图像 视频压缩技术的发展方向

图像 视频压缩技术的发展方向
从早期的单张静态影像编码，发展至今日的连续画面动态影像编码，影像编译码技术发展已有一段历史。如众所熟知的MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4即由MPEG所制定的标准，其中MPEG为Moving Picture Experts Group的略称，隶属在ISO(International Standards Organization；国际标准协会)及IEC (International Electro-Technical Commission；国际电子工业委员会)之下，是专门制定动态影像与音效编码标准的组织。又如H.261、H.26L、H.263和H.264即由ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector，国际电信联合令电信标准化部门)所制定的标准。就应用领域而言，由ITU-T所制定的标准已成为ISDN及PSTN视讯会议的传输标准，而ISO及IEC所制定的标准则成为广播视讯、数字监控保全系统、消费性多媒体产品与网络多媒体信息的影音压缩标准
由表(1)可以发现影像压缩的标准皆朝向高压缩比适合网络传输的方向来发展，但在此同时多媒体信息在网络上传输时其安全性及智财权的被侵犯机率等问题亦随之而来。

视频压缩未来发展方向


基于小波变换的视频压缩编码


小波压缩技术在消除DCT变换中所特有的方块化效应和飞蚊噪声方面有良好的率失真品质，所以基于小波的视频压缩研究一直在不断进行。基于小波的视频编码技术可以分为三类[2][3]：(1)空间域运动补偿的小波变换(MC-DWT)；(2)小波域运动补偿(DWT-MC)；(3)具有或者不具有运动估计的三维小波变换。不同的运动估计算法、量化方案和熵编码方法可应用于这三类编码技术的任何一类。
MC-DWT视频编码方案是在空间域进行运动估计和运动补偿来消除时间冗余，对其误差图像以及帧内图像采用小波变换进行编码消除空间冗余。与传统的基于DCT的混合编码的主要差别在于对补偿帧差的处理，它用整域小波变换代替分块DCT变换。块运动补偿技术影响视频编码性能，与其他运动补偿技术相比，采用重叠块运动补偿技术（OBMC）可以有效地消除方块效应，同时能够降低补偿帧差的能量，提高运动补偿效率，改善视频编码器的性能。因此近年来基于空域运动补偿的混合小波视频编码广泛采用OBMC技术。
DWT-MC视频编码方案是先使用整域小波变换消除空间冗余，再通过小波域的运动估计和运动补偿技术消除时间冗余，最后对变换域的补偿残差进行小波压缩编码。由于小波分解内在的多分辨结构，在小波域内很容易执行多分辨运动估计和运动补偿(MRMC)，同传统的时域运动估计相比可以节省大量的搜索匹配时间。
具有或者不具有运动估计的三维小波变换编码方案根据是否具有运动估计可大致分为两类：纯

三维小波变换（3DWC）和具有运动补偿的三维小波变换（MC-3DWC）。对于不具有运动估计的就是纯粹的三维小波变换，由帧内二维和帧间一维变换联合实现，因此这两部分实现的不同顺序就构成了两种三维小波变换的实现方法。第一种是先对各帧进行帧内二维小波变换，然后对变换后的结果进行时间轴上的一维小波变换；第二种方法则是先进行时间轴上的一维小波变换，然后再对变换后的各帧进行二维小波变换。三维小波变换编码算法中典型的有：Chang和Pearlman的3DEZW算法[4]，Kim和Pearlman的3DSPIHT算法[5]以及Vass和Chai等人的3DSLCCA算法[6]。
总体来看，目前小波视频压缩技术远不及小波图像压缩技术成熟。小波视频压缩研究之所以滞后于小波图像压缩研究，不仅因为小波视频研究的进展有赖于小波图像的研究和信号维数的提高，还由于视频压缩的应用背景与图像压缩的应用背景有很大的不同。由于视频应用实时性的原因，视频压缩算法要对压缩算法的复杂度和压缩效率作综合考虑。实际上，推动小波视频压缩研究不断深入的主要技术因素有两个，一个是小波图像压缩技术研究，另一个是运动补偿技术研究。另外，不断激增的商业需求也在不断刺激小波视频压缩理论和应用研究的不断深入。