mpeg1、mpeg2和mpeg4标准对比分析和总结

mpeg1、mpeg2和mpeg4标准对比​

1、编解码流程

详细mpeg1,mpeg2和mpeg4的编解码流程可以参考:

    MPEG-1标准主要采用基于插值的运动补偿预测+DCT+量化+VLC熵编码的技术;MPEG-2标准在MPEG-1的基础上增加了Scan过程并且码流语法中增加了多种extension,以支持更高分辨率和更多码率的编码。MPEG-4标准主要是面向对象的编码以支持应用的交互性操作。MPEG-4解码器分成了纹理解码、运动解码、形状解码、人脸解码等模块,MPEG-4标准中纹理解码模块,在MPEG-2标准基础上在Quant之后增加了对残差系数进行DC/AC预测过程,进一步降低编码冗余。

2、编码码流结构​

    从三种标准的码流分层结构可以看出,MPEG-1和MPEG-2的码流结构非常相似,唯一区别是MPEG-2码流中的Sequence_header后面必须紧跟sequence_extension,否则就是MPEG-1的码流。两者都具有相似的分层结构,从上到下分别包括Sequence、GOP、Picture、Slice、Macroblock和Block,每一层开头都包含一个header,后面紧跟相关数据,每个header的识别都是根据起始码进行判断的。

    MPEG-4标准是面向对象的,因而分层结构也是对象相关的,从上到下分别是Visual Object Sequence(VS)、Video Object(VO)、Video Object Layer (VOL)、Group of Video Object Planes (GOV)和 Video Object Plane (VOP),每一层开头都包含一个header,后面紧跟相关数据,每个header的识别都是根据起始码进行判断的。

    注意:MPEG-4后来的替代标准H.264的码流结构不同于之前的标准,采用的是nal单元的形式,每个nal中包含相应的头数据和编码数据。

3、参考帧

MPEG-1,MPEG2,MPEG4标准中的P帧只能有一帧参考帧(单参考),B帧可以有两帧参考帧;

H.264可以最多有15帧参考帧,一般情况下选择3-5帧作为参考帧。

4、编码码流的句法和语义

由于MPEG-2标准向下兼容MPEG-1,MPEG-1和MPEG-2标准中的大部分语法和语义是相同的,但是MPEG-1标准不包括序列扩展数据、图像扩展数据和用户扩展数据。

MPEG-4标准是面向对象的,其编码码流的句法和语义与MPEG-1和MPEG-2差异比较大。

5、支持特性对比

MPEG-1支持的特性:(标准I.6)

随机访问

快进或快退(快速搜索)

回放

错误鲁棒性

编辑

MPEG-2支持的特性:(标准Annex D)

支持更高的分辨率和码率:

MPEG-1: 最高大约1.5Mbps

MPEG-2:3Mbps~100Mbps

MPEG-1支持SIF(352x240 for NTSC,352x288 for PAL)格式和CPS(Constrained Parameter Set)中的其他分辨率;

MPEG-2标准支持更高的分辨率,比如D1,720P等。

支持逐行编码和隔行编码;

支持不同的色度采样格式(4:2:0,4:2:2,4:4:4);

支持很大范围内的图像质量。

支持随机访问

快进和快速回放

编辑

支持解码MPEG-1码流

错误复原

MPEG-4支持的特性:(标准 Annex E)

错误复原:GOB重同步、数据分割、可逆VLC

复杂度估计

6、编解码模块细节对比