压缩编码原理及应用.PDF

维普资讯 NO．1．2006AccomulatedNO 13 NTERTAlNMENTTECHNOLOGY M p E G 数 字 音 频 压 缩 编 码 原 理 及 应 用 北京理工大学教授 张飞碧 【摘 要】 阐述了MPEG一1、MPEG一2和MPEG一4数字视音频压缩的依据、方法和压缩后 的传输码率。数 字音频在三个压缩层面 (Layer-1 Layer-2和Layer-3)的压缩比及其应用范围。MPEG家族的 级别和分类，它们之间异同及应用。最后还列出了数字视频分辨率标准。 【关键词】MPEG MP3 Layer 标准 分辨率 码速率 1 为什么要对数字视音频信 网络传输 ，网络的带宽应不小于 压缩后的码军为192Kbps～256Kbps(双 号进行压缩 360MHz。因此必须对它进行数据压缩。 声道立体声传送)，定为VCD光盘数字 在PAL制彩色电视中，活动图像由 同样，双通道立体声模拟音频信号 音频压缩的标准。 每秒50场 (25帧)隔行扫描组成。每帧 的带宽虽然只有20KHz，比模拟视频信 2．2MPEG 2 (幅)图像由625条扫描线构成，每条扫 号6MHz带宽要J／＼30倍，但经44．1KHz 为进一步提高图像清晰度，MPEG2 描线上约有480个像素点 (以PAL制 取样、16bit量化及编 马后的数据容量 采用减少数据压缩比的方法。它的视频 6MHz视频带宽计算)。这样，如果以广 也可达到：44．1KHz×2 (声道) ×16 信号压缩比为 1／30～1／50，压缩后的最 播电视清晰度的标准来计算，每秒钟应 bit=1．41Mb，未经压缩的数字音频6马率 高码率为 16MbPS，平均码率为 传送的像素为：625行 ×480点×25帧 (每秒传输的比特数)也达到1．41Mbps。 6．22Mbps。图像分辨率为720像素 (水 = 7500000点 ／秒=7．5M点 ／秒，即每秒 因此 ，必须对数字视音频信号同时 平)×576像素 (垂直)P／AL制。活动 需传送750万个像素点上的亮度变化信 进行有效压缩，降低码率，才能适应传 图像的清晰度提高到500线 (水平)，达 号。这就是通常规定的6MHz视频信号 输网络的特性和存储媒体的容量。 到广播专业级标准。 传输带宽的依据。 数字音频信号的压缩方法仍采用 如果要进行数字化传输和存储，每 2．MPEG的压缩标准 MPEG-1标准中的第2层 (Layer2)的 个像素点还要分解为红、绿 、兰三种颜 MPEG(MovingPhotographicExpert 方法，可对AC一3、DTS等5．1声道传送。 色，并对每种颜色信号进行8bit(256个 Group)活动图像专家组经过多年研究， 定为DVD播放机标准。 灰匪等级)量化的图像编码，每秒钟需 制定了适合不同应用范围和不同质量要 2．3MPEG4 传送的比特数为；7．5M ×3(颜色)× 求的数字视音频压缩标准。 这是用于可视电话、视频会议和多 8(bit)：180Mbps。这样大的数据容量 2．1MPEG 1 媒体通信的一种超低6马率的视音频压缩 无论是用网络传输还是用标准光盘存储 数字 尉 锄 比为1／12o～12／00， 编码标准。它与MPEG一1和MPEG-2的 都是难以实现的。例如，120mm直径的 压缩后的码率为0．9—1．5Mbps，平均码 主要区别不仅是压缩比更大、码率更 CD光盘的数据总存储容量为650MB(B 率为 1．159Mbps。图像分辨率为352像 低，并可从播放型转为内容访问、支持 称为字节，1B=8bit，650MB=650X 素 (水平)X288像素 (垂直)P／AL制。 音视频通信、数据库存取、系统操作 (如 8=5200Mbit=512Gbit)。那厶／未经压缩