需要注意的常见视频压缩伪影

所有视觉媒体都经过压缩。电子介质的目的是以可打包的格式存储信息。数字视频的质量、清晰度和保真度都取决于许多因素，这些因素通常是压缩的结果。传输速率、文件大小、源质量和源复杂性都在视频压缩中发挥着至关重要的作用，用于捕获、存储和显示视听媒体数据的硬件设备也是如此。视频伪像通常是指信号处理输出中的畸变，在数字视频中，它们可能会分散注意力，在极端情况下，它们可能会破坏整个广播。尽管如此，它们的存在是有原因的，了解不同工件的独特功能有助于视频技术人员和工程师识别编码链中的弱点。以下是现代数字视频中一些最常见的伪像。（有关视频质量的更多信息，请参阅像素的黄昏 - 将焦点转移到矢量图形。）

宏块

宏块是各种广泛使用的视频格式（例如H.264和MPEG-2）中的图像处理单位。宏块处理涉及数学方程，这些数学方程获取彩色子采样图像，并通过一系列变换将它们量化为编码数据。它的存在是为了提高编码效率，但可能会导致视频伪像，即宏块错误。宏块伪影的视觉特征通常与高度像素化图像的视觉特征相似，但具有更清晰定义的盒状像素组，有点类似于帧中错位的拼图。

通常，宏块可归因于以下任何或所有因素：数据传输速度、信号中断和视频处理性能。有线、卫星和互联网流媒体服务特别容易受到宏块的影响，因为它们的多通道传输基础设施通常需要过度的视频压缩。然而，伪影也可能出现在不太拥塞的信号流中（尽管这种情况并不常见）。尽管宏块仍然是一种常见的视频伪影，但它正逐渐被高效视频编码 (HEVC)所淘汰，HEVC 采用宏块处理的创新替代方案。

混叠

混叠描述了信号处理数据重建为受损输出的过程或效果。它主要影响包括复杂和重复模式的空间和时间媒体片段，通常可归因于采样率不足。如果未以正确的速率对源进行采样并发生混叠，则可能会导致帧内的图案出现奇怪的拖动效果。锯齿的视觉外观取决于光源的性质，但其最常见的表现形式之一看起来像通常所说的莫尔图案。

为了描述这种现象，想象一下两个相同的格栅堆叠在一起。如果对齐正确，您几乎不会注意到有两个而不是一个。但如果你旋转顶部格栅，即使只是一点点，格栅也不再对齐。现在，未对齐的行和列会在以前简单而均匀的图案处产生扭曲，从而产生容易产生波纹的偏移图案。混叠的另一个类比是旋转轮中的自行车辐条。当拍摄时，当转向足够快时，有时看起来辐条正在以与实际转向相反的方向旋转。这是因为捕获设备的采样率不够快，无法准确描绘车轮的旋转速度，从而在其位置产生不同的视觉模式（或别名）。

梳理/交错伪像

在现代逐行视频开发之前，占主导地位的广播视频扫描模式是隔行扫描，至今其使用仍然有限。对于NTSC视频，最初意味着每帧有 525 条视频交替扫描线，每秒大约 30 帧。首先扫描奇数行，然后扫描偶数行，每组（称为“场”）组成半帧。由于这些场彼此交错，因此每个场都具有梳状外观。当场扫描的时序或模式被破坏（通常通过帧速率转换的方式）时，图像中会出现非常微妙或非常分散注意力的梳理伪影。

电影技术早期历史上的两种主要格式是电影和视频，两者的标准帧速率各不相同。如上所述，每秒 30 帧曾经或多或少是视频和电视的标准（在支持 NTSC 视频的地区），而电影通常以每秒 24 帧的速度拍摄和放映。这导致了当一种格式转移到另一种格式时如何处理六帧差异（称为“电视电影”或“逆电视电影”的过程）的差异。为了解决这个问题，复杂的时序调整（称为“下拉模式”）被标准化，以调整帧速率，同时尽可能减少明显的质量损失。（有关帧速率的更多信息，视频技术：将焦点从高分辨率转移到高帧率。）

这些模式跳过或重复场，以补偿输入和输出媒体之间的频率差异，这自然会导致来自部分帧或残余场的梳状伪影。这些伪像在描绘运动的帧部分中最为明显，并且通常看起来像是拖尾任何运动的水平线。有一些解梳滤波器可以在一定程度上纠正隔行伪影。

结论

视频压缩科学每天都在发展，并且变得越来越高效。但只要仍然存在各种不同的编解码器、压缩方案和视频格式，它们之间的转换就会出现伪影。新的视频技术将在转码过程中产生新形式的质量损失，以及解决这些问题的新解决方案。