MPEG2与MPEG4在视频编码的简单比较
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MPEG2与MPEG4在视频编码的简单比较  2012/3/1
MPEG2制定于1994年,是建立在MPEG1之上,设计目标是高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。它主要应用在没有色度畸变要求场合的高质量视频,数据速率在1.1Mbps到20Mbps之间。MPEG2能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG2不仅能录制电视节目,而且还是为录制高清晰度的高质量动态图像而开发的,能够存储比MPEG1清晰度更高的动态图像。除了作为DVD的指定标准外,MPEG2还可用于为数字有线电视分配、通过ATM的网络数据库业务、数
MPEG2 制定于1994年,是建立在MPEG1之上,设计目标是高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。它主要应用在没有色度 畸变要求场合的高质量视频,数据速率在1.1Mbps到20Mbps之间。MPEG2能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG2不仅能录制电视节目,而且还是为录制高清晰度的高质量动态图像而开发的,能够存储比MPEG1清晰度更高的动态图像。除了作为DVD的指定标准外,MPEG2还可用于为数字有线电视分配、通过ATM的网络数据库业务、数字VTR应用以及卫星和地面数字广播分配等提供广播级的数字视频。除此之外,在最近迅速增加的拥有电视录像功能的PC,及外置的视频捕获装置中也使用了MPEG2。

从本质上说,MPEG2可以视为是一组MPEG1的最高级编码标准,并设计能向后兼容MPEG1,即每一个MPEG2兼容解码器能对有效的MPEG1比特流进行解码。为了满足多种不同应用的需求,MPEG2将许多视频编码算法综合于单个句法之中;为获得足够的性能和质量,MPEG2还增添了许多新的编码特性。MPEG2具备两种编码模式,一是非可分等级的编码模式,二是可分等级的编码模式。

在非可分等级的编码中,与MPEG1一样,MPEG2是以通用的混合DCT和DPCM编码为基础,加入了宏块结构、运动补偿和帧间预测的编码方式。MPEG2引进了一些新的运动补偿场预测模式,以便有效地对场图像和帧图像加以编码,如,为了支持隔行视频的场图像的场间预测、帧图像的场间预测、用于P帧的双基预测和用于场图像的16x8预测等针对隔行扫描图像的更有效预测编码模式。另外,MPEG2还引入了更高的色信号取样模式。MPEG1中使用4:1:1模式,即色信号的取样无论在水平方向,还是在垂直方向上都是亮度信号样点数的1/2。MPEG2除了4:2:0外,还支持4:2:2和4:4:4模式,前者色信号的样点数在垂直方向上与亮度信号相同,只在水平方向上是亮度信号的1/2;后者的色信号的样点数和亮度信号则完全相同。

除了非可分等级的编码模式外,MPEG2已经对可分级性方法进行了标准化。可分级编码在不同业务之间能提供互操作性,能满足传输频道或存储媒体对带宽的特殊需求,能较灵活地支持具有不同显示功能的各种接收机。有的接收机既没有能力或者也不要求再现视频的全部清晰度,那么就可以只对分层比特流的子集进行解码,以较低的空间或时间清晰度,或者较低的质量,来显示视频图像。可分级编码灵活支持多种清晰度的这一功能对于HDTV跟标准清晰度电视(SDTV)相互配合运作来讲十分重要,保持HDTV接收机应跟SDTV产品相兼容。只要HDTV源进行了可分级编码,就能实现这一兼容性,这就能避免很浪费地将两个单独的比特流分别地传输给HDTV和SDTV接收机。MPEG2已对三种可分级编码方案进行了标准化:SNR可分级性、空间可分级性及时间可分级性——每一种方案的目标在于有助于满足特殊应用的需求。空间可分级性已经开发完成,以便在接收机显示不同的空间清晰度——从基层能够再现空间清晰度较低的视频,这一功能对于许多应用都是有用的,包括对HDTV/TV系统采用嵌入式编码,这样就允许从数字TV业务向具有较高空间清晰度的HDTV业务过渡。空间可分级性能够灵活的支持很宽范围的空间清晰度,但给主要编码方案增添了很大的装置复杂性。SNR可分级性已基本开发成功,对于按优先排列传输媒体来说,SNR可分级性能使视频质量下降时比较缓慢(质量可分级性),如果基层能避免受到传输误差的影响,那么只要对基层信号加以解码,就能获得质量衰减缓慢的视频。用来实现质量缓慢衰减的算法基于一种频率(DCT域)可分级性技术,能够获得极佳的编码效率。在基层,DCT系数在量化步长较大下被量化和发送,以便在低比特率情况下来获取适中的图像质量。非量化DCT系数跟来自基层、量化步长较小的量化系数之间存在差值,而增强层就对这一差值进行编码,加以发送。在解码器,通过对较低层和较高层比特流进行解码,就能再现最高质量的视频信号。利用这一方法,也可能在接收机中获取空间清晰度较低的视频图像。已开发的时间可分级性方法的目的跟空间可分级性的相类似——只要具有一个适用于立体显
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