MPEG标准ppt课件

.1，4，运动图像压缩编码标准MPEG，MPEG简介MPEG-1标准简介MPEG-2标准简介MPEG-4标准简介MPEG-7标准简介MPEG-21标准简介，2，4.1MPEG简介，MPEG(MovingPictureExpertGroup)是由国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)于1988年联合成立的一个专家组。制定电视图像数据和声音数据的编码、解码和同步标准。他们开发的标准被称为MPEG标准。MPEG标准是运动图像压缩的一系列标准。到目前为止，已经开发了3个MPEG-1:数字电视标准，目前正在开发中。它于1992年正式发行。MPEG-2:数字电视标准，1994年成为国际标准草案。MPEG-3:1992年7月纳入高清电视工作组。MPEG-4:多媒体应用标准(1999年发布)。MPEG-7:多媒体内容描述接口标准(正在研究中)。开放核心的MPEG-21:概念(正在研究中)。4，4.2MPEG-1标准，名称：最高1.5兆位/秒速率的数字存储媒体的运动图像及其声音编码，是MPEG-1的缩写，1992年作为ISO/IEC11172建议采用。支持的图像标准分辨率：NTSC系统为352240；PAL系统是352，288，每秒30帧，光盘音质。使用MPEG-1压缩算法，一部120分钟的电影可以压缩到大约1.2GB。因此，它被广泛用于VCD生产。MPEG-1的最终目标是解决诸如数字视频和数字音频等各种压缩数据流的合成和同步问题。标准制定过程竞争激烈，仅MPEG视频竞赛方案就有17家公司或学术机构提出了建议，其中14家有待分析和衡量。MPEG-1包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统。MPEG-1系统(11172-1)定义了音频、视频和相关数据的同步。MPEG视频(11172-2)，它定义了视频数据的编码和重建图像所需的解码过程；MPEG音频(11172-3)，定义音频数据的编码和解码；一致性测试(11172-4)；技术报告软件模拟(11172-5)给出了用软件实现MPEG-1标准前三部分的结果。编码器和解码器的结构或实现方法没有具体说明，但提出了功能和性能要求。7、MPEG视频压缩应该具有的特性是随机存取：它可以在压缩视频比特流的中间被存取，并且可以在有限的时间内解码任何一帧视频。快进/快退搜索：可以扫描压缩的数据流，并使用适当的访问点显示选定的图像。反向重放。8、MPEG视频压缩应具有音视频同步的特点：视频信号应与相关音频准确同步。如果音频和视频信号分别由两个略有不同的时钟产生，则应提供一种机制，使这两个信号能够永久地重新同步。容错：希望合适的信道编码方案可以应用于各种应用，并且对剩余的未校正误差具有很强的鲁棒性。9、MPEG视频压缩应具有编码和解码延迟等特性：可编辑性、灵活性、允许各种光栅尺寸和帧速率、编码方案的实时完成、解码器用尽可能少的芯片实现、成本控制.嘿。10，MPEG-1编解码器原型，11，MPEG-1编解码器原型：多信道复合码流被假定以特定于媒体的格式存储在DSM或网络上，并且该标准没有指定特定于媒体的格式。系统解码器从输入多声道复合流中提取定时信息，划分输入流，并分别向视频和音频解码器输出两个基本流。视频和音频解码器分别解码输出的视频和声音信号。定时信息用于同步系统、视频、音频和媒体解码器。多通道复合流被构造为2层：系统层和压缩层。系统解码的输入是系统层；视频和音频解码器输入压缩层。系统解码器执行两种类型的操作：一种类型是作用于整个多通道复合流的操作，称为复合流操作。另一种类型是作用于单个基本流的操作，称为特定流操作。系统层被分成两个子层：一个子层称为包，它是一个复合流操作对象。另一个子层称为数据包，用于特定的流操作。MPEG-1视频数据流是一种分层结构。其目的是分离比特流中逻辑上独立的实体，防止语义歧义，并减少解码过程的负担。分层的要求是支持灵活性、通用性和有效性。它分为六层：图像序列层(随机存取单元)、图像组层(视频编码)、图像层(基本编码单元)、宏块切片层(再同步单元)、宏块层(运动补偿单元)、块层(离散余弦变换单元)，15、MPEG视频数据流的结构、运动图像序列、图像组、图像、图像片、宏块，运动序列头图像组结束标记图像组的一系列图像信号被分成三个部分：一个亮度信号y和两个色度信号u，vy: u: v=4: 2: 2。亮度信号Y由偶数行和偶数列组成，色度信号U和V分别在水平和垂直方向上取Y信号的1/2。如图所示，黑点表示色度U和V位置，亮度Y位置由白色圆圈表示。色度和亮度之间的位置关系，18，块：块由88个亮度信息或色度信息组成。宏块：一个宏块由一个1616亮度信息和两个88色度信息组成。图像切片由一个或多个连续的宏块组成。Y，U，V，8X8，8X8，1，2，3，4，5，6，宏块组成，19，MPEG-1视频编码技术的主要问题：一方面，帧内编码不能达到很高的压缩比，另一方面，单一的静态帧内编码方法最能满足随机接入的要求。解决方案：这两个方面达成了妥协。也就是说，运动补偿技术用于减少时间上的冗余，而离散余弦变换技术用于减少空间上的冗余(帧间压缩和帧内压缩涉及两个方面)。20岁。在MPEG中，图像被分成三种类型：I图像通过利用图像本身的相关性来压缩，以在压缩的数据流中提供随机访问点。预测P图像并用最近的前一个I图像(或P图像)编码，以获得图像(前向预测)。当预测B图像时，前一图像(1或P)可以用作参考，或者下一图像可以用作参考，或者前和后图像都可以用作参考图像(双向预测)。I=帧内图像，p=预测图像，b=双向图像。4种预测技术帧内编码前向预测后向预测双向预测。22、图像间预测、和、和、和、和、和、和、和、和、和、和、和、和1 I、和2b、和3b、和4b、5P、6B、7B、8B、1I、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、正向预测、 前向预测Ibbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb，可以选择典型图像类型的显示顺序、运动序列流的组成、I图像的频率和位置。24和传输顺序。MPEG编码器需要对上述图像进行重新排序，以便解码器能够有效地工作，因为在恢复B图像之前必须恢复参考图像。重新排列1-7帧后的图像组顺序如下：4，2，1，3，7，5，6，I，p，b，b，p，b，b，25。运动补偿技术主要用于消除p和b图像的时间冗余，提高压缩效率。在MPEG方案中，运动补偿技术在宏块级工作。b图像宏块有四种类型的帧内宏块，简称I块。前向预测宏块，称为F块；后向预测宏块，缩写为B块；平均宏块，缩写为块a找到匹配块后，有两种处理方法：一种是在恢复预测块时用匹配块替换预测块；二是用离散余弦变换对预测误差进行编码。当预测块被恢复时，匹配块被加上预测误差。28，29、预测图像的压缩编码算法P，30、双向预测图像的压缩编码算法。31，MPEG-1视频系统，简化视频编码框图，32，基本视频解码器框图，33、MPEG-1音频压缩算法、MPEG-1音频压缩算法：第一高清晰度音频数据压缩标准音频信号采样率：32千赫、44.1千赫或48千赫。压缩比特流可以支持单声道模式，其中根据4种模式之一向单个音频通道提供单声道、双耳或组合立体声；提供给两个独立单音频通道的双单声道模式；立体声模式提供给立体声通道；联合立体声模式使用立体声通道之间的相关性或通道之间相位差的独立性，或两者兼有。MPEG-1音频标准提供了三个独立的压缩级别，允许用户在复杂度和压缩质量之间进行选择。第1层是最简单的，编码速率为384Kbps，主要用于DCC。第二层是中等复杂度，编码速率约为192Kbps。它主要用于数字广播，光盘，光盘一和光盘；第3层是最复杂的，使用64Kbps的比特率，特别适合通过综合业务数字网进行音频传输。MP3音乐是基于MPEGAudioLayer3技术的。MPEG-2标准35，4.3自1990年开始研究，并于1994年发布。标准编号：国际标准化组织/国际电工委员会13818。标准名称是：运动图像及其声音信息的通用编码。整个标准由10个部分组成，是与数字电视广播直接相关的高质量图像和声音编码标准。MPEG-2可以说是MPEG-1的扩展。他们的基本编码算法都是一样的。但是MPEG-2增加了许多MPEG-1没有的功能。MPEG-2使用网络提供的3 100 Mbps的数据传输速率来支持更高分辨率图像和更高图像质量的压缩。MPEG-2可以支持重叠图像序列(每帧由两个场组成)、可调整编码和各种运动估计方法。它提供了大范围的压缩比变化，以满足不同图像质量、存储容量和带宽的要求。因此，不同功能配置文件被划分为不同的级别。37，5级，简单)基本，SNR可扩展，空间可扩展)高，38，4级，Low)35228830，面向VCR，与MPEG-1兼容。Main)72046030或72057625，面向视频广播信号；高1440(高-1440) 1440108030或1440115225，面向高清电视；High)1920108030或1920115225代表高清电视。39，11规格(为了向后兼容，以满足各种需求)，高级基本MPHL高级增强高-1440基本MPH1440高-1440空间可调SSPH1440高-1440基本增强高H1440基本简单SPML基本MPML基本信噪比可调SNPML基本增强高ML基本低信噪比可调SNP ll低信噪比可调SNPLL，40、MPEG-2音频的一个基本特征是向后兼容MPEG-1音频。对于相同的编码器，层1、2和3的结构也被扩展：采样频率增加，输出速率范围在16k、22.05k和24k处扩展，通道数在8-640kbps处增加，5.1和7.1通道环绕立体声支持线性PCM和DolbyAC-3编码定义了不兼容的MPEG-2AAC，非常灵活的声音感知编码，41、MPEG-2编码方法、MPEG-2编码方法和MPEG-1主要区别：隔行扫描系统。离散余弦变换可以在一帧内，也可以在一个域内。用户可以自己选择，也可以自己选择。对于具有更多细节和更少运动部分的图像，在帧中执行离散余弦变换，而对于具有更少细节和更多运动部分的图像，在字段中执行离散余弦变换。MPEG-2采用可调和不可调编码结构。还可以使用基本层加上多个增强的多层编码结构，这些编码结构由用户根据质量和压缩比的要求来选择和使用。嘿。42，MPEG-2亮度宏块结构，每个亮度块被逐行放在一起，每个亮度块被以交错方式放在一起。43，空间可调的MPEG-2编码器的原理框图。MPEG编码和解码过程是非镜像对称算法。MPEG-1和MPEG-2只规定了解码方案。数字广播、数字影碟、付费电视、视频点播、互动电视等都采用了MPEG-2MPEG-2，可以将一部120分钟的电影压缩到4 8 GB(数字影碟质量)。它的音频编码可以提供左、右、两个环绕声道、一个重音低音声道和多达7个伴音声道。名为“甚低比特率视听编码”的MPEG-4标准于1998年11月发布了第一版，1999年12月发布了第二版，分为六个部分。目标是以低速率(64kbps)编码视频和音频，并更加关注多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4引入了音频-视频对象(AVO)，这使得更多的交互操作成为可能。AVO可以是一个孤立的人，也可以是这个人的声音或一段背景音乐，等等。AVO具有高效编码、高效存储、高效传播和互操作的特点。MPE