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MPEG-2的编码码流

生活百科MPEG

序列指构成某路节目的图像序列，序列起始码后的序列头中包含了图像尺寸，宽高比，图像速率等信息 。序列扩展中包含了一些附加数据 。为保证能随时进入图像序列，序列头是重复发送的 。
序列层下是图像组层，一个图像组由相互间有预测和生成关系的一组I、P、B图像构成，但头一帧图像总是I帧 。GOP头中包含了时间信息 。
图像组层下是图像层，分为I、P、B三类 。PIC头中包含了图像编码的类型和时间参考信息 。
图像层下是像条层，一个像条包括一定数量的宏块，其顺序与扫描顺序一致 。MP@ML中一个像条必须在同一宏块行内 。
像条层下是宏块层 。MPEG-2中定义了三种宏块结构：4:2:0宏块4:2:2宏块和4:4:4宏块，分别代表构成一个宏块的亮度像块和色差像块的数量关系 。
4:2:0宏块中包含四个亮度像块，一个Cb色差像块和一个Cr色差像块；4:2:2宏块中包含四个亮度像块，二个Cb色差像块和二个Cr色差像块；4:4:4宏块中包含四个亮度像块，四个Cb色差像块和四个Cr色差像块 。这三种宏块结构实际上对应于三种亮度和色度的抽样方式 。在进行视频编码前，分量信号R、G、B被变换为亮度信号Y和色差信号Cb、Cr的形式 。4:2:2格式中亮度信号的抽样频率为13.5MHz，两个色差信号的抽样频率均为6.75MHz，这样空间的抽样结构中亮度信号为每帧720x576样值，Cb，Cr都为360x576样值，即每行中每隔一个像素对色差信号抽一次样，如图3所示，○代表Y信号的抽样点，×代表Cb，Cr信号的抽样点 。
4:4:4格式中，亮度和色差信号的抽样频率都是13.5MHz，因此空间的抽样结构中亮度和色差信号都为每帧720x576样值 。而4:2:0格式中，亮度信号的抽样频率13.5MHz，空间的抽样结构中亮度信号为每帧720x576样值，Cb，Cr都为360x288样值，即每隔一行对两个色差信号抽一次样，每抽样行中每隔一个像素对两个色差信号抽一次样 。
通过上述分析不难计算出，4:2:0格式中，每四个Y信号的像块空间内的Cb，Cr样值分别构成一个Cb，Cr像块；4:2:2格式中，每四个Y信号的像块空间内的Cb，Cr样值分别构成两个Cb，Cr像块；而4:4:4格式中，每四个Y信号的像块空间内的Cb，Cr样值分别构成四个Cb，Cr像块 。相应的宏块结构正是以此基础构成的 。
宏块层之下是像块层，像块是MPEG-2码流的最底层，是DCT变换的基本单元 。MP@ML中一个像块由8x8个抽样值构成，同一像块内的抽样值必须全部是Y信号样值，或全部是Cb信号样值，或全部是Cr信号样值 。另外，像块也用于表示8x8个抽样值经DCT变换后所生成的8x8个DCT系数 。
在帧内编码的情况下，编码图像仅经过DCT，量化器和比特流编码器即生成编码比特流，而不经过预测环处理 。DCT直接应用于原始的图像数据 。
在帧间编码的情况下，原始图像首先与帧存储器中的预测图像进行比较，计算出运动矢量，由此运动矢量和参考帧生成原始图像的预测图像 。而后，将原始图像与预测像素差值所生成的差分图像数据进行DCT变换，再经过量化器和比特流编码器生成输出的编码比特流 。
可见，帧内编码与帧间编码流程的区别在于是否经过预测环的处理 。

MPEG-2的编码码流

文章插图
【MPEG-2的编码码流】

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