• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.简介
  • 3.1.技术介绍
  • 3.2.特点
  • 3.3.层次
  • 4.标准
  • 4.1.基本介绍
  • 4.2.具体解释
  • 5.技术原理
  • 5.1.原理介绍
  • 5.2.图像分类
  • 6.编码码流
  • 6.1.综述
  • 6.2.具体介绍
  • 6.3.编码方法
  • 7.关键环节
  • 7.1.余弦变换DCT
  • 7.2.量化器
  • 7.3.之型扫描与游程编码
  • 7.4.熵编码
  • 8.应用
  • 9.其他事项
  • 9.1.信道缓存
  • 9.2.运动估计
  • 9.3.运动补偿

MPEG-2

MPEG是活动图像专家组(Moving Picture Experts Group)的缩写,于1988年成立。目前MPEG已颁布了三个活动图像及声音编码的正式国际标准,分别称为MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4,而MPEG-7和MPEG-21都在研究中。

MPEG-2是MPEG(Moving Picture Experts Group,运动图像专家组)组织制定的视频和音频有损压缩标准之一,它的正式名称为“基于数字存储媒体运动图像和语音的压缩标准”。与MPEG-1标准相比,MPEG-2标准具有更高的图像质量、更多的图像格式和传输码率的图像压缩标准。MPEG-2标准不是MPEG-1的简单升级,而是在传输和系统方面做了更加详细的规定和进一步的完善。它是针对标准数字电视和高清晰电视在各种应用下的压缩方案,传输速率在3 Mbit/s~10 Mbit/s之间。

基本信息

  • 中文名

    活动图像专家组

  • 外文名

    Moving Picture Experts Group

  • 缩写

    MPEG-2

  • 国际标准

    MPEG-1MPEG-2和MPEG-4

  • 制定于

    1994年

  • 目标

    标准的图象质量以及更高的传输率

简介

MPEG-2音频是在1994年11月为数字电视而提出来的,其发展分为三个阶段:

第一阶段是对MPEG-1增加了低采样频率,有16KHZ,22.05KHZ,以及24KHZ。

第二阶段是对MPEG-1实施了向后兼容的多声道扩展,将其称为MPEG-2 BC。支持单声道,双声道,多声道等编码。并附加“低频加重”扩展声道,从而达到五声道编码。

第三阶段是向后不兼容,将其称为MPEG-2 AAC先进音频编码。采样频率可以低至8KHZ;而高至96KHZ范围内的1-48个通道可选的高音质音频编码。

技术介绍

剖析MPEG-2视频编码器

MPEG-2制定于1994年,设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间,其在NTSC制式下的分辨率可达720X486,MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道,和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理,使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据,如VCD。

同时,由于MPEG-2的出色性能表现,已能适用于HDTV,使得原打算为HDTV设计的MPEG-3,还没出世就被抛弃了。(MPEG-3要求传输速率在20Mbits/sec-40Mbits/sec间,但这将使画面有轻度扭曲)。除了作为DVD的指定标准外,MPEG-2还可用于为广播,有线电视网,电缆网络以及卫星直播(DirectBroadcastSatellite)提供广播级的数字视频。

特点

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MPEG-2的另一特点是,其可提供一个较广的范围改变压缩比,以适应不同画面质量,存储容量,以及带宽的要求。

对于最终用户来说,由于现存电视机分辨率限制,MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如DVD画面)在电视上效果并不明显,倒是其音频特性(如加重低音,多伴音声道等)更引人注目。

MPEG-2的编码图像被分为三类,分别称为I帧,P帧和B帧。

1、I帧图像,或称帧内(Intra)图像,参考图像,相当于一个固定图像,且独立于其它的图像类型。每个图像组群由此类型的图像开始。采用帧内压缩编码技术减少空间冗余,不参照其它图像。

2、P帧图像,或称预测(Predicted)图像,通过参照前面靠近它的I或P图像预测得到。P图像减少了空间和时间冗余信息,相比I图像可以有更大的压缩码率。

3、B帧图像,或称双向预测图像,根据临近的前几帧、本帧、后几帧的I或者P图像预测得到,仅记录本帧与前后帧的不同之处。相比I和P图像可以有更大的压缩码率。

层次

MPEG-2的编码码流分为六个层次。为更好地表示编码数据,MPEG-2用句法规定了一个层次性结构。它分为六层,自上到下分别是:图像序列层、图像组(GOP)、图像、宏块条、宏块、块。