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各种运动图像压缩标准之比较　 作者：徐义民文章摘要:现今，图像压缩方面的标准主要有MPEG系列（MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4和计划中的MPEG-7压缩标准）,以及H.26X系列(H.261,H.263)和静止图像压缩标准JPEG,本文主要就各标准的内容和创新之处，以及它们相互之间的关系进行讨论，着重讨论新制定出来的MPEG-4图像压缩编码标准。　　关键词　活动图像专家组,静止图像专家组,视频对象,离散余弦变换各种运动图像压缩标准之比较　 一、运动图像的压缩　　信息与数据是两个完全不同的概念。信息是对发生事件的抽象描述,而数据是在确定了描述方法后对事件的具体描述记录。显然,对同一个信息,若使用的描述方法不同,则形成记录的数据量可能完全不同。我们总是希望用最小数据量的方法对给定信息进行描述和表达。而数据压缩的目的,就是用尽可能少的数据来表达信息,从而节省传输和存储的开销。　　信息的数字化是今后通信产品和消费电子产品的基础技术。在对图像和语音等媒体上的信息进行数字化的过程中,由于数据中存在着很多冗余,所以,必须压缩后再进行存储和传输。经验表明,实用化的压缩方法可以将运动图像数据压缩30倍而不失真。　　数字影像的出现，得益于两项技术的发展：光碟存储技术和影像数字压缩技术。比如，NTSC制式的电视图像以大约640×480的分辨率、24bits／像素、每秒30帧的质量传输时，其数据传输率达28Mbit／s，20秒的未压缩视频图像将占用560Mbit的存储空间，相当于一张CD－ROM光盘只能储存20秒钟的未压缩电视节目。显然这样的要求对普通个人用户来讲是难以接受的，在实现上成本也是非常高昂。所以，视频图像的压缩编码方法就应运而生了。　　1980年以来,国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)和国际电信联盟(ITU)下属的国际电报电话咨询委员会(CCITT)陆续完成了各种数据压缩与通信的标准和建议,如面向静止图像压缩的CCITT T.81及ISO 10918(JPEG)标准,在运动图像方面用于视频会议的CCITT H.261(Px64)标准、用于可视电话的CCITT H.263标准、用于VCD的ISO 　　11172(MPEG-1)及用于广播电视和DVD的ISO/IEC 13818(MPEG-2)标准。近来正在讨论适用于低传输速率的MPEG-4方案。　　MPEG是Moving Picture Expert Group(运动图像专家组)的缩写, 即所谓ISO11172,该专家组成立于1988年,大约有300名专家,分为10个组进行工作。MPEG-1和MPEG-2是该专家组通过的两个标准，适用于不同带宽和数字影像质量的要求。MPEG-2是由ISO和IEC于1994年11月定义并公布的标准,其全称为运动图像及其伴音的编码。DVB是欧洲电信标准ETS 300 421,其根据应用对象的不同又分为DVB-S、DVB-C和DVB-T,分别针对卫星数字广播、有线数字广播及地面数字广播。对于这些标准和建议,世界上主要工业国家的政府机构都十分重视。1993年下半年,美国高级电视联盟(ATVGrandAlliance)和欧洲数字视频广播计划(Digital Video Broadcast Project)先后决定将MPEG-2用于自己的高分辨率电视(HDTV)广播中;日本邮政省数字广播研究组在1994年1月发表的阶段性研究报告中也建议采用OFEM传输方式和MPEG-2压缩技术。总的来说，MPEG优于其他影像压缩缩方案的地方是：具有很好的兼容性、压缩比最高可达200:1、数据的损失小。 二、MPEG－1　　技术特点：MPEG－1制定于1992年，可适用于不同带宽的设备，如CD－ROM、Video－CD、CD－i。它的目的是把221Mbit／s的NTSC图像压缩到1.2Mbit／s，压缩率为200∶1。这是图像压缩的工业认可标准。它可针对SIF标准分辨率(对于NTSC制为352×240；对于PAL制为352×288)的图像进行压缩，传输速率为1.5Mbits／s，每秒播放30帧，具有CD音质，质量级别基本与VHS（广播级录像带）相当。MPEG的编码速率最高可达4－5Mbits／s，但随着速率的提高，其解码后的图像质量有所降低。　　应用范围：应用 MPEG－1 技术最成功的产品非 VCD 莫属了，VCD作为价格低廉的影像播放设备，得到广泛的应用和普及。MPEG－1也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路(ADSL)，视频点播(VOD)，以及教育网络等。 三、MPEG－2　　技术特点：MPEG－2制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。MPEG－2所能提供的传输率在3MB－10MB／