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MPEG-1

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MPEG-1MPEG组织制定的第一个视频音频有损压缩标准,也是最早推出及应用在市场上的MPEG技术,其原来主要目标是在CD光盘上记录影像,后来被广泛应用在VCD光盘。视频压缩算法于1990年定义完成。1992年底,MPEG-1正式被批准成为国际标准。

MPEG-1概述[编辑]

MPEG-1是为CD光盘介质定制的视频和音频压缩格式。一张70分钟的CD光盘传输速率大约在1.4Mbps。而MPEG-1采用了块方式的运动补偿离散余弦变换DCT)、量化等技术,并为1.2Mbps传输速率进行了优化。MPEG-1随后被Video CD采用作为核心技术。VCD的解析度只有约352×240,并使用固定的比特率(1.15Mbps),因此在播放快速动作的视频时,由于数据量不足,令压缩时宏区块无法全面调整,结果使视频画面出现模糊的方块。因此MPEG-1的输出质量大约和传统录像机VCR相当,这也许是Video CD在发达国家未获成功的原因。MPEG-1音频分三代,其中最著名的第三代协议被称为MPEG-1 Layer 3,简称MP3,目前已经成为广泛流传的音频压缩技术。MPEG-1音频技术在每一代之间,在保留相同的输出质量之外,压缩率都比上一代高。第一代协议MP1被应用在LD作为记录数字音频以及飞利浦公司的DGC上;而第二代协议MP2后来被应用于欧洲版的DVD音频层之一。

MPEG-1具有以下特点:

技术细节[编辑]

输入视频格式[编辑]

MPEG-1规定了以下几个参数限制:

  • 最大像素数/行:768
  • 最大行数/影格:576
  • 最大影格/秒:30
  • 最大宏块/影格:396
  • 最大宏块/秒:9900
  • 最大位元率:1 856 000bps
  • 最大解码缓冲区尺寸:327680bit。

数据结构和压缩模式[编辑]

MPEG-1可以按照分层的概念来理解,一个MPEG-1视频序列,包含多个GOP,每个GOP包含多个,每个包含多个slice

影格是MPEG-1的一个重要基本元素,一个影格就是一个完整的显示图像。影格的种类有四种:

  • I-圖像/影格(節點編碼圖像,intra coded picture)參考圖像,相當於一個固定影像,且獨立於其它的圖像類型。每個圖像群組由此類型的圖像開始。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-圖像/影格(預測編碼圖像,predictive coded picture)包含來自先前的 I 或 P-畫格的差異資訊。编码时使用运动补偿运动估计,採用前向估计,参考之前的I-帧或者P-帧去預測該P格。
  • B-圖像/影格(前後預測編碼圖像,bidirectionally predictive coded pictures)包含來自先前和/或之後的 I 或 P-畫格的差異資訊。编码也使用运动补偿运动估计,預估採用前向估计后向估计或是双向估计,主要参考前面的或者后面的I格或者P格。
  • D-圖像/影格(指示編碼圖像,DC direct coded picture)用於快速進帶。仅由DC直流分量构造的图像,可在低比特率的时候做浏览用。实际编码中很少使用。

影格内编码模式[编辑]

影格间编码模式[编辑]

音频编码[编辑]

Reference: ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (June 1996)

参见[编辑]