algorithm - MPEG4 压缩是如何工作的？

Question

谁能以简单明了的方式解释MPEG4如何压缩数据。我主要对视频感兴趣。我知道它有不同的标准或部分。我只是在寻找主要的整体压缩方法，如果有 MPEG4 的话。

Answer 1

MPEG-4 是一个巨大的标准，它采用了许多技术来实现它能够实现的高压缩率。

通常，视频压缩涉及尽可能多地丢弃信息，同时对最终用户的观看体验产生最小的影响。例如，使用二次采样 YUV 而不是 RGB 会立即将视频大小减半。这是可能的，因为人眼对颜色的敏感度低于对亮度的敏感度。在 YUV 中，Y 值表示亮度，U 和 V 值表示颜色。因此，您可以丢弃一些减小文件大小的颜色信息，而不会让查看者注意到任何差异。

在那之后，大多数压缩技术特别利用了 2 个冗余。第一个是时间冗余，第二个是空间冗余。

时间冗余注意到视频序列中的连续帧非常相似。通常，视频的速度约为每秒 20-30 帧，并且在 1/30 秒内没有太大变化。拿起任何 DVD 并将其暂停，然后将其移至一帧并注意这 2 个图像的相似程度。因此，MPEG-4（和其他压缩标准）不是独立编码每个帧，而是只编码连续帧之间的差异（使用运动估计来找到帧之间的差异）

空间冗余利用了这样一个事实，即通常在图像中分布的颜色往往是非常低的频率。我的意思是相邻像素往往具有相似的颜色。例如，在您穿着红色套头衫的图像中，代表您的套头衫的所有像素都将具有非常相似的颜色。可以使用 DCT 将像素值转换到频率空间中，在频率空间中可以丢弃一些高频信息。然后，当执行反向 DCT 时（在解码期间），图像现在没有丢弃的高频信息。

要查看丢弃高频信息的效果，请打开 MS Paint 并绘制一系列重叠的水平和垂直黑线。将图像另存为 JPEG（也使用 DCT 进行压缩）。现在放大图案，注意线条的边缘不再那么锐利并且有点模糊。这是因为在压缩过程中丢弃了一些高频信息（从黑色到白色的过渡）。阅读此内容以获得精美图片的解释

对于进一步阅读，这本书非常好，如果数学有点重。

Answer 2

与任何其他流行的视频编解码器一样，MPEG4 使用离散余弦变换的变体和各种运动补偿技术（如果有帮助，您可以将其视为运动预测），以减少后续帧所需的数据量。此页面概述了普通 MPEG4 所做的工作。

它与 JPEG 使用的技术并没有完全不同。

Answer 3

MPEG4 使用多种技术来压缩视频。

如果您还没有看过维基百科，这将是一个很好的起点。

还有一篇来自IEEE的文章，它更详细地解释了这些技术。

Answer 4

锋利的边缘肯定包含高频。减少或消除高频会降低边缘的锐度。包括尖锐边缘在内的精细细节通过高频去除被去除 - 能够分辨 2 个小物体的能力被高频去除 - 然后你只看到一个。