【正文】
。 所有上述各個層次都與一定的信號處理有關(guān) 。 盡管像塊是最低一層 ， 但從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來說除了有塊結(jié)束碼外 ， 已無結(jié)構(gòu)描述碼 ， 因此把宏塊作為結(jié)構(gòu)的最下層 。 MPEG2定義了三種宏塊結(jié)構(gòu) ， 如附圖所示 。 最前面是宏塊層說明 ， 表示用什么編碼模式 ， 后面是運動矢量以及 16 16位數(shù)據(jù) 。 起始碼對以上各層都是相同的 。 一個像條至少應(yīng)包括一個宏塊 。 像條可以從一個宏塊行 (16行寬 )的任何一個宏塊開始 。 條 SC 條頭 宏塊 宏塊 宏塊 條 SC 條頭 宏塊 宏塊 宏塊 宏塊 視頻基本碼流 ES層次結(jié)構(gòu) 序列 SC 序列頭 序列擴展 GOPSC GOP頭 PIC數(shù)據(jù) 序列 SC 序列頭 序列擴展 GOPS GOP頭 PIC數(shù)據(jù) 序列 糾錯 圖像組層 PIC SC PIC頭 PIC擴展 I幀數(shù)據(jù) PIC SC PIC頭 PIC擴展 P幀數(shù)據(jù) PIC SC PIC頭 PIC擴展 B幀數(shù)據(jù) 圖像層 PIC數(shù)據(jù) PIC數(shù)據(jù) 像塊 像塊 像塊 像塊 DCT系數(shù) EOB 像條層 宏塊層 像塊層 視頻序列 視頻序列層 案 視頻序列 I1 B2 B3 B6 B5 B8 B9 P4 P7 P10 圖像在進行處理時的相互關(guān)系 I1 B2 B3 P4 P7 B5 B6 P10 B8 B9 比特流中圖像順序假設(shè) P4丟失 GOP結(jié)構(gòu)及圖像相互關(guān)系 I1 B2 B3 I1 B5 B6 P7 B8 B9 P10 顯示順序及恢復(fù)處理的參考圖像假設(shè) P4丟失 復(fù)制 像條層： 圖像層下面是像條層 (slice)。 在 MPEG– 2中圖像分成三種編碼類型： 幀內(nèi)編碼的圖像 (Intra Coded Picture)稱為 I幀； 雙向預(yù)測編碼的圖像稱為 B幀； 前向預(yù)測編碼的圖像稱為 P幀 。 分成圖像組的一個目的是在同一序列內(nèi)可隨時進入不同的圖像 。 圖像組層： 圖像組是指相互間有預(yù)測和生成關(guān)系的一組圖像 。為了確保能在不同的時間隨時進入視頻序列， MPEG2允許重復(fù)發(fā)送序列頭。 視頻序列層： 在起始碼后是序列頭，包括了圖像尺寸，寬高比，圖像速率等信息。 一旦因誤碼或其他原因收發(fā)失去同步時 ， 重新同步的過程首先就是從比特流中尋找相應(yīng)的起始碼 。 不管那一種碼流 ， 都可以分成 6個層次： 視頻序列層 (Sequence)， 圖像組層 （ GOP） ， 圖像層 ， 像條層 ， 宏塊層 ， 像塊層 ， 除了宏塊和像塊層 ， 上四層都從相應(yīng)的起始碼 (SC： Start Code)開始 。 d）給誤差恢復(fù)、有條件接收（ CA）、隨機接入以及數(shù)字存儲控制提供支持。 b）提供用于恢復(fù)時間基準的時間標志，緩沖器初始化和管理，音頻和視頻的解碼時間、顯示時間。 并可與 ATM適配 。 都以數(shù)據(jù)包為基礎(chǔ) 。 因此接收 TS時首先要解復(fù)用 。 TS用在廣播系統(tǒng)和長距離網(wǎng)絡(luò)中 。 兩種比特流的區(qū)別： 節(jié)目碼流 （ PS） 用于誤碼比較小的傳輸或存貯媒介 ， 節(jié)目碼流可以是固定碼率也可以是可變碼率 ， 其數(shù)值在 系統(tǒng)時鐘參考 (SCR)中定義 ， 為本地應(yīng)用相對于無誤碼的環(huán)境設(shè)計； 傳輸碼流 （ TS） 用于誤碼比較大的傳輸或存貯媒介 ， 其碼率可以是固定的或不固定的 ， 其數(shù)值在 節(jié)目時鐘參考 (PCR)中定義 。 定義了一套系統(tǒng)指標是為了把視頻 、 音頻壓縮過程結(jié)合在一起而設(shè)置的 。 在所有 MPEG2實際實現(xiàn)中應(yīng)指明所選用的組合 ， 由于 MPML最普及 ， 通常說 MPEG2， 就意味著 MPML。 4:2:2主要用于演播室設(shè)備 ， 故又稱演播室類或?qū)I(yè)類 。 4:2:2是對主類的修改 ， 它用 4:2:2色度格式代替了 MPEG2標準中其它類所共用的 4:2:0格式 。 圖中顯示了每種組合的最大分辨率 (水平 垂直 )、 最大幀速 、 最高碼速和解碼器必須的緩存容量 。 e） MPEG2的類和級的組合如下圖 (常用縮寫表示如 MPML主類主級 、 MP HL主類高級等 )。 除高級類 外 ， 最大輸出碼率為 60Mb/s， 相應(yīng)的高級類輸出碼率為 80Mb/s。 乙 ） 主級 (ML： Main level)：輸入格式完全符合 ITUR ，720 480 30或 720 576 25， 輸出最大碼率除高級類和 4:2:2外是 15Mb/s，高級類主級是 20Mb/s， 4:2:2 是 50Mb/s。 上層信號則可用來改進信噪比或清晰度 。 這允許將編碼的視頻數(shù)據(jù)分為基本層和另一個或更多的上層信號 。 MPEG–2共分６類 ， 較高的類編碼更精細 ， 而且每升高一類將提供前一類沒有使用的附加工具 。 除了在源格式提供這種靈活性之外 ， MPEG2還有不同的處理方法 ， 稱為類 (profiles或?qū)用?)， 每一類都包括壓縮和使用方法的一個集合 。 a） MPEG – 2 是一個系統(tǒng) ， 它的作用是： 對音頻、視頻、數(shù)據(jù)、控制等基本比特流實現(xiàn)復(fù)用 提供各種定時及初始化 經(jīng)解碼器提供 PSI（節(jié)目特定信息） 支持有條件接收（ CA），隨機接入，數(shù)字存儲和糾錯 b） MPEG2系統(tǒng)輸出兩個數(shù)碼流： 節(jié)目比特流 PS，用于相對無誤差的環(huán)境 傳輸比特流 TS，用于有噪聲媒質(zhì) c） MPEG2的類與級 MPEG2有 4種輸入格式 ， 稱為級 (Levels或等級 )。 MPEG2的主級和主類提供 720 576(PAL)25幀的ITU–R 601建議圖像質(zhì)量 。 4） MPEG – 2 標準 1988年提出， 1994年公布為國際標準，是專門針對數(shù)字電視（包括 SDTV和HDTV）的信源編碼標準。 BMA雖精度較低 ，但位移跟綜能力較強 ， 且實現(xiàn)簡單 ， 很有實用性 。 BMA是把圖像分成若干矩形子塊 ， 適當選擇子塊大小 ， 把子塊分成靜止和運動兩類 ， 估計出運動子塊的位移 ， 進行預(yù)測編碼 。 MC技術(shù)通常由以下幾個方面組成： 圖像分割： 將視頻圖像分割成靜止和運動兩部分； 運動檢測和估值： 檢測運動類型 (平移 、 旋轉(zhuǎn)和縮放等 )， 估計運動物體的位移值； 運動補償： 用位移估值 (即運動矢量 )進行運動補償預(yù)測； 預(yù)測信息編碼： 對預(yù)測信息進行編碼，作為邊信息傳送給接收端。 但在系數(shù)量化階段 ， MPEG的量化器考慮到運動信息和視覺質(zhì)量提出了若干改進 ， 如視覺權(quán)量化 ，即以視覺域值作為量化矩陣的步長；幀內(nèi)塊和非幀內(nèi)塊區(qū)別量化 ， 對幀內(nèi)的宏塊和非幀內(nèi)塊采取兩種不同的量化器；可調(diào)整量化器 ， 在塊與塊的基礎(chǔ)上對量化步長作自適應(yīng)調(diào)整 。 在 MPEG1中 ， DCT不僅用于幀內(nèi)壓縮 ， 而且對幀間預(yù)測誤差 ， 也可再作 DCT變換 ，以達到進一步壓縮的目的 。 ▲ I幀 只使用幀內(nèi)編碼 ， 必須傳遞 ， ▲ P幀 用于前向預(yù)測 ， ▲ B幀 用于雙向預(yù)測 ， ▲ D圖像 用于甚低頻圖像的瀏覽 。 它首先提出了流 （ Sequence） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 使視頻數(shù)據(jù)的描述更加完善 。最高編碼速率 Mb/S 實現(xiàn)方法： DCT、運動補償和霍夫曼編碼 信源輸入格式為 SIF（ Source Inpnt Format），如為 CCIR – 601 格式的信源要轉(zhuǎn)換成 SIF格式才能輸入 MPEG – 1 編碼器。 屬幀內(nèi)壓縮編碼方法，主要用于數(shù)字電視編錄設(shè)備（如非線性編輯系統(tǒng)）。 符號 A B C D E F G H 概率 碼 011 001 1 00010 0101 0000 0100 00011 C B A F G E D H 霍夫曼編碼 4．視頻壓縮編解碼標準 1） 1980年 CCITT通過為國際標準 用于可視電話， P 64Kb/S， P=1～ 30可變，（ 64～ 1920)Kb/S 用于會議電視， P≥36 (又稱 P?64)是最早的一個碼率壓縮標準。 通常， DCT系數(shù)量化之后，都采用之字形方式讀出。 DCT系數(shù) Y0 ： (0 ~2407) Y17： (1024 ~ 1023 + y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 恢復(fù)成的圖像信號 (0~255) DCT系數(shù) Y0 、 Y17 與各像元信號相乘 后恢復(fù)原圖像信號 水平一行數(shù)據(jù)的變換示意圖 原始圖像信號 (0~255) 圖像信號分解 為各種余弦成分 DCT基底 直流成分 低頻成分 高頻成分 89 101 114 125 126 115 105 96 97 115 131 147 149 135 123 113 114 134 159 178 175 164 149 137 121 143 177 196 201 189 165 150 119 141 175 201 207 186 162 144 107 130 165 189 192 171 144 125 97 119 149 171 172 145 117 96 89 107 136 156 155 129 97 75 圖像信號采樣數(shù)據(jù) 1152 32 185 7 2 1 2 2 32 16 45 3 2 0 2 2 165 32 17 9 5 1 3 0 7 4 0 2