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视音频 流媒体 图像编码标准综述(二)

高工
2007-09-19 11:42:04    评分

  (2)MPEG-2编解码原理 

      MPEG-2视频压缩的原理是利用了图像中的两种特性:空间相关性和时间相关性。这两种相关性使得图像中存在大量的冗余信息。为了能够有效的去除图像中的冗余信息,MPEG-2标准中将编码图像被分为三类,分别称为I帧,P帧和B帧。I帧图像采用帧内编码方式。P帧和B帧图像采用帧间编码方式。P帧图像只采用前向时间预测,B帧图像采用双向时间预测,可以大大提高压缩倍数。 

      MPEG-2的编码码流分为六个层次,从上至下依次为:视频序列层(Sequence),图像组层(GOP:Group of Picture),图像层(Picture),像条层(Slice),宏块层(MacroBlock)和像块层(Block)。 

      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。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。 

      (3)MPEG-2中的Profile@Level  

      现有MPEG-2视频标准的技术规范集包括5类(Profile)4级(Level)组成,并采用分级编码。类和集的若干组合构成MPEG-2标准在某种特定应用下的子集。 

      级(Level)是指MPEG-2的输入格式,标识从有限清晰度的VHS 质量图像到HDTV图像,每一种输入格式编码后都有一个相应的范围。共分4级: 

      1) 低级LL(Low Level),图像输入格式的像素是ITU-R Rec.BT 601格式的1/4,即352×240×30或352×288×25。 

      2) 主级ML(Main Level),图像输入格式符合ITU-R Rec.BT 601格式,即720×480×30或720×576×25。 

      3) 1440高级H14L(High 1440 Level),图像宽高比为4∶3,采用1440×1080×30的高清晰度格式。 

      4) 高级HL(High Level),图像宽高比为16∶9,采用1920×1080×30的高清晰度格式。 

      类(Profile)是指MPEG-2的不同处理方法,每一类都包括压缩和处理方法的一个集合,较高的类意味着采用较多的编码工具集,进行更精细的处理,达到更好的图像质量,同时实现的代价也更大。共分5类: 

      1) 简单类SP(Simple Profile),使用最少的编码工具集。 

      2) 主类MP(Main Profile),它比简单类增加了一种双向预测方法,在相同比特率的情况下,将给出比简单类更好的图像。 

      3) 信噪比可分级类SNRP(SNR Scaleable Profile)和空域可分级类SPP(Spatially Scaleable Profile),这两种类允许将编码的视频数据分为基本层和附加层,提供了一种多种广播的方式。 

      4) 高级类HP(High Profile),应用于图像质量、比特率要求更高的场合。 

      (4)MPEG-2的特点及应用 

      MPEG-2具有以下几个突出特点:①支持的图像分辨率最高,包括符合ITU-RRec.601(CCIR601)格式的标准分辨率的数字电视和更高分辨率的HDTV。②支持包括高速体育运动在内的各种活动图像。③支持的应用最为广泛,既包括存储媒体中的DVD,广播电视中的数字广播电视和HDTV,还可应用于交互式的视频点播(VOD)和准视频点播(NVOD)。④还能够适配ATM等宽带通信网。 




关键词: 音频     流媒体     图像     编码     标准     综述     MPEG-2    

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