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MPEG-2技术规范中的分级与分类

浏览:4143  来源:通信人在线  日期:2007-06-10
 

为满足高比特率、高质量的视频应用,MPEG委员会又在1994年发布了MPEG-2标准(ISO/IEC13818,也为ITU-T H.262标准)。MPEG2的技术特点主要有以下方面。

1)真正的国际标准,保持了向后兼容性及互操作性。

2)支持隔行/逐行扫描的视频信号。

3)利用运动矢量进行预测的情况更加多样。

4)音频信息处理功能更强(8个声道、环绕立体声、多种取样频率)。

5)是可伸缩的(scalable),提供了很大的应用范围。特别是高型(High Profile),使用分层编码、可伸缩解码,适用于HDTV领域。

6)是可传输的(transportable),包含了各种有力的data movement mechanisms,数据流结构更适合于在ATM数字网上传输和分发。

MPEG-2视频编码标准是一个分等级的系列,按编码图像的分辨率分成四个“级(Levels)”,详见下表1;按所使用的编码工具的集合分成五个“类(Profiles)”,其类别名称及含义详见下表2。“级”与“类”的若干组合构成MPEG-2视频编码标准在某种特定应用下的子集,对某一输入格式的图像,采用特定集合的压缩编码工具,产生规定速率范围内的编码流。

1MPEG-2技术规范依据源图像分辨率的分级

2MPEG-2技术规范依据编码方法的分类 

我们知道,当前模拟电视存在着PALNTSCSECAM三大制式并存的问题,因此,数字电视的输入格式标准试图将这三种制式统一起来,形成一种统一的数字演播室标准,这个标准就是CCIR601,现称ITU-R Rec.BT601标准。MPEG-2中的四个输入图像格式“级”都是基于这个标准的。低级Low Level类似H.261中的CIF格式的输入格式,其像素是ITU-R Rec.BT601格式的1/4,即352×240×30(代表图像帧频为每秒30帧,每帧图像的有效扫描行数为240行,每行的有效像素为352个),或352×288×25。低级之上的主级Main Level相当于普通电视,其输入图像格式完全符合ITU-R Rec.BT601格式,主级之上为HDTV范围,基本上为ITU-R Rec.BT601格式的4倍,其中1440高级High-1440Level)的图像宽高比为4∶3高级(High Level)的图像宽高比为16∶9

MPEG-2的五个“类”中,较高的“类”意味着采用较多的编码工具集,对编码图像进行更精细的处理,在相同比特率下将得到较好的图像质量,当然实现的代价也较大。较高类编码除使用较低类的编码工具外,还使用了一些较低类没有使用的附加工具。因此,较高类的解码器除能解码用本类方法编码的图像外,也能解码用较低类方法编码的图像,即MPEG-2的“类”之间具有后向兼容性。简单类Simple Profile)使用最少的编码工具。不用B帧,这是为了节约RAM主类Main Profile)除使用所有简单类的编码工具外,还加入了一种双向预测的方法。图像质量合乎一定要求,允许有一定损伤,不具有可分级性。信噪比可分级类SNR Scalable Profile)和空间可分级类Spatially Scalable Profile)提供了一种多级广播的方式,将图像的编码信息分为基本信息层和一个或多个次要信息层。基本信息层包含对图像解码至关重要的信息,解码器根据基本信息即可进行解码,但图像的质量较差。次要信息层中包含图像的细节。广播时对基本信息层加以较强的保护,使其具有较强的抗干扰能力。这样,在距离较近,接收条件较好的情况下,可以同时收到基本信息和次要信息,恢复出高质量的图像;而在距离较远,接收条件较差的条件下,仍能收到基本信息,恢复出图像,不至造成解码中断。高级类High Profile)实际上应用于比特率更高,要求更高的图像质量时,此外,前四个类在处理YUV时是逐行顺序处理色差信号的,高级类中还提供同时处理色差信号的可能性。 

MPEG-2格式经常用级和类的缩写表示,如表3所示(表中给出了相应组合的最大码速),目前的标准数字电视采用的是MP@ML主类和主级,而HDTV采用的是MP@HL主类和高级。

3MPEG-2格式中的级和类

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