面:(1)刑侦破案公安部门在档案系统里存储有嫌疑犯的照片,当作案现场或通过其他途径获得某一嫌疑犯的照片或其面部特征的描述之后,可以从数据库中迅速查找确认,大大提高了刑侦破案的准确性和效率。 (2)证件验证在许多场合(如海口,机场,机密部门等)证件验证是检验某人身份的一种常用手段,而身份证,驾驶证等很多其他证件上都有照片,使用人脸识别技术,就可以由机器完成验证识别工作,从而实现自动化智能管理。 (3)视频监控在许多银行,公司,公共场所等处都设有24小时的视频监控。当有异常情况或有陌生人闯入时,需要实时跟踪,监控,识别和报警等。这需要对采集到的图像进行具体分析,且要用到人脸的检测,跟踪和识别技术。 (4)入口控制入口控制的范围很广,既包括了在楼宇,住宅等入口处的安全检查,也包括了在进入计算机系统或情报系统前的身份验证。 (5)表情分析根据人脸图像中的面部变化特征,识别和分析人的情感状态,如高兴,生气等。此外,人脸识别技术还在医学,档案管理,人脸动画,人脸建模,视频会议等方面也有着巨大的应用前景。 2.人脸识别技术在国外的研究现状 当前很多国家展开了有关人脸识别的研究,主要有美国,欧洲国家,日本等,著名的研究机构有美国MIT的Media lab,AI lab,CMU的Human-Computer I nterface Institute,Microsoft Research,英国的Department of Engineerin g in University of Cambridge等。综合有关文献,目前的方法主要集中在以下几个方面: (1)模板匹配 主要有两种方法,固定模板和变形模板。固定模板的方法是首先设计一个或几个参考模板,然后计算测试样本与参考模板之间的某种度量,以是否大于阈值来判断测试样本是否人脸。这种方法比较简单,在早期的系统中采用得比较

怎么压缩视频,一分钟教会你压缩视频

怎么压缩视频,一分钟教会你压缩视频 视频怎么压缩,现在很多的视频文件都超出了网站的上传大小,想要将这些视频上传到网站,就需要将视频文件进行压缩,下面就是小编为大家带来的视频压缩的方法。 操作选用工具:迅捷压缩软件 迅捷压缩软件:https://https://www.360docs.net/doc/bf8491208.html,/compress 具体操作步骤如下: 1:将压缩软件安装到自己的电脑中,打开软件找到视频压缩,点击视频压缩进入到压缩的页面。 2:在压缩的页面找到添加文件,将需要压缩的视频文件添加到压缩的界面,点击添加文件夹是将文件夹中的视频文件全部添加到压缩的页面中。

3:在下面找到压缩选项,分辨率以及输出格式,将输出格式设置到原格式,压缩选项和分辨率设置为自己需要的选项即可。 4:在底部找到保存至,将文件的保存路径提前设置到自己需要的位置,点击后面的文件夹图标就可以设置。也可以直接保存到原文

件夹。 5:点击开始压缩,需要压缩的视频文件就会在压缩的过程中,请耐心等待压缩的完成。压缩完成的视频文件会直接保存到设置到的文件夹中。

为大家分享一种在线压缩的方法。 1:找到这样一款在线压缩软件,进入到网站中,在网站首页找到在线视频压缩,点击在线视频压缩进入到压缩的页面中。 2:在压缩的页面中找到添加文件,点击添加文件就可以添加需要压缩的视频文件了,也可以直接将视频文件拖进压缩的页面。

3:在下面有压缩设置,将压缩设置更改到自己需要的选项,第二行为输出格式,将输出格式设置到原格式。 4:点击开始压缩,需要压缩的视频文件就会在压缩中,压缩完成的视频文件可以点击立即下载将文件下载到指定的文件夹。

浅谈常见的视频文件格式及其压缩技术

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/bf8491208.html, 浅谈常见的视频文件格式及其压缩技术 作者:陈香芹 来源:《中国新技术新产品》2016年第03期 摘要:随着科学技术的进步,人们生活节奏的加快,视频文件的格式越来越多,人们总 是希望能找到最方便使用的视频文件格式。本文介绍了常见的视频文件格式及其压缩技术。目前广泛使用的视频压缩标准是MPEG-2和MPEG-4,其中简要介绍了MPEG-4的关键技术。 关键词:视频文件格式;视频压缩技术;MPEG 中图分类号:TP391 文献标识码:A 1 视频文件简介 为了方便存储视频文件的需要,人们制订了不同的视频文件格式,把视频和音频放在一个文件同时播放。从广义上来讲,视频文件可以分为动画文件和影像文件两大类。 1.1 动画文件的分类 动画文件是由相互有关联的若干帧静止图像所组成的图像序列,这些有关联的图像按一定顺序连续播放便形成一组动画,一般用来完成简单的动态过程,适用于比较抽象、难于理解的文件中。常见的动画文件格式有GIF和FLIK。 1.2 影像文件的分类 影像文件,主要指那些包含了实时的音频、视频信息的多媒体文件,其多媒体信息通常来源于视频输入设备,具有很强的表现力。 (1)MICROSOFT流媒体文件 ASF(Advanced Systems Format)和WMV即两个独立于编码方式的在Internet上实时传 播多媒体的技术标准,两者都具有本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、以及扩展性等优点。 (2)AVI AVI(Audio Video Interleaved),是音频视频交错的英文缩写,是将语音和影像同步组合在一起的文件格式,它对视频文件采用的是有损压缩标准,应用范围非常广泛。AVI文件目前主要应用在多媒体光盘上,用来保存电视、电影等各种影像信息。

光刻技术及其应用的现状及展望

光刻技术及其应用的现状与展望

1 引言 光刻技术作为半导体及其相关产业发展和进步的关键技术之一,一方面在过去的几十年中发挥了重大作用;另一方面,随着光刻技术在应用术问题的增多、用户对应用本身需求的提高和光刻技术进步滞后于其他技术的进步凸显等等,寻找解决技术障碍的新方案、寻找COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径,去支持产业的进步也显得非常紧迫,备受人们的关注。就像ITRS对未来技术路径的修订一样,上世纪基本上3~5年修正一次,而进入本世纪后,基本上每年都有修正和新的版本出现,这充分说明了光刻技术的重要性和对产业进步的影响。2005年ITRS对未来几种可能光刻技术方案进行预测。也正是基于这一点,新一轮技术和市场的竞争正在如火如荼的展开,大量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中。因此,正确把握光刻技术发展的主流十分重要,不仅可以节省时间和金钱,同时可以缩短和用户使用之间的周期、缩短开发投入的回报时间,因为光刻技术开发的投入比较庞大。 2 光刻技术的现状及其应用状况

众说周知,电子产业发展的主流和不可阻挡的趋势是“轻、薄、短、小”,这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率,即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度,以满足产业发展的需求;另一方面,光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响,这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下,具有较低的COO和COC。因此,光刻技术的纷争主要是厂家可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术。 2.1 以Photons为光源的光刻技术 在光刻技术的研究和开发中,以光子为基础的光刻技术种类很多,但产业化前景较好的主要是紫外(UV)光刻技术、深紫外(DUV)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X射线(X-ray)光刻技术。不但取得了很大成就,而且是目前产业中使用最多的技术,特别是前两种技术,在半导体工业的进步中,起到了重要作用。 紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg)或者汞-氙(Hg-Xe)弧灯在近紫外(350~450nm)的3条光强很强的光谱(g、h、i线)线,特别是波长为365nm的i线为光源,配合使用像离轴照明技术(OAI)、移相掩模技术(PSM)、光学接近矫正技术(OPC)等等,可为0.35~0.25μm的大生产提供成熟的技术支持和设备保障,在目前任何一家FAB中,此类设备和技术会占整个光刻技术至少50%的份额;同时,还覆盖了低端和特殊领域对光刻技术的要求。光学系统的结构方面,有全反射式(Catoptrics)投影光学系统、折反射式(Catadioptrics)系统和折射式(Dioptrics)系统等。主要供应商是众所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH和SUSS MICROTECH等等。系统的类型方面,ASML以提供前工

音频、视频压缩有哪些技术标准

音频、视频压缩有哪些技术标准? 视频压缩技术有:MPEG-4、H263、H263+、H264等 MPEG-4视频编码技术介绍 MPEG是“Moving Picture Experts Group”的简称,在它之前的标准叫做JPEG,即“Joint Photographic Experts Group”。当人们用到常见的“.jpg”格式时,实际上正在使用JPEG的标准。JPEG规范了现代视频压缩的基础,而MPEG把JPEG 标准扩展到了运动图象。 MPEG-4视频编码标准支持MPEG-1、MPEG-2中的大多数功能,它包含了H.263的核心设计,并增加了优先特性和各种各样创造性的新特性。它提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像的有效编码,同时也支持基于内容的图像编码。采纳了基于对象(Object-Based)的编码、基于模型(Model-based)的编码等第二代编码技术是MPEG-4标准的主要特征。 MPEG4与MPEG1、MPEG2的比较 从上表可以看出,MPEG1和MPEG2主要应用于固定媒体,比如 VCD 和 DVD ,而对于网络传输,MPEG4具有无可比拟的优势。 H.263/H.263+/H.264视频编码技术介绍 1.H.263视频编码标准 1.H.263是最早用于低码率视频编码的ITU-T标准,随后出现的第二 版(H.263+)及H.263++增加了许多选项,使其具有更广泛的适用性。 H.263是ITU-T为低于64kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准。 它是在H.261基础上发展起来的,其标准输入图像格式可以是

S-QCIF、QCIF、CIF、4CIF或者16CIF的彩色4∶2∶0亚取样图像。 H.263与H.261相比采用了半象素的运动补偿,并增加了4种有效的 压缩编码模式。 2.H.263+视频压缩标准 1.ITU-T在H.263发布后又修订发布了H.263标准的版本2,非正式 地命名为H.263+标准。它在保证原H.263标准核心句法和语义不变 的基础上,增加了若干选项以提高压缩效率或改善某方面的功能。原 H.263标准限制了其应用的图像输入格式,仅允许5种视频源格式。 H.263+标准允许更大范围的图像输入格式,自定义图像的尺寸,从而 拓宽了标准使用的范围,使之可以处理基于视窗的计算机图像、更高 帧频的图像序列及宽屏图像。为提高压缩效率,H.263+采用先进的帧 内编码模式;增强的PB-帧模式改进了H.263的不足,增强了帧间预 测的效果;去块效应滤波器不仅提高了压缩效率,而且提供重建图像 的主观质量。为适应网络传输,H.263+增加了时间分级、信噪比和空 间分级,对在噪声信道和存在大量包丢失的网络中传送视频信号很有 意义;另外,片结构模式、参考帧选择模式增强了视频传输的抗误码 能力。 3.H.264视频压缩标准 1.H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一 代视频压缩编码标准。对信道时延的适应性较强,既可工作于低时延 模式以满足实时业务,如会议电视等;又可工作于无时延限制的场合, 如视频存储等。 2.提高网络适应性,采用“网络友好”的结构和语法,加强对误码和 丢包的处理,提高解码器的差错恢复能力。 3.在编/解码器中采用复杂度可分级设计,在图像质量和编码处理之 间可分级,以适应不同复杂度的应用。 4.相对于先期的视频压缩标准,H.264引入了很多先进的技术,包括 4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参 考帧与多种大小块的帧间预测技术等。新技术带来了较高的压缩比, 同时大大提高了算法的复杂度。 G.7xx系列典型语音压缩标准介绍 G.7xx 是一组 ITU-T 标准,用于视频压缩和解压过程。它主要用于电话方面。在电话学中,有两个主要的算法,分别定义在 mu-law 算法(美国使用)和 a-law 算法(欧洲及世界其他国家使用),两者都是对数关系,但对于计算机的处理来说,后者的设计更为简单。 国际电信联盟G系列典型语音压缩标准的参数比较:

自动识别技术发展现状

自动识别技术发展现状 班级:物流 学号: 姓名: 指导老师: 2015年10月20日

目录 1、自动识别概念 (3) 2、自动识别技术简介 (3) 3、自动识别技术分类 (3) 4、自动识别技术特点 (4) 5、常见的自动识别技术 (4) 5.1、条码技术 (4) 5.2、磁条(卡)技术 (4) 5.3、IC卡技术 (5) 5.4、生物识别技术 (5) 5.4.1语音识别技术 (6) 5.4.2视觉识别技术 (6) 5.4.3人脸识别技术 (6) 5.4.4指纹识别技术 (7) 5.5图像识别技术 (7) 5.6.光学字符识别技术(OCR) (7) 5.7.射频识别技术(RFID) (8) 6、自动识别技术在经济发展中的作用 (8) 6.1、自动识别技术是国民经济信息化的重要基础和技术支撑 (8) 6.2、自动识别技术已成为我国信息产业的有机组成部分 (10) 6.3、自动识别技术可提升企业供应链的整体效率 (10) 7、自动识别技术的应用 (11) 8、自动识别技术的发展趋势 (11) 8.1、多种识别技术的集成化应用 (12) 8.2、无线通讯相结合是未来自动识别产业发展的重要趋势 (13) 8.3、自动识别技术将越来越多地应用于控制,智能化水平在不断提高 (14) 8.4、自动识别技术的应用领域将继续拓宽,并向纵深发展 (15) 8.5、新的自动识别技术标准不断涌现,标准体系日趋完善 (16)

1、自动识别概念 自动识别系统是现代工业和商业及物流领域中,生产自动化、销售自动化、流通自动化过程中所必备的自动识别设备以及配套的自动识别软件所构成的体系。 自动识别包括:条码识读、射频识别、生物识别(人脸、语音、指纹、静脉)、图像识别、OCR光学字符识别 自动识别系统几乎覆盖了现代生活领域中的各个环节,并具有及大的发展空间。其中比较常见应用有:条形码打印设备和扫描设备,手机二维码的应用,指纹防盗锁,自动售货柜,自动投币箱,POS机等. 2、自动识别技术简介 自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段,它是以计算机技术和通信技术为基础的综合性科学技术。近几十年内自动识别技术在全球范围内得到了迅猛发展,目前已形成了一个包括条码、磁识别、光学字符识别、射频识别、生物识别及图像识别等集计算机、光、机电、通信技术为一体的高新技术学科。 3、自动识别技术分类 按照国际自动识别技术的分类标准,自动识别技术可以有两种分类方法: 1.按照采集技术进行分类,其基本特征是需要被识别物体具有特定的识别 特征载体(如标签等,仅光学字符识别例外),可以分为光存储器、磁存 储器和电存储器三种; 2.按照特征提取技术进行分类,其基本特征是根据被识别物体的本身的行 为特征来完成数据的自动采集,可以分为静态特征、动态特征和属性特 征。

数字电视视频压缩技术论文

数字电视视频压缩技术 摘要:随着现代科学技术的发展,数字电视的普及也越来越广泛,数字电视已经深入到千家万户,已经成为人们日常生活中不可缺少的必须品;本文主要对数字电视视频压缩的三种压缩技术进行阐述。 关键字:数字电视;视频压缩;MPEG-1;MPEG-2;MPEG-4 Abstract: With the development of modern science and technology, the popularity of digital television are increasingly being used, digital TV has gone deep into the household, has become indispensable in daily life necessities; This paper focuses on the three digital television video compression Types of compression techniques described. Keywords: Digital TV; video compression; MPEG-1; MPEG-2; MPEG-4 0 引言 当今时代,信息技术飞速发展,在这样的背景下多媒体信息已成为人类获取信息的主要载体之一,同时也成为电子信息领域技术开发和研究得热点,视频技术即是其中一项十分重要、涵盖面非常广泛的技术。因此研究高效的视频数据压缩编码方法,以压缩形式存储和传输数字化的多媒体信息具有重要的意义。同时也是广播电视发展的重要方向。 1 视频数字化发展过程 将视频信号变成计算机能够处理的数据的方法是在上世纪70年代后期出现的,但是FLASH变换器价格昂贵,并且只能处理黑白图像,也跟不上视频帧的实时。80年代末,随着计算机CPU、总线和磁盘技术的发展,视频信号数字化得以实现,1991年,将编码、解码和数字化3种功能合一的板卡出现。后来出现了CCIR-601的4:2:2取样标准,在数字化过程中起了重要作用,它规定了不同的电视制式使用统一的标准,即是亮度信号取样视频是色度副载波的4倍,其中亮度Y取样频率是13 5MHZ,R-Y,B-Y都为6 75MHZ【1】 2 数字视频压缩技术 数字压缩时将模拟信号数字化以后进行压缩,压缩方式分为单纯软件压缩和软件和硬件辅助压缩;其中MPEG是一种软件压缩、硬件辅助的压缩技术,是Moving Picture Group的缩写。对于MPEG来说,他采用了一种独特的编码方式,就是帧间编码;一般来说,电视图像相邻帧的图像内容变化不大,在电视术语中叫冗余度。而MPEG正是利用这种冗余度来解决压缩问题。在MPEG帧间编码中,有一系列帧,一个叫I帧,即是帧内编码帧;第二个帧叫p帧,即是预测帧;第三个叫做B帧。当MPEG进行压缩处理时,开始首先对一帧图像进行帧内编码,产生I帧,然后产生P、B帧,I帧和P帧并不是仅仅挨在一起的,他们又由B 帧分开,这种思维的方法是首先产生I帧,然后预测出P真,接着更多的P帧预

图像压缩技术的发展现状与趋势

图像压缩技术的发展现状与趋势 耿玉静1 赵华2 1燕山大学信息科学与工程学院 河北秦皇岛 (066004) 2河北师范大学电子系 河北保定 (071003) E-mail: gyjlunwen@https://www.360docs.net/doc/bf8491208.html, 摘要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势和前景进行了初步探讨。 关键词图像压缩,视频编码,视频对象,压缩标准 1.图像压缩的可行性 图像编码压缩的目的是对要处理的图像源数据按一定的规则进行变换和组合[1],从而达到以尽量少的比特数来表征图像,同时尽可能好的复原图像的质量,使它符合预定应用场合的要求。图像数据之所以可以进行压缩,是因为有以下几个方面的原因:组成图像的各像素之间,无论在行方向还是列方向都存在一定的相关性,即原始图像数据是高度相关的,应用某种编码方法提取或减少这些相关性,便可达到压缩数据的目的;从信息论看,描述图像信源的数据是由有效信息量和冗余量两部分组成的,去除冗余量能够节省传输和存储中的开销,同时又不损害图像信源的有效信息量;有些场合允许图像编码有一定的失真,也是图像可以压缩的一个重要原因。 2.图像压缩的分类 图像压缩编码的方法目前有很多种,出发点不同其分类亦有差异。以信息保真度为出发点,可以分为两大类:一类是冗余度压缩法。如著名的哈夫曼编码、香农编码、游程编码等,其特征是压缩比较低(一般不超过8:1),但不丢失任何数据,可以严格恢复原图像,实现编/解码的互逆,故又称可逆编码或无损压缩。另一类是熵压缩法。如预测编码、变换编码、统计编码等,由于在压缩过程中要丢失一些人眼所不敏感的图像信息,且所丢失的信息不可恢复,即图像还原后与压缩前不完全一致,故又称有损压缩。以具体编码技术为出发点,可以分为:预测编码、变换编码、统计编码、轮廓编码、模型编码等。 3.图像压缩技术的现状 20世纪80年代后,ISO、IEC和ITU陆续制定了各种数据压缩与通信的标准与建议。 3.1静止图像压缩标准:JPEG标准&JPEG 2000 标准 3.1.1 JPEG 标准 JPEG 全名为Joint Photographic Experts Group,是一个在国际标准组织(ISO)下从事静止图像压缩标准制定的委员会。JPEG标准从1986年正式开始制订,1988年决定采用以图像质量最好的ADCT(Adaptive Discrete Cosine Transform)方式为基础的算法作标准[2],于1991年3月提出10918号标准[3]“连续色调静止图像的数字压缩编码”,即JPEG标准[4,5]。它在较低的计算复杂度下,能提供较高的压缩比与保真度。 - 1 -

车牌识别系统的研究背景意义及国内外研究现状

车牌识别系统的研究背景意义及国内外研究现状 1车牌识别系统的背景 车牌识别系统的背景及研究意义 随着经济社会的迅猛发展,人们的生活水平的提高,机动车辆的数量也越来越多。为了提高车辆的管理效率,缓解公路上的交通压力,我们必须找到一种解决方案。而作为汽车“身份证”的汽车车牌,是在公众场合能够唯一确定汽车身份的凭证。我们可以以此为依据,设计一种车牌识别系统监控各个车辆的情况。为此,我国交通管理部门对汽车车牌的管理非常重视并制定了一套严格的管理法规。其中对汽车车牌的制作、安装、维护都要求由制定部门统一进行管理。在此基础上,如果研制出一种能在公众场合迅速准确地对汽车牌照进行自动定位识别的系统(CPR),那么这将是一件非常有意义的工作,并将极大地提高汽车的安全管理水平及管理效率。 车辆牌照定位与识别是计算机视觉与模式识别技术在智能交通领域应用的重要研究课题之一, 该技术应用范围非常广泛, 其中包括: (1) 交通流量检测; (2)交通控制与诱导;(3) 机场、港口等出入口车辆管理;(4) 小区车辆管理;(5) 闯红灯等违章车辆监控;(6) 不停车自动收费;(7) 道口检查站车辆监控;(8) 公共停车场安全防盗管理;(9) 计算出行时间;(10) 车辆安全防盗、查堵指定车辆等。其潜在市场应用价值极大,有能力产生巨大的社会效益和经济效益。如图1所示,LPR[1]的部分应用: 图1 LPR在收费口、道路监控和停车管理中的应用 近些年,计算机的飞速发展和数字图像技术的日趋成熟,为传统的交通管理带来重大转变。先进的计算机处理技术,不但可以将人力从繁琐的人工观察、检测中解放出来,而且能够大大提高其精确度,汽车牌照自动识别系统就是在这样的背景与目的下进行开发的。汽车牌照自动识别系统(VLPRS)是对由公路上配置的摄像头拍摄的照片进行数字图像处理与分析,综合应用大量的图像处理

视频压缩技术发展现状资料

视频压缩技术发展现状

目录 1. 视频压缩技术简介 (1) 2. 国际音视频压缩标准发展历程 (1) 2.1 JPEG标准 (2) 2.2 H.261标准 (2) 2.3 H.263标准 (2) 2.4 MPEG-1/2标准 (3) 2.5 MPEG- 4标准 (4) 2.6 JVT标准 (4) 2.7 H.264/AVC标准 (4) 3.监控与视频压缩 (5) 3.1 分辨率的选择 (5) 3.2最佳方式 (5) 4. 视频压缩技术的若干应用 (6) 5. 视频压缩技术的市场背景 (6) 6. 结束语 (7)

视频压缩技术发展现状 摘要 随着计算机技术、微电子技术和通信技术的不断进步.人们己不仅仅满足于语音、电报、电子邮件等的通信方式.视频通信因为其直观性、可靠性等一系列优点.成为新的应用需求热点。例如远程监控、远程教学、远程医疗诊断、远程购物、远程探视、电视电话会议等应用都迫切需要高质量的网络视频传输的支持。近年来, 视频压缩技术的进展已经进入多媒体领域的前沿。新的应用和新的产品几乎每天都会出现, 所以在多媒体世界中要订立标准来保证一个制造商提供的设备和服务可以成功地与其他制造商的类似设备一起工作。现在已经妥善地确立了这方面的一些标准, 包括JPEG、MPEG1、MPEG2 和H. 330。现在, 大多数采用ISDN 的视像会议系统都符合IT U -T H. 320 标准, 而MPEG2 则用在更高档的广播系统。除JPEG 之外, 这些标准确定了储存和传送频和音频信号时压缩这些信号的规则。现在已经形成这些新标准和压缩算法来减少视频传输所需的带宽。 视频标准具有一些共有的特性, 尤其是它们都采用分立余弦变换。但这些标准又是截然不同的, 针对不同的用途, 新的标准还会出现, 以满足更多的用途。例如, H. 263 是和H. 261 有许多相似之处的视频标准, 它可以通过普通的电话线进行优质的电视会议。MPEG4 具有新功能改进的压缩比和图像质量。 1. 视频压缩技术简介 什么是视频压缩技术?视频压缩技术就是指通过特定的压缩技术,将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。目前视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.261、H.263,运动静止图像专家组的M-JPEG和国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准,此外在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。 视频压缩技术用于录像、资料收集、整理、储存,高性能的视频压缩技术甚至用于远程视频网络传输,因此,在安防监控市场DVR(数字化硬盘录像监控)技术中,成为先进的数字化网络监控,不论是在监视、录像存储、画面检索、网络传输、信息安全保密以及控制技术方面相比传统的模拟监控技术,大大提高了视频监控领域的效率。 2. 国际音视频压缩标准发展历程 随着有线电视网络的发展,视频压缩技术还在节目的采集、制作、播出及存储构成中的大量使用,欣的电视业务(如视频点播、准视频点播)已经实现,人们可以随时调看想

视频压缩技术

目录 1. 视频压缩技术简介 (1) 2. 国际音视频压缩标准发展历程 ............................. .. (1) 2.1 JPEG标准..................................... .. (2) 2.2 H.261标准 ............................. ... .. (2) 2.3 H.263标准 (2) 2.4 MPEG-1/2标准 ............................. .. (3) 2.5 MPEG- 4标准................................ .. .. (4) 2.6 JVT标准 .................................... . (4) 2.7 H.264/AVC标准 ......................................... .. (4) 3.监控与视频压缩 ........................................... . (5) 3.1 分辨率的选择 (5) 3.2最佳方式 (5) 4. 视频压缩技术的若干应用 (6) 5. 视频压缩技术的市场背景 (6) 6. 结束语 ....................................... (7)

视频压缩技术发展现状 摘要 随着计算机技术、微电子技术和通信技术的不断进步.人们己不仅仅满足于语音、电报、电子邮件等的通信方式.视频通信因为其直观性、可靠性等一系列优点.成为新的应用需求热点。例如远程监控、远程教学、远程医疗诊断、远程购物、远程探视、电视电话会议等应用都迫切需要高质量的网络视频传输的支持。近年来, 视频压缩技术的进展已经进入多媒体领域的前沿。新的应用和新的产品几乎每天都会出现, 所以在多媒体世界中要订立标准来保证一个制造商提供的设备和服务可以成功地与其他制造商的类似设备一起工作。现在已经妥善地确立了这方面的一些标准, 包括JPEG、MPEG1、MPEG2和H. 330。现在, 大多数采用ISDN 的视像会议系统都符合IT U -T H. 320标准, 而MPEG2 则用在更高档的广播系统。除JPEG 之外, 这些标准确定了储存和传送频和音频信号时压缩这些信号的规则。现在已经形成这些新标准和压缩算法来减少视频传输所需的带宽。 视频标准具有一些共有的特性, 尤其是它们都采用分立余弦变换。但这些标准又是截然不同的,针对不同的用途,新的标准还会出现,以满足更多的用途。例如, H. 263 是和H. 261 有许多相似之处的视频标准, 它可以通过普通的电话线进行优质的电视会议。MPEG4 具有新功能改进的压缩比和图像质量。 1.视频压缩技术简介 什么是视频压缩技术?视频压缩技术就是指通过特定的压缩技术,将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。目前视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.261、H.263,运动静止图像专家组的M-JPEG和国际标准化组织运动图像专家组的MPEG 系列标准,此外在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks的RealVideo、微软公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等。 视频压缩技术用于录像、资料收集、整理、储存,高性能的视频压缩技术甚至用于远程视频网络传输,因此,在安防监控市场DVR(数字化硬盘录像监控)技术中,成为先进的数字化网络监控,不论是在监视、录像存储、画面检索、网络传输、信息安全保密以及控制技术方面相比传统的模拟监控技术,大大提高了视频监控领域的效率。 2.国际音视频压缩标准发展历程 随着有线电视网络的发展,视频压缩技术还在节目的采集、制作、播出及存储构成中的大量使用,欣的电视业务(如视频点播、准视频点播)已经实现,人们可以随时调看想看的电视节目和录像片。

相关文档
最新文档