帧内编码论文相关题目

多媒体数据压缩方法分类数据的压缩实际上是一个编码过程，即把原始的数据进行编码压缩。数据的解压缩是数据压缩的逆过程，即把压缩的编码还原为原始数据。因此数据压缩方法也称为编码方法。目前数据压缩技术日臻恼，适应各种应用场合的编码方法不断产生。针对多媒体数据冗余类型的不同，相应地有不同的压缩方法。 按照压缩方法是否产生失真分类根据解码后数据与原始数据是否完全一致进行分类，压缩方法可被分为有失真编码和无失真编码两大类。 有失真压缩法会压缩了熵，会减少信息量，而损失的信息是不能再恢复的，因此这种压缩法是不可逆的。无失真压缩法掉或减少数据中的冗余，但这些冗余值是可以重新插入到数据中的，因此冗余压缩是可逆的过程。 无失真压缩是不会产生失真。从信息主义角度讲，无失真编码是泛指那种不考虑被压缩信息性质和压缩技术。它是基于平均信息量的技术，并把所有的数据当做比特序列，而不是根据压缩信息的类型来优化压缩。也就是说，平均信息量编码忽略被压缩信息主义内容。在多媒体技术中一般用于文本、数据的压缩，它能保证百分之百地恢复原始数据。但这种方法压缩比较低，如LZW编码、行程编码、霍夫曼（Huffman）编码的压缩比一般在2：1至5：1之间。 按照压缩方法的原理分类根据编码原理进行分类，大致有编码、变换编码、统计编码、分析－合成编码、混合编码和其他一些编码方法。其中统计编码是无失真的编码，其他编码方法基本上都是有失真的编码。 预测编码是针对空间冗余的压缩方法，其基本思想是利用已被编码的点的数据值，预测邻近的一个像素点的数据值。预测根据某个模型进行。如果模型选取得足够好的话，则只需存储和传输起始像素和模型参数就可代表全部数据了。按照模型的不同，预测编码又可分为线性预测、帧内预测和帧间预测。 变换编码也是针对空间冗余和时间冗余的压缩方法。其基本思想是将图像的光强矩阵（时域信号）变换到系统空间（频域）上，然后对系统进行编码压缩。在空间上具有强相关性的信号，反映在频域上是某些特定区域内的能量常常被集中在一起，或者是系数矩阵的发布具有某些规律。可以利用这些规律，分配频域上的量化比特数，从而达到压缩的目的。由于时域映射到频域总是通过某种变换进行的，因此称变换编码。因为正交变换的变换矩阵是可逆的，且逆矩阵与转换置矩阵相等，解码运算方便且保证有解，所以变换编码总是采用正交变换。 统计编码属于无失真编码。它是根据信息出现概率的分布而进行的压缩编码。编码时某种比特或字节模式的出现概率大，用较短的码字表示；出现概率小，用较长的码字表示。这样，可以保证总的平均码长最短。最常用的统计编码方法是哈夫曼编码方法。 分析-合成编码实质上都是通过对原始数据的分析，将其分解成一系列更适合于表示“基元”或从中提取若干具有更为本质意义的参数，编码仅对这些基本单元或特征参数进行。译码时则借助于一定的规则或模型，按一定的算法将这些基元或参数，“综合”成原数据的一个逼近。这种编码方法可能得到极高的数据压缩比。 混合编码综合两种以上的编码方法，这些编码方法必须针对不同的冗余进行压缩，使总的压缩性能得到加强。

当我们想要获得高质量，高画质的视频时，就不得不考虑视频的编码与封装。

之所以需要编码，是因为原始数据量太大，不适合也不太可能被我们用作日常的加工和传播。

视频编码根据我们的使用场景通常可以分为三类： 拍摄编码，剪辑编码，输出编码 。

同一段视频素材，在不同的使用场景下，可能会采用不同的视频编码，来应对不同工作环境和需求。

在了解编码前，我们需要了解它与封装的区别。mov，mp4，avi，mkv等等我们所熟悉的视频后缀名，这些都不是编码格式，他们叫做视频的 封装格式Format 。

我们可以这样理解，平时我们所看的视频作品都是封装好的一个一个的箱子，里面装着加工好了的画面帧，音频，还有媒体信息，甚至字幕等等。等到播放的时候，软件依据的封装格式来正确的方式来打开这个箱子播放你的片子。

最常见的封装应该是mov和mp4，对于互联网的传播，通常会选用mp4来封装。

再来讲回编码，本质上来说视频编码就是对视频进行压缩。

我们所看到任何视频都是经过压缩的，而视频通过什么方式去压缩，压缩到什么程度，靠的就是类似这样的编码标准。对于这样现代的编码格式来说，视频压缩是由 帧内压缩 和 帧间压缩 两种方式相结合的。

帧内编码是通过对视频的每一帧画面进行单独的分析，就好比压缩一张照片，这样优点是电脑在回放时候比较轻松，但是缺点是能够压缩的东西非常有限，体积上会受到限制。

而帧间编码则是通过记录关键几帧的画面，其他帧的画面让算法通过变化信息和智能预测去生成即可。

所以如果当我们拍摄视频时采用的帧间编码，像索尼的微单还有松下的机器，当我们在剪辑时就可以使用代理，将当前的素材转为分辨率更低的帧内编码素材，这样我们剪辑时会更加流畅，等到剪辑完成再替换为原素材就可以。

剪辑完成之后就到了最重要的编码阶段，输出编码。最佳的网络传播的编码是采用编码，mp4封装。但是还有一个更加重要的因素会影响你的画面，那就是 码率 。码率决定了你视频文件的大小，而编码则是在这个大小之下保留最好的图像。

码率分为恒定码率（CBR）和可变码率（VBR），通常可变码率会更加实用一些，因为编码器会分析画面，然后会对复杂的画面提供更多的码率，对于更容易压缩的地方，则会减少码率，这样文件的大小不变，整体的画质也会获得提升。

残差信息经熵编码后会成为码流的一部分， 如果不做熵编码，直接做反变换反量化，则可获得残差(已有量化误差)，该残差加上预测值则得到重建块。重建块可参与对其右边和下边的块的预测。在解码端也会有个类似的过程。 在第一帧的第一个4x4块，通常会被预测成直流模式，即都被预测成128，然后做残差，经量化变换再反量化反变换后，再加上128，就得到了重建块。该块可以对右边的块进行水平预测，对下边的块进行垂直预测。 如此循环，完成对全帧的编码。