视频为什么可以被压缩?因为存在冗余。
首先,视频是由一帧帧图像组成的,利用人眼视觉暂留的原理,使人眼产生了运动的感觉。每一帧的图像又由像素构成,分辨率决定了图像细节的精细程度,分辨率越高,像素越高,视频就越清晰,如常见的分辨率1080p就代表这个视频每一帧有1920 x 1080个像素。
冗余为压缩提供了可能性:
1)空间冗余:视频图像在水平方向相邻像素之间、垂直方向相邻像素之间的变化一般都很小,存在着极强的空间相关性。但是基于离散像素采样之后的数字视频来表示物体颜色的方式通常没有利用景物表面颜色的这种空间连贯性,从而产生了“空间过采样”的数据空间冗余。
2)时间冗余:序列图像一般是位于时间轴区间内的一组连续画面,其中的相邻帧,或者相邻场的图像中,在对应位置的像素之间,亮度和色度信息存在着极强的相关性。当前帧的图像往往具有与前、后两帧图像相同的背景和运动物体,只不过移动物体所在的空间位置略有不同,所以后一帧的数据与前一帧的数据有许多共同的地方,对大多数像素来说,亮度和色度信息是基本相同的。对于这些重复出现的画面和物体来说,等间隔的重复产生了“时间过采样”的数据时间冗余。
3)视觉冗余:人眼的一些特性(比如亮度辨别阈值、视觉阈值)对亮度和色度的敏感度不同,使得在编码的时候引入适量的误差,也不会被察觉出来,可以利用人眼的视觉特性,以一定的客观失真换取数据压缩。
4)编码冗余(信息熵冗余):人们用于表达某一信息所需要的比特数总比理论上表示该信息所需要的最少比特数要大,它们之间的差距就是编码冗余,或称信息熵冗余。
视频压缩正是基于上述条件,使得视频数据量得以极大地压缩,更利于传输和存储。
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