三、MPEG-2的應(yīng)用

    MPEG-2基本上可滿足廣播電視系統(tǒng)的大多數(shù)需要，如：適合于隔行和逐行掃描圖像；4：2：0和4：2：2圖像取樣；理論上高達(dá)16000像素×16000行的多種圖像分解力和廣播中常用的場頻、幀頻；編碼的可分層特點(diǎn)可使SDTV或LDTV解碼器從較高級(jí)HDTV的數(shù)據(jù)流中抽取所需要的信息。為了適應(yīng)不同場合對(duì)編碼方法、操作模式、性能價(jià)格比的不同需要，在1993年3月悉尼會(huì)議上和7月的紐約會(huì)議上，基本上確定了表5所示的MPEG-2的型與級(jí)規(guī)范。“型”是全部編碼方法的1個(gè)子集，按壓縮編碼算法的復(fù)雜度大小，在表5中，由右向左定義了6個(gè)子集；“級(jí)”是依照型的編碼參數(shù)所受到的不同限制，按照?qǐng)D像分辨率的高低，在表5中，由上到下定義了4個(gè)等級(jí)的像素分解力。顯然，MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)具有廣泛的通用性，為了滿足多種不同應(yīng)用的需要，將多種不同的視頻編碼算法綜合于單個(gè)句法之中。但是，對(duì)于接收端解碼器若要求全部滿足句法中規(guī)定的視頻編碼算法，解碼器的設(shè)計(jì)將變的復(fù)雜而耗費(fèi)，作為1個(gè)普通編碼器不可能也無必要實(shí)現(xiàn)MPEG-2的全部功能 。為此，提出了針對(duì)不同的應(yīng)用，應(yīng)滿足句法中不同部分的要求。

1. MPEG-2的型級(jí)概念

    為適應(yīng)不同場合的需要，MPEG-2引進(jìn)型（Profile）和級(jí)(Level)的概念，為定義句法子集提供了方法。在單個(gè)句法的基礎(chǔ)上，按壓縮編碼算法的復(fù)雜度及不同應(yīng)用，定義了6個(gè)句法子集，每個(gè)句法子集就是1種型。MPEG-2的型有簡單型(SP)、主型(MP)、MPEG-2 4:2:2 型(后增加的)、信噪比可分級(jí)型(SNRP)、空間可分級(jí)型(SSP)、高型(HP)共6種。在同1種型里，需要處理的圖像參數(shù)，如圖像尺寸、幀率、碼率，也有不同。例如，表5的主型中包括4種不同的圖像尺寸和4種有差別的碼率，只有幀率是相同的。為此，MPEG-2還定義了低級(jí)(LL)、主級(jí)(ML)、高1440級(jí)(H14L)、高級(jí)(HL)共4個(gè)級(jí)，以示對(duì)同1個(gè)型內(nèi)不同參數(shù)的區(qū)別。顯然，型定義了數(shù)據(jù)流可分級(jí)性和彩色空間分解力；級(jí)定義了圖像分辨力和每個(gè)型的最大碼率。即，每個(gè)型定義了1組新的算法，如：型的性質(zhì)，彩色格式、有否雙向幀等，不同的組合有不同的算法。在同一型內(nèi)的每個(gè)級(jí)定義了參加運(yùn)算的參數(shù)的取值范圍，如：每幀圖像行數(shù)、每行像素?cái)?shù)、幀率、碼率。由表7可見，與1994年MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)通過時(shí)的MPEG-2的型與級(jí)相比，增加了1個(gè)MPEG-2 422 @ M L。因?yàn)椋琈PEG-2 M P @ M L采用4:2:0色度亞取樣，多版復(fù)制只能到2代，也不符合ITU-R 601標(biāo)準(zhǔn)。采用4:2:2可多代復(fù)制，也符合ITU-R 601標(biāo)準(zhǔn)要求。

    在表5中的空格是不可能出現(xiàn)或尚未出現(xiàn)的組合。從高型到簡單型，其壓縮比由高到低。表5中已經(jīng)定義的型、級(jí)組合，可用型、級(jí)的名稱表示。如，目前最常用的描述符是主型主級(jí)，可以表示為Main Profile @ Main Level ，簡寫為MP @ ML。對(duì)NTSC視頻而言，相當(dāng)于720×480分辨力，幀率30fps，碼率小于15 Mbps。同樣，對(duì)于PAL視頻而言, 相當(dāng)于720×576分辨力，幀率25fps，碼率小于15 Mbps。圖像用于ITU-R 601，如美國采用MP @ ML進(jìn)行衛(wèi)星直播，數(shù)字視盤也多有采用。同理，對(duì)于MP @ HL可用于高級(jí)電視（ATV），如美國HDTV大聯(lián)盟(GA)采用MP @ HL的指標(biāo)；對(duì)于MP @ H14L可用于HDTV；歐洲的實(shí)驗(yàn)HDTV采用了SSP @ H14L；對(duì)于MP @ LL可用于視頻電話或電視會(huì)議。