2024年3月9日发(作者：)

(完整word版)MPEG4压缩编码算法简介

MPEG4压缩编码算法简介

视频压缩：

MPEG4视频压缩编码后包括三种元素：I帧（I-frames）、P帧（P-frames）和B帧（B-frames）。在MPEG编码的

过程中，部分视频帧序列压缩成为I帧；部分压缩成P帧；还有部分压缩成B帧。I帧法是帧内压缩法，也称为“关键帧”

压缩法。I帧法是基于离散余弦变换DCT（ Discrete Cosine Transform ）的压缩技术，这种算法与JPEG压缩算法类似。

采用I帧压缩可达到1/6的压缩比而无明显的压缩痕迹。

在保证图像质量的前提下实现高压缩的压缩算法，仅靠帧内压缩是不能实现的，MPEG采用了帧间和帧内相结合的压缩算

法。 P帧法是一种前向预测算法，它考虑相邻帧之间的相同信息或数据，也即考虑运动的特性进行帧间压缩。P帧法是根据

本帧与相邻的前一帧（I帧或P帧）的不同点来压缩本帧数据。采取P帧和I帧联合压缩的方法可达到更高的压缩且无明显

的压缩痕迹。

然而，只有采用B帧压缩才能达到200：1的高压缩。B帧法是双向预测的帧间压缩算法。当把一帧压缩成B帧时，它根

据相邻的前一帧、本帧以及后一帧数据的不同点来压缩本帧，也即仅记录本帧与前后帧的差值。B帧数据只有I帧数据的百

分之十五、P帧数据的百分之五十以下。

MPEG标准采用类似4：2：2的采用格式，压缩后亮度信号的分辨率为352×240，两个色度信号分辨率均为176×120，

这两种不同分辨率信息的帧率都是每秒30帧。其编码的基本方法是在单位时间内，首先采集并压缩第一帧的图像为I帧。

然后对于其后的各帧，在对单帧图像进行有效压缩的基础上，只存储其相对于前后帧发生变化的部分。帧间压缩的过程中也

常间隔采用帧内压缩法，由于帧内（关键帧）的压缩不基于前一帧，一般每隔15帧设一关键帧，这样可以减少相关前一帧

压缩的误差积累。MPEG编码器首先要决定压缩当前帧为I帧或P帧或B帧，然后采用相应的算法对其进行压缩。一个视频

序列经MPEG全编码压缩后可能的格式为：

压缩成B帧或P帧要比压缩成I帧需要多得多的计算处理时间。有的编码器不具备B帧甚至P帧的压缩功能，显然其压

缩效果不会很好。

音频压缩：

MPEG提供三种音频压缩编码的等级，分别为I，II和III级（Level I、Level II、Level III）。I级最简单，其目标是压缩

后每声道位数据率为192Kb/s。II级比I级精度高一些，压缩后每声道位数据率为128Kb/s。III级增加了不定长编码、霍夫

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曼编码等一些先进的算法，可获得非常低的数据率和较高的保真度，压缩后每声道的位数据率为64Kb/s。如果要获得每声

道64Kb/s的数据率，采用III级编码比采样II级编码的保真度好；要获得每声道128Kb/s的数据率，采用III级和II级编码

的效果类似，但III级和II级都比I级的效果好。每声道128Kb/s的数据率或双声道256Kb/s的数据率可以提供优质的保真

度，因此采用II级压缩编码对高保真、立体声音频足矣。