多媒体技术基础(林福宗)-09_2电视MPEG.ppt

1. MPEG概述 2. MPEG-1视频的编码 3. MPEG-1视频的解码 MPEG ISO/IEC MPEG (Moving Picture Expert Group) 负责开发电视图像数据和声音数据的编码、解码和它们的同步等标准。 这个专家组开发的标准称为MPEG标准 MPEG 标准 MPEG标准文件的创建过程分成4个阶段 工作文件(Working Draft，WD)：工作组(Working Group，WG)准备的工作文件 委员会草案(Committee Draft，CD)：从工作组WG准备好的工作文件WD提升上来的文件。这是ISO文档的最初形式，它由ISO内部正式调查研究和投票表决。 国际标准草案(Draft International Standard，DIS)：投票成员国对CD的内容和说明满意之后由委员会草案CD提升上来的文件。 国际标准(International Standard，IS)：由投票成员国、ISO的其他部门和其他委员会投票通过之后出版发布的文件。 视频数据压缩编码的依据 每一帧画面内部的信息有很强的相关性; 相邻画面之间有高度的相容性; 运动可以估测（Motion Estimation）; 人眼的视觉特性有利于数据的压缩. 视频压缩编码技术的评价准则 码率(bitrate) 重建图像的质量 编码/解码延时 错误修复能力 算法复杂程度 MPEG视频压缩的基本方法 ① 在空间域: 采用JPEG(Joint Photographic Experts Group)压缩算法来去掉画面内部的冗余信息。 ② 在时间域: 采用运动补偿(motion compensation)算法来去掉画面之间的冗余信息。 运动补偿帧间预测(temporal) ＋ DCT(spatial) MPEG-1视频编/解码总框图 MPEG 的画面组(GOP) 视频画面序列被分成一个一个画面组(Grupe Of Pictures, GOP) 每个GOP中至少包含一个I画面，可没有B画面,甚至没有P画面 画面的分类 Intra-picture ( I画面 ) 不需要参考其它画面而独立进行压缩编码的画面; Predicted-picture ( P画面 ) 参考前面已编码的 I 或 P画面进行预测编码的画面; Bidirectional-picture ( B画面 ) 既参考前面的I或P画面、又参考后面的I或P画面进行双向预测编码的画面 inter-frames: P-frame B-frame I frames are independently encoded P frames are based on previous I, P frames B frames are based on previous and following I and P frames GOP MPEG-1 most commonly uses a GOP size of 15-18. i.e. 1 I-frame for every 14-17 non-I-frames 画面的重新排序 画面的显示顺序是: I B B P B B P B B P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 画面的编码顺序是: I P B B P B B P B B 1 4 2 3 7 5 6 10 8 9 因此, 每一个GOP中的画面在编码前和解码后都必须重排序 宏块的大小与组成 宏块有2种情况： 可预测宏块:与参考画面中的某个宏块有位移关系 不可预测宏块:与参考画面中的任何宏块都找不到位移关系 可预测宏块 运动矢量 运动矢量 宏块的划分 MPEG-1 小结 特点： 是一种通用标准，它规定了编码视频流的表示语法和解码方法。该语法支持的操作有运动补偿预测、离散余弦变换(DCT)、量化和变长编码， 编码器设计具有灵活性（它没有定义产生合法数据流所需的详细算法；例如，对运动估计算法和压缩模式选择未作规定） 用于定义编码位流和解码器的一系列参数都包含在位流本身中。这就允许算法适用于不同大小和宽高比的画面，也可以用在工作速率范围很大的信道和设备上。 编码器的主要操作 1．为 GOP中的 I画面、P画面和 B画面重新排序 2．为 P画面和 B画面中的每个 MB（宏块）估算运动矢量 3．确定每个 MB的宏块类型（ MTYPE） 4．如果选择自适应量化的话，设置量化因子 MQUANT。 I, P, B