图像压缩编码和解码原理

传输缓冲器。传输缓冲器用于暂存压缩数据，并按照控制指令的先后按时序输出数据。该缓冲器通过调整器(又称为量化自适应器)与量化器相连接。调整器可用来检测缓冲器的缓冲区的数据暂存程度，并根据暂存数据量自动调整量化步长。在编码器内设置有反馈通路，它主要包括反量化器(Q-1)、离散余弦逆变换(IDCT)、相加器以及IPB画面帧存储器等。反馈回路用于预测图像产生，进行画面分类处理(计算、区分并处理IPB画面)，主要用于帧间数据压缩编码处理。还有，运动预测和补偿电路可用于运动补偿。
2、图像解压缩电路方框图
图像解压缩电路简称为解压电路、解码电路。VCD视盘机内，经过数字信号解调电路（CD-DSP）处理后，输出压缩编码视频数据流，需要经过视频解压缩电路进行数据解压缩，恢复为未压缩的视频信号。解码过程是编码的逆过程，图2.2.4是MPEG-1视频解压缩电路方框图,其电路结构比编码器稍简单一些。

图2.2.4　MPEG-1视频解压缩电路方框图

来自CD-DSP电路的压缩编码信号送到输入缓冲器，然后进入去混合电路，将图像的编码模式标志，运动向量（位移矢量）和图像数据分离开，分别送往帧存储器和解压缩主通道电路。
主通道要处理I、P、B帧数据，这些数据已经按照图像编码系列的规定，以数据封包头标指出，这些数据分别暂存在缓冲存储器的存储区内，根据数据量大小暂存在容量不同的存储器区中。在微处理器控制下，先将I画面数据按序取出，送到VLC(可变长度码解调器)，按照ROM存放的可变长度码对照表，逐一将编码时压缩的码位恢复为压缩前的DCT量化值，再将各区块分为64个数据的量化值逐位乘以反量化参数，这些参数位于ROM中存放的64位视觉心理模式量化表的相对位置，重新恢复为DCT频率系数，完成反量化过程。
经过反量化的数据，再送入IDCT(离散余弦逆变换)电路。这是另一次逆变换，也是通过查表法，将反量化值所代表的各频率余弦分量的幅值进行逆变换，重新恢复为DCT变换前的图像(Y、CB、CR)取样数据，从而取得代表图像压缩前的区块信息。4个区块的信息组成一个宏区块，若干个宏区块组成片，再由若干片组成完整画面的总数据，这就是I帧画面。这些繁重的相加工作都需要在加法器中进行。
恢复出来的I帧画面数据存入帧存储器。I画面与后续输入的P画面数据相加，可恢复出P画面，P画面也存入帧存储器。然后根据运动矢量和运动后图像差值(即B画面数据)，与I、P画面存储数据在加法器中相加，并受编码模式信号的控制，以便决定I、P图像的成分多少，从而恢复出不同前后的B帧画面。经以上处理所得I、P、B各种画面数据都需要存入缓冲存储器，还要根据编码模式的指示及输出制式的帧频要求，按照I、B、B、P、B、B、P、B、B…B、I、B、B、P、B…的正常顺序进行重新编排，按照一定的速度从帧重排电路输出。输出的解压缩数据送到D/A转换器，转变为R、G、B三基色模拟信号。
通常，在解压缩电路还要辅设视频编码器和调制器。视频编码器可将三基色信号编码为NTSC/PAL制彩色电视信号，并加入同步、消隐、色同步和彩色副载波信号等，以视频模拟全电视信号形式输出。这种输出形式的信号需要输送到电视接收机的AV输入端口。但是，有些老式电视机没有设置AV输入端口，为了适应这种现象，输出的视频全电视信号需要再一次进行高频调制，利用调制器以某个特定频道的RF调幅形式输出电视信号。此时，VCD机需要设置RF输出端口，其输出信号可直接送到电视机的天线输入端口。