运动图像国际压缩标准MPEG

MPEG系列



MPEG-1：ISO/IEC 11172 MPEG-2：ISO/IEC 13818 MPEG-4：ISO/IEC 14496 MPEG-7：ISO/IEC 15938 MPEG-21：ISO/IEC 21000
组成


video coding audio coding system definition
MPEG标准文件的创建过程

工作文件(Working Draft，WD)
- 工作组(Working Group，WG)准备的工作文件

委员会草案(Committee Draft，CD)
- 从工作组WG准备好的工作文件WD提升上来的文件。这是 ISO文档的最初形式，由ISO内部正式调查研究和投票表决
MPEG


国际标准化组织(International Organization for Standardization，ISO)和国际电工委员 会(International Electro-technical Commission，IEC)联合成立ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，负责开发电视图像数据 和声音数据的编码、解码和它们的同步等标 准 MPEG标准主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和 正在制定的MPEG-7等。

color subsampling 14 different pixel aspect ratios
- 1:1 - 16:9 - 4:3

refresh frequency
- 23.976Hz, 24Hz, 25Hz, 29.97Hz, 30Hz, 50Hz, 59.94Hz, and 60Hz
- which describes the combination of individual data streams into a common stream.
2 视频编码

An image must consist of three components.
- luminance Y - two color difference signals Cr and Cb

国际标准草案(Draft International Standard，DIS)
- 投票成员国对CD的内容和说明满意之后由委员会草案CD 提升上来的文件

国际标准(International 来自百度文库tandard，IS)
- 由投票成员国、ISO的其他部门和其他委员会投票通过之 后出版发布的文件



I P B D



I帧(帧内图像intra frame),是对整幅图像采用JPEG编 码的图像，是一个独立的帧，其信息由自身画面决 定，不需要参照其他画面而产生，是P图和B图的参 考图。 P图（前向预测帧Predicted Picture）,参照前一幅 I或P图像做运动补偿编码。 B图像(双向预测 Bidirectional Prediction)，它 参照前一幅和后一幅I或P图像做双向运动补偿编码。
运动图像国际压缩标准MPEG
2005年fall
1 概述


MPEG(Motion Picture Experts Group)是运动 图像专家小组的英文缩写。这是一个为视频压 缩开发制造与平台独立标准的全球性组织。 MPEG的活动始于1988年。 JPEG和MPEG都是在ISO领导下的专家小组，其 成员也有很大的交叠。JPEG的目标集中于静止 图像压缩，而MPEG的目标是针对活动图像的数 据压缩，但静止图像与活动图像有密切关系。
宏块


获得高速压缩的关键是去掉尽可能多的冗余，在静 止图像压缩方面，MPEG和JPEG算法几乎是一样的。 首先把图像转换成YUV空间。Y分量被划分成1616的 小块，U及V分量被划分成88；然后，把1616亮度 块再划分成4个88块，这样88块就可以进行DCT变 换。 由一个1616像素的亮度信息和两个88像素的色度 信息组成的块称为宏块。一幅静态图像就是由许多 这样的宏块组成。对于分辨率为352240的NTSC制式 的一幅图像，有2215=330个宏块组成。对于分辨率 是352288的PAL制式的一幅图像，有2218=396个宏 块组成。
Y
U
V
两个色度块（U，V） 4个88的亮度块
宏块的组成

efficient coding
- temporal redundancies of successive images

random access
- images are coded individually.

MPEG supports four types of image coding.


An MPEG macro block is partitioned into 16×16 pixels for the luminance component and 8×8 pixels for each of the two chrominance components. A macro block is formed of six blocks of 8×8 pixels: first four blocks for the luminance component then the two chrominance blocks.
MPEG的第一个成果MPEG-1于1992年推出，是VCD的基础。 由于有限的352×288像素分辨率，MPEG-1只适用于家 庭环境，获得的视频质量及数据率相当低。 1995推出MPEG-2。720×576的像素以及更高的分辨率 大大提高了视频质量。 1999年12月发布了MPEG-4。 MPEG-7为多媒体内容描述接口标准。 从MPEG组织成立至今，其任务和方向都发生了很多变 化。MPEG-1和MPEG-2已经是成熟的编码标准，现在的 热点主要集中在MPEG-4 和 MPEG-7上。
I frames (intra coded pictures)



coded without using information about other frames (intraframe coding). An I frame is treated as a still image. Here MPEG falls back on the results of JPEG. Unlike JPEG, real-time compression must be possible. The compression rate is thus the lowest within MPEG. I frames form the anchors for random access.