运动图像压缩编码标准MPEG

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第961页（1275字）

国标标准化组织于1992年制定了运动图像数据压缩编码的标准ISO CD11172，简称MPEG。它包括三部分：①MPEG视频(止限1．5Mbps)；②MPEG音频(64．2Kbps和19．2Kbps)；③MPEG系统(音频和视频的同步)。

由于运动图像的视频和音频需要同步，所以MPEG压缩算法就应该对两者联合考虑，最后产生一个电视质量的视频和音频压缩形式的位速率约为1．5Mbps的MPEG单一位流。图6．2．5－1为MPEG解码过程。

图6．2．5－1 MPEG解码过程

MPEG视频压缩算法采用两个基本技术：运动补偿预测编码和插补编码及变换域(DCT)的压缩。设计MPEG算法本身面临的一个矛盾是：一方面仅靠帧内编码无法达到在保证画面质量前提下又能满足高压缩比；另一方面要满足随机访问条件的最好算法又是帧内编码。因此为了解决这个潜在的矛盾，即获得高压缩比又满足随机访问这两个要求，MPEG采取了预测和插值两种帧间编码技术。在MPEG中DCT不仅用于帧内压缩，而且对于帧间预测误差再作DCT变换，可减少空域冗余，以达到进一步压缩的目的

MPEG标准是一个通用标准，既考虑了应用要求，又独立于具体应用之上。其假定前提是，对于带宽为1．5Mbps的位流，能够获得可接受的图像质量。MPEG说明了应用压缩技术的约束条件并设计出适用的压缩算法。

MPEG应用的数字存储媒体包括：光盘(CD－POM)，数字录音带(DAT)，磁盘，可写光盘，通信网络如综合服务数字网(ISDN)、局域网(LAN)等。

视频压缩算法必须有与存储相适应的性质，即能够随机访问、快进／快退检索、倒放、音像同步、有容错能力，延时控制在150ms之内，有可编辑性以及灵活的视频窗口格式。实现这些特性对各种应用十分重要，因而也就变成了MPEG视频压缩算法的要求和特点。

运动视频图像压缩技术标准化具有非常重要的意义。因为该技术不仅用于多媒体技术，而且在计算机工业、电信工业、音像工业及家用电器工业中被广泛地应用。只有实现标准化，才能带动集成电路的大批量生产，才能大幅度的降低成本，才能真正解决兼容性问题，真正成为通用性的设备。

目前市场上用的1992年推出的视频信号伴音信号被压缩成1．5Mbps的位流，已被证明可行，并且成本不算太高。下一步的工作是数字存储媒体上的10Mbps视频压缩算法的研究的标准化。表6．2．5－1为MPEG视频约束参数集。

表6．2．5－1 MPEG视频约束参数集中的参数