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時間-北京時間10月22號周六下午1點(diǎn)
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適應(yīng)人群-理工類 本科生 研究生 以及對視頻壓縮科普感興趣的朋友
難度指數(shù)-適中
啟迪聲，是“云端啟迪”獨(dú)家推出的線上專家科普欄目。邀請STEM各行業(yè)的世界頂尖名校博士級專家、導(dǎo)師，為高中、本科生從簡單的原理出發(fā)，領(lǐng)略各行各業(yè)最前沿的高新科技，人物、歷史、趣聞，用豐富多彩的內(nèi)容為你描述一副通俗易懂的科學(xué)畫卷。
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2016-10-13 23:44 上傳
什么是視頻壓縮:
視頻壓縮，可以讓視頻像個有彈性的大卡車一樣變換尺寸，不管路寬路窄，都能自動適應(yīng)帶寬流暢通過，呈現(xiàn)最佳播放效果。在視頻壓縮系統(tǒng)中，原始視頻信號經(jīng)過編碼器轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制碼流。二進(jìn)制碼流經(jīng)過發(fā)送或者存儲，送至解碼端。解碼器通過二進(jìn)制碼流重建視頻信號。
視頻壓縮的目的:
視頻壓縮的目的，是在保證重建視頻信號具有一定還原度的情況下，盡可能減少二進(jìn)制碼流的大小。實現(xiàn)視頻壓縮的系統(tǒng)有很多種，其中變換編碼系統(tǒng)是目前最常見的視頻以及圖像編碼系統(tǒng)。
例如JPEG, MPEG-4, H.264等壓縮標(biāo)準(zhǔn)均為變換編碼系統(tǒng)。在變換編碼系統(tǒng)中，首先對視頻或者圖像信號進(jìn)行預(yù)測。然后對預(yù)測誤差，又稱預(yù)測殘差信號，進(jìn)行正交變換。變換系數(shù)被進(jìn)一步壓縮。舉個簡單例子，視頻包含的信息量是有限的，從一定意義上講，自然圖像與視頻信號能用周期函數(shù)高效表達(dá)。它的簡單壓縮可以通過傅里葉變換來實現(xiàn)，就是把原函數(shù)表示為三角函數(shù)的積分或者離散為一系列三角函數(shù)的和。
將圖像（二維函數(shù)）表達(dá)為三角函數(shù)之和。以自然圖像為例，由于其規(guī)律性，表達(dá)圖像內(nèi)容只需要極少量的三角函數(shù)。對三角函數(shù)編碼（幅度、頻率）可以極大的壓縮視頻數(shù)據(jù)，在微信圖像傳輸、視頻聊天、視頻直播等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。壓縮過后，三角函數(shù)的數(shù)量也許只有原始圖像像素數(shù)量的千分之一。
三角函數(shù)的應(yīng)用:
三角函數(shù)是一些重要微分方程的本征函數(shù)，具有很好的數(shù)學(xué)性質(zhì)。任何的視頻，我們都可以通過這種變換轉(zhuǎn)變成頻率和相位的關(guān)系，表示成一系列三角函數(shù)的疊加。不僅在視頻壓縮上，三角函數(shù)在自動控制里的頻域分析、電氣工程中的交流電、流體力學(xué)以及各種工程學(xué)中應(yīng)用非常廣泛。
作者簡介：
蔡循博士本科畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，現(xiàn)在在美國麻省理工學(xué)院就讀電氣工程與計算機(jī)科學(xué)專業(yè)，從事信號處理與視頻壓縮研究，并將于2016年12月獲得博士學(xué)位；其博士論文“基于預(yù)測不精確性建模的殘差變換”，提出了一種新的統(tǒng)計模型框架，用于刻畫視頻信號中的預(yù)測誤差（又稱預(yù)測殘差）。蔡博士曾經(jīng)在Google公司多次實習(xí)（2012年，2013年，2015年夏），包括谷歌視頻標(biāo)準(zhǔn)組，YouTube，以及Google Research。 他的研究成果獲得美國專利局授權(quán)專利，并被Google公司使用。蔡循的創(chuàng)新研究成果用于Google視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)部署在YouTube視頻網(wǎng)站，服務(wù)全球用戶。
蔡循在博士期間以第一作者身份發(fā)表9篇文章，其中7篇文章發(fā)表在視頻壓縮頂級會議上（包括IEEE國際圖像處理會議，數(shù)據(jù)壓縮會議等），2篇文章發(fā)表在圖像/視頻領(lǐng)域頂級期刊（IEEE圖像處理會刊）。其開創(chuàng)性的成果獲得2015年國際圖像處理會議頂級論文獎。（獲獎率約占投稿總數(shù)的百分之四）。蔡循同時擁有八份技術(shù)專利，其中兩份專利授權(quán)給Google使用。
導(dǎo)師簡介：
Jae S. Lim, 畢業(yè)于美國麻省理工學(xué)院電氣工程與計算機(jī)科學(xué)專業(yè)�，F(xiàn)同系正教授。Jae Lim是信號處理，圖像處理與視頻壓縮的先驅(qū)。其所著經(jīng)典教材“二維信號處理與圖像處理”是該領(lǐng)域的奠基教材。他發(fā)表過上百篇學(xué)術(shù)論文，并持有四十多份技術(shù)專利。
Jae S Lim在上世紀(jì)90年代參與美國高清數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)化工作。他代表MIT與其他三個組織一同制定了美國高清數(shù)字電視系統(tǒng)。該系統(tǒng)目前已經(jīng)全面投入日常使用。作為其圖像處理與視頻壓縮知識的商業(yè)轉(zhuǎn)化，Jae Lim為MIT帶來了上億美金的專利收入。Jae Lim的高清數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，獲得了電視界最高榮譽(yù)“艾美獎”
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發(fā)表于 2016-10-13 23:45:20
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