mpeg-2簡介及mpeg-2編譯碼
所謂的壓縮，就是找出冗餘內容，再從資料流中除去的技術。如之前所提，mpeg-2的視訊主要是就是利用空間上及時間上冗餘資訊的消除來達到壓縮的效果。圖4及圖5為典型的mpeg-2編解碼器，以下我們將針對其中重要的壓縮技巧做解說。
１. 空間上的冗餘去除
視訊資料的乙個特性是空間冗餘。一般來說，在同一張畫面上必有一些共通特性，也許是色彩上的，也許是幾何上的，或是其它特徵值得到的。所謂的空間冗餘去除，就是要識別出畫面中重要的元素，並移除重複且較無影響的元素的動作。
１．１ 色彩取樣
跟據實驗，人眼對於亮度變化較敏感而對於色度的變化相對的較不 易查覺。依此實驗，mpeg-2採用亮度色度的色彩表示格式，y表示亮度值（luminance），cr及cb表示色度值（chrominance），並 且從降低色度取樣來減少訊號量。mpeg-2中定義了4：2：0、4：2：2及4：4：4取樣格式。4：2：0表示四個y取乙個cr乙個cb；4：2：2 表示四個y取兩個cr兩個cb；而4：4：4表示四個y取四個cr四個cb，即不做任何的採度取樣減少。減少色度取樣可以在盡量降低對視覺的影響下達到較 大的資料縮減效果。
１．２ 離散余弦變換
離散余弦變換是乙個無損的，可逆的數學計算。在用於視訊壓縮 時，它把空間亮度取樣和相應的色度取樣強度資料轉化為空間頻率資料。在mpeg-2的視訊壓縮中，找出存在於視訊中的每張畫面裡的空間冗餘，就是以將圖切 成8x8的區塊（block）後做離散余弦變換來完成的。區塊的色彩值轉換後的離散余弦變換係數依然是乙個8x8的矩陣，左上角的係數稱為dc係數，其餘 稱為ac係數。dc係數往下代表著逐漸增高的垂直空間頻率係數，往右代表看逐漸增高的水平空間頻率係數，其他係數則代表垂直水平空間頻率的不同組合。由於 影象的自然屬性，乙個畫面中通常不會有很密集且大的波動，因此離散余弦變換經常使代表較高空間頻率的離散余弦變換係數的值很小，甚至為零。基本上，離散餘 弦變換並不能減少資料量，但是卻可以將資料轉成較易找尋冗餘的表達型式。
１．３ 量化
除了在4：2：2或4：2：0的色彩取樣過程中丟失了有限數量 的資訊以外，mpeg-2的壓縮能力來自對離散余弦變換係數靈活的量化過程。簡單地講，量化（quantization）就是減少描述各係數的位元數的過 程，亦即將各係數以較粗糙的度量單位描述之。量化的動作主要有兩個功能：一是讓原已很接近零的值盡量變成零，另外則是使得原來非零的係數分布範圍變小，有 助於壓縮。量化是一種破壞性壓縮技巧，量化後的資料再還原時與原來的資料不會全然相同，因此視訊壓縮後失真的程度，主要便取決於量化位階 (quantization scale)的選取。由於人視覺上的特性，高空間頻率的訊號往往不易察覺其變化，因此用較大的位階表示甚至忽略之，對人眼來說亦不會造成多大的差異。
２. 時間上的冗餘去除
２．１動態補償
動態補償（motion compensation，mc）便是基於上述概念所發展出來的一種視訊壓縮技巧。在做動態補償之前，首先將畫面分為16x16的大區塊（macro- block，mb），然後找尋其在參考畫面（reference picture）中近似的大區塊所在位置，並將由目標大區塊到參考大區塊間位置的座標差記錄成動態向量（motion vector）。參考畫面在該畫面之前，稱為向前**（forward prediction）；參考畫面在該畫面之後，稱為向後**（backward prediction）；而參考畫面在該畫面前後都有，稱為雙向**（bi-directionally prediction）。而整個找尋動態向量的過程稱為動態估計（motion estimation），常見的有區塊匹配法（block match method）及遞迴法（recursive method）。
另外，因為**可能不是最佳匹配且目標大區塊與參考大區塊間不一定完全一致，因此還要計算目標大區塊與參考大區塊間畫面訊號的差值，稱為**誤差（prediction error），用以在解碼時做補償之用。最後**誤差再以空間的冗餘去除的壓縮法處理之。
２．２ 畫面壓縮
要**如何壓縮mpeg-2的視訊之前，首先來看看mpeg-2的視訊資料結構，由下而上依序為：
1. 區塊（block）：包含量化後的畫面資料，由8x8的畫素所組成，是離散余弦轉換的最小單位。
2. 大區塊（macroblock）：為乙個16 x 16的大區塊，是色彩取樣、動態估計及動態補償的基本單位。
3. 片段（slice）：由數個大區塊（macro-block）所組成，主要將每張畫面作水平且固定單位的切割。片段以上的各種結構都有訊號同步及錯誤控制能力。
4. 畫面（picture）：由數個片段（slice）所組成，為最主要的編碼單位，主要有三種影像編碼的型態 i、p、b，稍後會有詳細敘述。
5. 畫面群組（group of pictures，gop）：由一張 i 畫面及數張 p 及 b 畫面所組成。在mpeg-2中，畫面群組的總長及p畫面張數是可以動態調整的。
6. 視訊序列（video sequence）：由數個畫面或畫面群組所組成，然而一部影片可以只由乙個視訊序列組成，也可以由數個視訊序列所組成。
MPEG 2簡介及MPEG 2編譯碼 2
概括地說，mpeg 2影象壓縮的原理是利用了影象中的兩種特性 空間相關性和時間相關性。一幀影象內的任何乙個場景都是由若干畫素點構成的，因此乙個 畫素通常與它周圍的某些畫素在亮度和色度上存在一定的關係，這種關係叫作空間相關性 乙個節目中的乙個情節常常由若干幀連續影象組成的影象序列構成，乙個 影象序列中...
MPEG 2簡介及MPEG 2編譯碼 2
概括地說，mpeg 2影象壓縮的原理是利用了影象中的兩種特性 空間相關性和時間相關性。一幀影象內的任何乙個場景都是由若干畫素點構成的，因此乙個 畫素通常與它周圍的某些畫素在亮度和色度上存在一定的關係，這種關係叫作空間相關性 乙個節目中的乙個情節常常由若干幀連續影象組成的影象序列構成，乙個 影象序列中...
MPEG 2簡介及MPEG 2編譯碼 1
mpeg 2簡介及mpeg 2編譯碼 mpeg是活 像專家組 movingpictureexpertsgroup 的縮寫，於1988年成立。目前mpeg已頒布了三個活 像及聲音編 碼的正式國際標準，分別稱為mpeg 1 mpeg 2和mpeg 4，而mpeg 7和mpeg 21都在研究中。mpeg ...