※ 引述《wahaha99 (此方不可长)》之铭言： : → kuninaka:640*480*8*3 这样呢 05/23 00:38 : → kuninaka:一个像素应该至少存255,255,255 05/23 00:39 : → kuninaka:所以是三个8bit 请webcam专业人士出来回答吧XD 05/23 00:41 : → kuninaka:那三组是RGB 05/23 00:41 : → kuninaka:有请图学专家XD 05/23 00:41 : → kuninaka:所以才说请专业人士回答XDD 没碰过这块XD 05/23 01:00 通常不会是RGB格式....一般影像会用YUV或者是YCbCr储存, 其中Y是亮度,後两个是彩度....组成彩色影像. 会这样做的主要原因是符合大多数过去的影片或者是电视系统等, 而过去用YUV也有包袱问题,也就是从黑白电视电影时代,系统只传送 亮度.为了跟这些相容,彩色电视电影影片等也就以YUV为主.黑白电视 系统接受到Y以外的讯号会无视. 不过,现在在电脑上数位化後,即使电脑大量采用RGB为基础的LCD/CCD 来显示/储存影像.影片压缩格式仍然会以YUV/YCbCr为主.不会回到RGB. 这有一个明显的好处.人眼对亮度比较敏感,对彩度比较不敏感,所以影像 格式可以只把资料空间留给Y值,将剩下两个彩度值缩减,对影像的品质 影响还不大. 自从MPEG出来後,应该没有多少电脑上的影像格式还保留在RGB的.. (古早dos的抓图软体自定格式,以及Win 3.1的MS"原始AVI"是RGB格式.....) 不过,640x480全彩,即使用YUV 各8bit/4bit/4bit储存,再用字典压缩法 也顶多只能把一个画面900KB压缩成300KB而已,这仍然不够. 所以.....进阶的影像压缩是怎麽做的呢 ?? 只要从JPEG/MJPEG/MPEG开始介绍起,再介绍到MPEG4/H.264就差不多了, 技术概念上要理解的部分不算很多啦..... 为什麽我们看的见颜色 ??颜色的物理性质是 ?? R,G,B在物理上是三种不同频率的光,不过为什麽是这三种颜色是 基本色 主要是生理性质而非物理性质.人眼中负责感光的细胞有四种. 一种是只会感应光的亮度的杆状细胞,三种是感应特定波长的光的 锥状细胞,这三种当然最会产生反应的对象范围在是R,G,B三个 波长附近.... 红外 ||红 橙 黄 绿 蓝 紫 || 紫外 弱弱弱强强弱弱无无无无 锥1 无无弱弱弱强强弱弱无无 锥2 无无无无无无弱弱强弱弱 锥3 视觉的黄色,可能是完全反射了570nm,纯的黄色光. (但是除非用雷射直接打眼睛,否则应该没机会:: ) 让锥状1跟锥状2两种细胞各产生强弱的反应,在脑部神经中 组合成"看见黄色"的感觉. 也可以是看到一定比例的红光(仅锥状1有反应),一定比例的 绿光(锥状2有反应,其他无).这两种到了脑部认知中会完全等价. 所以说,用RGB三种光的强弱也可以调配出各种颜色.不是因为 红光加上绿光两个频率会互相中和变成黄光(物理上不可能) 色彩学有点离题.反正只要先知道YUV或者是YCbCr,一个是亮度, 後面两个代表的彩度..可以组成跟RGB系统几乎等价的座标轴就好. 接着前面已经说过了,彩度的储存资料量可以减少,人眼比较不敏感. 这个过程可以以4:4:4(不缩减彩度),4:2:2(彩度精确度是亮度的一半),以及 更进阶的4:2:0....这个要稍微解释一下,不是只留下一种彩度,而是彩度轮流 储存,没存的跟隔壁扫描线补.所以正确的4:2:0应该说是4:2:0和4:0:2交错 扫描线N 4:2:0 -----------> N+1 4:0:2 -----------> N+2 4:2:0 -----------> 当然,要做比较简单的4:1:1也可以. 不过只这样,相对RGB好像只减少了1/3~1/2的资料量吧 ?? 接下来就是失真影像压缩最重要的观念,量化表(Quantilation Table) 基本观念就是....任何连续的资料stream如影像,声音等. 把它资料化以後,也和富立叶转换一样.可以以无限个不同频率/振幅的波表示. 只是影像部分是2D的波,声音以及其他是1D的波 那......如果我觉得我只要尝试用少量的波型去趋近原来的资料分布, 少部分失真没关系,但是省去大量的资料量,这样可行吗? 可行的,如果省略的是分析出的波里面的高频部分,只留下低频部分. 那麽实际上跟原本的资料分部只会有少部分误差...也就是 2D资料 --> 频率资料(也是NxN) -->量化 N 低 * * * * 低* * * *高 * * * * N * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 留下这些就好了,其他当0,不用存 * * * * * * * * * 高 这样又可以省去大量的资料量,而得到略为失真的结果. 接下来.把这些资料以无失真压缩法储存起来,才会是最後的结果. 这个过程中,总共的压缩率达到5~10倍以上. 补充一下,jpeg是用变相的4:2:0储存彩度问题,接着在量化时候以DCT 而非富立叶转换处理,最後的非失真压缩则以huffman encoding处理. 使用DCT/FFT的压缩会有甚麽问题呢?由於他们用的都是SIN/COS波. 在数位资料上.瞬间变化很大的部分只能以高频率表示.比如我们以黑底 (RGB=0,0,0)红字(RGB=255,0,0)当例子 ----黑红红黑---> 255 |-----| | | | | | | | | 0----| |----- 这个不管以SIN/COS波来模拟,都需要以频率近乎无限大的 波.如果只使用低频率的波那麽就............. ----浅浅红浅浅---> 255 --- / \ / \ / \ / \ 0--| |-- 中间会留下一大段范围是浅红色.这个自行拿jpeg压缩一个X底红字 然後放大看就知道了.相当於本来明确的边缘,会被破坏的很模糊... 所以说JPEG/MPEG,只适合自然拍摄的影像.不适合人工产生的如动画,CG 等等.当然如果压缩率设太高,也就是中高频资料砍的差不多,只剩下最低频 的来还原原本资料....那不管本来是甚麽都会很模糊. 上面介绍完了JPEG,用同样的方法,把静态影像每张都存起来,变成动态. 就成为Motion-JPEG了,但是到真正的MPEG,技术上还缺了一个称为动作补偿 的东西. OK,这动作补偿又是甚麽 ?? 由於是动态影像,所以每张图取的都是相差一点点时间的动作,那麽一般而言, 这些图应该是大同小异的变化.比如说拍电影,取景的背景不变,只有人物在前面演戏. 那麽就这一串影像而言,只有前景的人物是有改变的.背景几乎都和之前相同..... 有没有甚麽办法节省这些画面上不动的部分,告诉他们"其实取上一个画面 来补充"就好了 ?? 相对於完整的frame(称为I),MPEG设计了P(向前一个画面参考),以及B(向前面以及 "後面"的frame参考资料).如果MPEG中不使用P/B两种frame,就相当於Motion JPEG, 使用到的话..在B/P frame里面保存的资料只有有变化的区块,所以实际资料量比较少. 但是B/P使用太多的话,那麽要跳着存取就不方便了,因要这样就得跨很大量的资料 帮你重新组合出完整的资料.所以一个考量过的平衡的标准是IBBPBBP的循环. MPEG1/MPEG2的动作补偿只以区块为单位,会造成的缺陷是,如果是整个画面都有变化 (摄影机的视角变化,转动就造成如此现象).这时候对整个影像会有相当大的影响. 比如说视角一转动就满萤幕马赛克现象. 上面大概介绍完了MPEG-1,那麽...MPEG-2相对於MPEG-1的技术有改进吗? 其实只以技术来看,技术上两者差不多,资料量上以及门槛两者就有差了. MPEG-2是希望能对应当时的完整的SDTV/5.1声道,以 及可接受至少超过LD的影像品质. 而MPEG-1却要适应当时的CD容量以制作VCD,也要适应当时硬体处理的能力. 所以MPEG-1比较像是过渡规格.这也是很多高收入地方不曾流行过VCD,直接 转到DVD的原因. MPEG 1/2後的後继者.MPEG 3/4/7等.其中3原本希望对应HDTV,但是後来 发现并不需要特别订出MPEG-3,因为MPEG-2提高资料量後,也可以很好的对应 HDTV的传送.因此MPEG-3并没有推展.另外MPEG-7个人理解为一种资料库检索影像 的方式.跟影像规格没有直接关系.....所以MPEG2最重要的後继者就是 MPEG-4 MPEG-4当然包含了前面在MPEG-1/MPEG-2中介绍的做法.同时也定义了 从简单到完整的多个层次的实作以给不同的厂商遵循,不过若只要谈技术 上最大改进的话.... 相比之前,最大的改进还是更好的动作补偿.前面说过MPEG 1/2的动作补偿. 主要以区块为主,然後跟前一个/後一个frame比较.但是MPEG-4把分别的标准 设定为前景物件们跟背景.当一个物件移动的时候,MPEG 1/2的所有被影响到的 范围内的区块都会有变化,但是MPEG-4却会把这个当成"物件的影像变化"+"物件的 移动方向"来处理.所以在低流量的时候,可以做到更好更低流量的动作补偿. 不过,要是输入的影像是拍摄的,如何侦测分离出前景物件来储存呢? 这就是在mpeg-4技术规格中的shape coding以及texture coding了. (略...webcam应该没有即时压缩mpeg-4的) 至於其他很多大家会听到的规格啦,不过很多都是MJPEG-->MPEG4这一条线 为基础衍生出来的.比如说Quicktime衍生自MJPEG,WCDMA手机的3GP影像衍生自MPEG4等. 基本上....... H.261 H.262 -->H.263 \ /\ /\ \ || || \ Motion JPEG --> MPEG -->MPEG 2 -->MPEG 4 --> H.264/AVC || || | || || \/ \/ | \/ \/ QuickTime VC-1 | 3GP FLV 最早最早的 | V WMV,ASF 技术上比较独立无关的: Intel Indeo Video(低流量为主),同时也被VfW跟Quicktime支援 RealMedia RealVideo(一开始低流量为主,而且被评为品质比MPEG-1还惨, 直到做出rmvb後才有改善) webcam有些采用现成的codec,有些采用自家的codec...不过大多数自家的 codec,也大量采用了现成的技术.所以说从MJPEG-->MPEG-->MPEG4开始理解起的话, 就可以对大部分的影像压缩技术有个七八成的理解了. --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 140.114.78.62 ※ 编辑: jk21234 来自: 140.114.78.62 (05/26 05:37)