【正文】 模擬分量錄象機(jī) Betacam – SP 8： 1 VCD母盤，壓縮比 12： 1 采用幀內(nèi)壓縮方式， JPEG標(biāo)準(zhǔn)。 這種方法可消除圖象信號(hào)的空間相關(guān)冗余幀內(nèi)預(yù)測(cè)）和時(shí)間相關(guān)冗余（幀間預(yù)測(cè)）。 DPCM系統(tǒng)原理圖 DPCM系統(tǒng)原理框圖 + 量化器 編碼器 預(yù)測(cè)器 + 解碼器 預(yù)測(cè)器 信道 + 輸入 XN 輸出 X39。N E’ N + + + + X39。N (X 39。N ：是通過預(yù)測(cè)公式從 DPCM的輸入 XN和已傳出去的幾個(gè)鄰近樣值計(jì)算出來的 。39。 DCT是先將整體圖像分成 N?N 像素塊 ， 然后對(duì) N?N 像素塊逐一進(jìn)行 DCT變換 。因此傳送變換系數(shù)的數(shù)碼率 ， 要大大小于傳送像素所用的數(shù)碼率 。 雖有失真 ， 但人眼是可以接受的 。在用之字形讀出方式情況下，出現(xiàn)連零的機(jī)會(huì)較多，尤其在最后，如果都是零，在讀到最后一個(gè)數(shù)后只要給出“塊結(jié)束”（ EOB）碼，就可以結(jié)束輸出，從而節(jié)省很多碼率。 霍夫曼（ Hoffman）編碼 霍夫曼 (Hoffman)編碼 (屬于統(tǒng)計(jì)編碼 )是可變字長(zhǎng)編碼 (VLC: VariableLength Coding)的一種 ， 相當(dāng)于對(duì)概率大的符號(hào)給短碼 ， 對(duì)概率小的符號(hào)給長(zhǎng)碼 。 2） JPEG標(biāo)準(zhǔn) 1986年提出， 1992年公布為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 壓縮比：４～ 32 ４～ 接近原始圖象質(zhì)量 ～ 11 圖象很好 ,滿足絕大多數(shù)應(yīng)用 11～ 16 圖象好 ,滿足多數(shù)應(yīng)用 15～ 32 圖象較好 ,滿足某些應(yīng)用 3） MPEG – 1 標(biāo)準(zhǔn) 1988年提出， 1992年公布為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 典型應(yīng)用如 VCD等家用數(shù)字音象產(chǎn)品。 a） MPEG1標(biāo)準(zhǔn)于 1992年出版 ， 目標(biāo)是 “對(duì)當(dāng)比特率為 ， 用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體的動(dòng)態(tài)圖像及其伴音的編碼 ”。 b） 為了解決隨機(jī)訪問和高效壓縮的要求沖突 ， 在 MPEG1中定義了四種主要的圖像類型： I幀 、 P幀 、 B幀和 D圖像 。 c） MPEG1視頻壓縮中主要用到兩項(xiàng)基本技術(shù)： 基于 16?16塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償： 適用于預(yù)測(cè)編碼和插補(bǔ)編碼 ， 用于減少幀序列的時(shí)間冗余度； 基于變換域 (DCT)的壓縮技術(shù)： 用于減少空間冗余度 。 MPEG1中的幀內(nèi)編碼：像素點(diǎn)的 DCT編碼與 JPEG相似 ， 先進(jìn)行 DCT變換 ，然后通過量化和零行程等混合編碼達(dá)到壓縮 。 d） MPEG1中用到幀間編碼： 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)中 ， 幾乎都用到了 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù) (簡(jiǎn)稱 MC技術(shù) )， 一般為“簡(jiǎn)單幀間預(yù)測(cè) +運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 ”框架 。 圖像分割 （ 它是 MC技術(shù)的基礎(chǔ) ） ， 采用了兩種方法：塊匹配法 (BMA)和像素遞歸法 (PRA)。 PRA則是對(duì)每個(gè)像素的位移進(jìn)行遞歸估計(jì) ,其精度相對(duì)來說較高 ， 對(duì)多運(yùn)動(dòng)圖像適應(yīng)能力強(qiáng) ， 但跟綜能力較弱 ， 且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 。 e） 在 MPEG1中 ， 幀間預(yù)測(cè)后宏塊被送入 DCT變換 ， 而運(yùn)動(dòng)矢量則用 DPCM編碼 ， 再經(jīng) VLC量化和霍夫曼編碼后完成壓縮過程 。 MPEG是運(yùn)動(dòng)圖像專家組 (Moving Pictures Expert Group)的縮寫 ， 成立于 1988年 ， 以建立活動(dòng)圖像及相應(yīng)音頻的編碼標(biāo)準(zhǔn) 。 在壓縮比為 30∶ 1或更小時(shí) ， MPEG2可以提供廣播質(zhì)量的編碼圖像 ， MPEG2也可工作在大壓縮比如 200∶ 1下 ， 效果與 MPEG–1相差不大 （ 即與 MPEG1兼容 ） 。 從有限清晰度的 VHS(家用錄像系統(tǒng) )質(zhì)量圖像直到 HDTV圖像 ， 每一種輸入格式編碼后都有一個(gè)相應(yīng)的范圍 。 不同的類意味著使用不同集合的碼率壓縮工具 。 甲 ） 簡(jiǎn)單類 (SP) 乙 ） 主類 (MP) 丙 ） 信噪比可分級(jí)類 SNRP 丁 ） 空間可分級(jí)類 SSP 戊 ） 高級(jí)類 (HP) 己 ） ４：２：２格式 在主類上的類是信噪比可分級(jí)類 (SNRP)、 空間可分級(jí)類 (SSP)、 高級(jí)類和 4:2:2格式 。 基本層表示編碼圖像的基本數(shù)據(jù)但代表的圖像質(zhì)量較低 。 d） 圖像的 4個(gè)級(jí)別： 甲 ） 低級(jí) (LL： Low Level)的輸入格式的像素是 ITUR 601格式的 1/4， 即352 240 30或 352 288 25， 相應(yīng)編碼最大輸出碼率為 4M b/s。 丙 ） 高 1440級(jí) (H14L： High– 1440 Level)：是每行 1440有效像素的高清晰度格式 。 丁 ） 高級(jí) (HL)： 輸入是每行 1920有效像素的高清晰度格式 ， 輸出最大碼率為80Mb/s， 相應(yīng)的高類輸出碼率為 100Mb/s。 MPLL 352 ?288 30Hz 4Mb/s， 4Mb 級(jí) (Levels) 高級(jí) (HIGH) 1440高級(jí) (HIGH1440) MPHL 1920?1152 60Hz 80Mb/s， 128Mb MPH14L 1440?1152 60Hz 60Mb/s， 64Mb SSP H14L 1440?1152 60Hz 60Mb/s， 128Mb HPH1 1440?1152 60Hz 80Mb/s， 128Mb HPHL 1920?1152 60Hz 100Mb/s， 256Mb HPM 352 ? 288 30Hz 20Mb/s， 32Mb SPM L 720 x 576 15Mb/s， 8Mb MPML 720 ? 576 30Hz 15Mb/s， 16Mb SNRPLL 352 ?288 30Hz 4Mb/s， 8Mb SNRP MM 720 ? 576 30Hz 15Mb/s， 30Mb 主級(jí) (MAIN) 低級(jí) (LOW) MPEG2的類和級(jí) 簡(jiǎn)單類 信噪比可分級(jí)類 主類 (MAIN) 高類 (MAIN) (SIMPLE) （ SNRSCL) 空間可分級(jí)類 （ SPAＳＣＬ） 類 (Profiles) 專業(yè)類 (4: 2: 2) 720 ? 608 30Hz 50Mb/s,16Mb 在 24個(gè)所選組合中有 12個(gè)是獲準(zhǔn)通過的 。 最廣泛采用的類和級(jí)是 MPML和 SPML。 由于色差數(shù)據(jù)量增加 ， 故規(guī)定了比主類更高的數(shù)據(jù)率 。 MPEG2的色度格式除專業(yè)類外 ， 都是 4:2:0(或 4:1:1)， 圖像類型 (除簡(jiǎn)單類為 I、 P外 )都是 I、 P、 B。 f） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本碼流結(jié)構(gòu) 甲 ） MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)部分： 它涉及將一個(gè)或多個(gè)圖像 、 聲音和其它數(shù)據(jù)的基本碼流組合成單一或多個(gè)碼流 ，使之便于存貯和傳輸 。 系統(tǒng)層中的信息流通方式如下： 首先 ， 數(shù)據(jù)從視頻 、 音頻編碼器而來 ， 稱為 基本碼流 (ES)， 然后 ， ES被分別打包 ， 形成兩個(gè) 打包的基本碼流 (PES)， 再后 ， PES被復(fù)接成一個(gè) 節(jié)目碼流 (PS)和一個(gè) 傳輸碼流 (TS)， 附圖給出了 MPEG2系統(tǒng)的簡(jiǎn)化總體結(jié)構(gòu) 。 它是為廣播應(yīng)用而設(shè)計(jì) ，即 TS是為易誤碼的環(huán)境和有較高比特差錯(cuò)概率的噪聲媒質(zhì)設(shè)計(jì)的 ， 那里往往需要把幾個(gè)信道集合成一束數(shù)據(jù) 。 在 TS中可以包括多個(gè)節(jié)目 。 PS和 TS是各針對(duì)一類應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 。 PS的包長(zhǎng)可變 ，通常較長(zhǎng)； TS的包長(zhǎng)固定為 188字節(jié) ， 包頭 4個(gè)字節(jié) ， 184個(gè)凈荷字節(jié) 。 MPEG2系統(tǒng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 視頻 PES 音頻 PES 系統(tǒng)規(guī)定的擴(kuò)展 PS復(fù)用 TS復(fù)用 節(jié)目 碼流 PS 傳送 碼流 TS 打 包 器 打 包 器 視頻 編碼 視頻 數(shù)據(jù) 音頻 數(shù)據(jù) 音頻 編碼 視頻 ES 音頻 ES MPEG2系統(tǒng)作用如下： a）對(duì)音頻、視頻、數(shù)據(jù)、控制等基本比特流起系統(tǒng)復(fù)用的作用。 c）給解碼器提供 PSI信息，使之更容易和更迅速的找到所需要的節(jié)目。 乙 ） 視頻基本碼流 (ES)層次結(jié)構(gòu) ： 如附圖所示 。 這種碼是專門預(yù)留的 ， 從來不出現(xiàn)在碼流中 ， 因此可以作為同步識(shí)別用 。 一旦在正確的間隔上發(fā)現(xiàn)有效的起始碼時(shí) ， 解碼就可以重新開始 。在序列頭后面總是跟著包含附加數(shù)據(jù)的序列擴(kuò)展數(shù)據(jù)。序列層結(jié)束在序列結(jié)束碼 (SEQ EC)。 在起始碼后面是可選的 GOP頭 ， 包括了時(shí)間信息 ， 但這一信息并不是解碼中實(shí)際使用的信息 ， 即便丟失 ， 解碼也可以繼續(xù)進(jìn)行 。 圖像層： 它包括了不同種類編碼的圖像 。 在某些場(chǎng)合下還有 D幀 (D frame： DC Coded Picture)或稱 D圖像 ， 指只使用 DCT數(shù)據(jù)中的 DC分量編碼的圖像 。 每一個(gè)像條包括一定數(shù)量的宏塊 ， 其順序和行掃描順序一致 。 在 MPEGl中 ，像條可以包括多個(gè)宏塊行 ， 但在 MPEG2MP＠ ML中一個(gè)像條必須在同一宏塊行中起始和結(jié)束 。 像條是最低的比特流級(jí)別 ， 即一旦因誤碼失步可以根據(jù)起始碼重新同步 。 宏塊層 ： 像條層下面的是宏塊層 (Macro block)， 宏塊層已是整個(gè)結(jié)構(gòu)的最下層 。 像條的第一個(gè)宏塊中包含了絕對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量值 ， 而其他宏塊包含的是前面宏塊運(yùn)動(dòng)矢量的差值 。 這三種結(jié)構(gòu)為： 4:2:0宏塊；4:2:2宏塊和 4:4:4宏塊 ， 分別包括 6， 8， 16個(gè)像塊 。 像塊層： 在 MPEG2中 ， 塊 “ Block” 可以是 8 8樣值 ， 既可稱為像塊 ， 也可以是 8 8 DCT系數(shù)或重組數(shù)據(jù) ， 這時(shí)應(yīng)稱為系數(shù)塊或數(shù)據(jù)塊 。 如視頻序列實(shí)際上是節(jié)目的隨機(jī)進(jìn)入點(diǎn)；而 GOP則是視頻編輯的隨機(jī)進(jìn)入點(diǎn)；圖像 （ 或幀 ） 是編碼處理的單位；像條是用于同步的單位；宏塊是運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理的單位；像塊則是 DCT處理