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MPEG1、MPEG2圖像壓縮

2010年01月07日 10:13 www.1cnz.cn 作者:佚名 用戶評論(0

MPEG1、MPEG2圖像壓縮
MPEG-1

??? MPEG-1制定于1992年,為工業級標準而設計,它可針對SIF標準分辨率(對于NTSC制為352X240;對于PAL制為352X288)的圖像進行壓縮,傳輸速率為1.5Mbits/sec,每秒播放30幀,具有CD(指激光唱盤)音質,質量級別基本與VHS相當。MPEG的編碼速率最高可達4-? 5Mbits/sec,但隨著速率的提高,其解碼后的圖象質量有所降低。
MPEG-1也被用于數字電話網絡上的視頻傳輸,如非對稱數字用戶線路(ADSL),視頻點播(VOD),以及教育網絡等。同時,MPEG-1也可被用做記錄媒體或是在INTERNET上傳輸音頻

??? MPEG1曾經是VCD的主要壓縮標準,是目前實時視頻壓縮的主流,可適用于不同帶寬的設備,如CD-ROM、Video-CD、CD-I。與M-JPEG技術相比較,在實時壓縮、每幀數據量、處理速度上均有顯著的提高。MPEG1可以滿足多達16路以上25幀/秒的壓縮速度,在500kbit/s的壓縮碼流和352像素×288行的清晰度下,每幀大小僅為2k。若從VCD到超級VCD到DVD的不同格式來看,MPEG1的352 ×288格式,MPEG2可有576×352、704 ×576等,用于CDROM上存儲同步和彩色運動標視頻信號,旨在達到VCR(模擬式磁帶錄放機Video Cassette Recorder;VCR)質量,其視頻壓縮率為26:1。MPEG1可使圖像在空間軸上最多壓縮1/38,在時間軸上對相對變化較小的數據最多壓縮1/5。MPEG1壓縮后的數據傳輸率為1.5Mbps,壓縮后的源輸入格式SIF(Source Input Format),分辨率為352像素×288行(PAL制),亮度信號的分辨率為360×240,色度信號的分辨率為180×120,每秒30幀。MPEG1對色差分量采用4:1:1的二次采樣率。MPEG1、MPEG2是傳送一張張不同動作的局部畫面。在實現方式上,MPEG1可以借助于現有的解碼芯片來完成,而不像M-JPEG那樣過多依賴于主機的CPU。與軟件壓縮相比,硬件壓縮可以節省計算機資源,降低系統成本。

??? 但也存在著諸多不足。一是壓縮比還不夠大,在多路監控情況下,錄像所要求的磁盤空間過大。尤其當DVR主機超過8路時,為了保存一個月的存儲量,通常需要10個80G硬盤,或更多,硬盤投資大,而由此引起的硬盤故障和維護更是叫人頭疼。二是圖像清晰度還不夠高。由于MPEG1最大清晰度僅為352 X 288,考慮到容量、模擬數字量化損失等其它因素,回放清晰度不高,這也是市場反應的主要問題。三是對傳輸圖像的帶寬有一定的要求,不適合網絡傳輸,尤其是在常用的低帶寬網絡上無法實現遠程多路視頻傳送。四是MPEG1的錄像幀數固定為每秒25幀,不能丟幀錄像,使用靈活性較差。從目前廣泛采用的壓縮芯片來看,也缺乏有效的調控手段,例如關鍵幀設定、取樣區域設定等等,造成在保安監控領域應用不適合,造價也高。

??? 總體看來M-JPEG與MPEG1由于技術成熟,是目前DVR市場的主流技術,但兩者的致命弱點就是硬盤耗費量大,且不能同時滿足保安與實時錄像場合的需要。

MPEG-2???

??? MPEG-2制定于1994年,設計目標是高級工業標準的圖象質量以及更高的傳輸率。MPEG-2所能提供的傳輸率在3-10Mbits/sec間,其在NTSC制式下的分辨率可達720X486,MPEG-2也可提供并能夠提供廣播級的視像和CD級的音質。MPEG-2的音頻編碼可提供左右中及兩個環繞聲道,以及一個加重低音聲道,和多達7個伴音聲道(DVD可有8種語言配音的原因)。由于MPEG-2在設計時的巧妙處理,使得大多數MPEG-2解碼器也可播放MPEG-1格式的數據,如VCD。

??? 同時,由于MPEG-2的出色性能表現,已能適用于HDTV,使得原打算為HDTV設計的MPEG-3,還沒出世就被拋棄了。(MPEG-3要求傳輸速率在20Mbits/sev-40Mbits/sec間,但這將使畫面有輕度扭曲)。而現在網絡上大行其道的數字音樂格式 MP3并不是MPEG3,而是MPEG1的第三層 (MPEG1 Layer3) 。除了作為DVD的指定標準外,MPEG-2還可用于為廣播,有線電視網,電纜網絡以及衛星直播 (Direct Broadcast Satellite) 提供廣播級的數字視頻。

??? MPEG-2的另一特點是,其可提供一個較廣的范圍改變壓縮比,以適應不同畫面質量,存儲容量,以及帶寬的要求。

??? 對于最終用戶來說,由于現存電視機分辨率限制,MPEG-2所帶來的高清晰度畫面質量(如DVD畫面)在電視上效果并不明顯,到是其音頻特性(如加重低音,多伴音聲道等)更引人注目。

??? MPEG2是DVD的壓縮標準,對每秒30幀的720×576分辨率的視頻信號進行壓縮,適用于計算機顯示質量的圖像,壓縮后的數據率為6Mbps,它將視頻節目中的視頻、音頻、數據內容等組成部分復合成單一的比特流,以便在網上傳送或者在存儲設備中存放的壓縮。在DVR產品中只有少量采用MPEG2壓縮標準。

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