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MPEG的发展动态及其未来预测(2) 图 MPEG视频的编码和解码框图
MPEG-1的压缩目标是先对分辨率为30帧/秒(NTSC制式)或704×576、25帧/秒(PAL制式)的视频图像在水平方向和垂直方向上使象素减少一半,即变成352×240(NTSC制式)或352×288(PAL制式)的SIF图像格式,再对其与立体声伴音进行压缩。
1.2 MPEG-2 MPEG-2标准全称为“运动图像及其伴音的编码”,主要针对高精晰度电视(HDTV)所需要的视频及伴音信号,传输速率为10Mbps。
MPEG-2标准分为八个部分,统称为ISO/IEC1318国际标准。第一部分:系统,描述多个视频,音频和数据基本码流合成传输码流和节目码流的方式;第二部分:视频,描述视频编码方法;第三部分:音频,描述与MPEG-1音频标准反向兼容的音频编码方法;第四部分:符合测试,描述测试一个编码码流是否符合MPEG-2标准的第一、二、三部分的软件实现方法;第五部分:数字存储器体-命令与控制,描述交互式多媒体网络中服务器与用户间的会话信令集;第六部分;非向后兼容的音频,规定不与MPEG-1音频反向兼容的多通道音频编码;第七部分:10比特视频,现已停止;第八部分:实时接口,规定了传送码流的实时接口。
MPEG-2视频编码标准是一个按等级划分的系列,按编码图像的分辨率分成4个“级”:低级(LL:low level),输入信号的像素为ITU-R601格式的四分之一;主级(ML:main level),输入信号的像素为ITU-R601;高级-1440(H14L:high-1440 level)为4:3模式电视高清晰度格式;高级(HL:high level)为16:9模式电视的高清晰度格式。按所使用的编码工具的集合分成5个“类”:简单类(SP:simple profile),只有基准帧I和预测帧P;主类(MP:main profile),比SP增加了双向推测帧B;信杂比分层类(SNRP:SNR scalable profile);空间可分层类(SSP:spatial scalable profile);高类(HP:high profile)。“级”与“类”的若干组合构成MPEG-2视频编码标准在某种特定应用下的子集。对某一输入格式的图像,采用特定集合的压缩编码工具,产生规定速率范围内的编码码流。MPEG-2的编码码流分为6个层次。从上至下依次为:视频序列层(Sequence);图像组层(GOP:GroupofPicture);图像层(Picture);像条层(Slice);宏块层(MacroBlock)和像块层(Block)。 MPEG-2的编码流程:在帧内编码的情况下,编码图像仅经过DCT,量化器和比特流编码器即生成编码比特流,而不经过预测环处理。DCT直接应用于原始的图像数据。在帧间编码的情况下,原始图像首先与帧存储器中的预测图像进行比较,计算出运动矢量,由此运动矢量和参考帧生成原始图像的预测图像。而后,将原始图像与预测像素差值所生成的差分图像数据进行DCT变换,再经过量化器和比特流编码器生成输出的编码比特流。
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