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数字图像与视频压缩 编码标准 张亚飞 信息工程教研室 2012-2013学年第2学期 1 MPEG-1标准 MPEG-1标准 MPEG-1是针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存 储媒体运动图像及其伴音编码的国际标准，于 1992年发布 与H.26X 系列标准单纯对视频进行压缩编码不同， MPEG标准最主要的三个部分是视频、音频和系 统，是一个完整的多媒体压缩方案 2 MPEG-1标准 MPEG-1的五个部分 第一部分：MPEG-1 系统。主要描述如何将符合 该标准的视频和音频的一路或多路数据流与定时 信息相结合，形成单一的复合流 第二部分：MPEG-1视频。描述视频的编码方法 第三部分：MPEG-1音频。描述高质量音频的编 码表示和高质量音频信号的解码方法 第四部分：一致性。描述测试一个编码码流是否 符合MPEG-1码流的方法 第五部分：参考软件 3 MPEG-1标准 MPEG-1的主要贡献 由于1.5Mbps的速率接近于CD-ROM播放器的数 据存取速度，因而大量的多媒体信息能以MPEG- 1的格式存储在CD-ROM上，使得CD-ROM可以 从单纯的数据信息存储转为以视频为主的多媒体 信息存储，解决了多媒体信息的数字存储问题并 形成了一个制作各种影像的VCD产业 具有方便的交互性能，使得用户能很容易实现交 互操作，如快进、快退、随机读取信息，在质量 不下降的前提下，随机存取时间大约是0.5s左右 4 MPEG-1标准 MPEG-1视频- 图像格式 处理的对象是逐行扫描视频 输入视频首先被转换成源输入格式SIF(Source Input Format ） SIF亮度分量Y：NTSC制为352*240,每秒30帧； 对于PAL制为352*288,每秒25帧 SIF是一种用于数字视频的存储和传输的视频格 式，常用于VCD （MPEG-1视频编码）、DVD （MPEG-2的视频编码）和某些视频会议系统中 采样格式4:2:0 5 MPEG-1标准 MPEG-1视频- 图像类型 I-帧（节点编码图像，intra coded picture ），相 当于一个固定影像，且独立于其它的图像类型。 每个图像群组由此类型的图像开始。编码时独立 编码，仅适用帧内编码技术，因而解码时不参考 其他帧，类似JPEG编码 P-帧（预测编码图像，predictive coded picture ） 包含来自先前的I 或P-帧的差异信息。编码时使 用运动补偿和运动估计，参考之前的I-帧或者P-帧 去预测当前的P帧 6 MPEG-1标准 MPEG-1视频- 图像类型 B-帧（双向预测编码图像，bidirect