MPEG-2是标请数字电褪普遍应m的压缩编码尺度，该尺度是MPEG工作组(Moving Picmre Experts Group)继MPEG-1以VCD和MP3等MPEG-1产物成功受到到必定后．于l994年发布的视频和音频压缩国际尺度，是针对尺度数字电视和高清楚电视在各类应用下的压缩方案和系统层的具体划定。MPEG-2出格合用于广播级的数字电视的编码和传送，被认定为SDTV和HDTV的编码尺度。
MPEG-2压缩根基事理是操作了图像的空间相关性和时刻相关性，这两种相关性使得图像中存在年夜量的冗余信息。MPEG一2编码压缩手艺的特点是：1、去除空间冗余，即：识别视频画面中的主要元素，移除一再、根基无影响、人限轻易忽略的元素；2、去除空间冗余，即：操作视觉暂留现象，去除时刻轴上相似视频画面的冗余，进行视频压缩；3、可变比特率，即：按照动态画面的复杂水平，当令调整数据传输率／比特率，实现适合一致的编码效不美观与流利平衡的视频效不美观。将图像的冗余信息去除，只保留少量非相关信息进行传输，年夜年夜节约了传输频带。而解码器，操作这些非相关信息，按照必然的解码算法，可以在保证必然的图像质量的前提恢回复中兴始图像。
MPEG-2尺度分为9个部门，统称为IS0／IECl3818国际尺度，其中MPEG-2视频编码是IS0／IECl3818的第2部门。MPEG--2视频编码尺度是一个分品级的系列，按编码图像的分辩率分成四个级(Levds)；按所使用的编码工具的集结分成五个类(ProfiIes)。MPEG一2依据类(Profile)和级(Levei)可实现分歧条理的清楚度，具体分为5类4级，如(表1)。
今朝的标清癯字电视采用的是MP@ML主类和主级，而HDTV采用的是MP@HL主类和高级。
MPEG一2是第一代影音压缩尺度。尺度发布时刻长，经由了多年的研究与改良，具有手艺成熟、靠得住性高档优势，成为应用最普遍的尺度。MPEG一2不仅被标清癯字电视系统所采用，而且跟着压缩编码手艺的成长，编码器厂家进一步提高了MPEG-2的压缩效率。MPEG一2高清编码压缩到20Mbps或更低，在我国和国外高清电视上都有应用。
H.264尺度
H264尺度是ITU—T和IS0／IEC两个尺度组织于2003年连系发布的视频压缩尺度，在IS0／I卫C中称作14496—10(MPEG一4 Partl0，也称MPEG AVC)。
MPEG-2发布后，跟着视频压缩编码手艺的不竭前进以及互联网视频传输的需求，MPEG组织于1998年发布了具有更高压缩效率的MPEG一4编码尺度，它担任了MPEG-2编码的优势，进一步优化了压缩率，在收集传输性、版权呵护、字幕、音轨的撑持等方面进行了改良，并年夜幅扩展和延长了多规模的应用框架，不仅应用于语音传输(可视电话、收集视频、光盘存储与广播电视，而且成长出一系列子尺度。涉及数字视频压缩编解码的是MPEG一4 Part 2(也为MPEG一4 Visual)的部门，其余还有用于传送时的整合架构规范、文件名目、软件规范、相关界说等。MPEG系列的尺度归属于IS0／IEC，而制订国际通信尺度的ITU—T在完成H263尺度后与IS0／IEC机构合作起头进行H．264尺度的制订，两机构配合成立名为JVT（Joint Video Team)的连系工作小组。以MPEG-4手艺为基本进行更适于视频会议应用的手艺尺度，因为是连系制订，是以在ITU—T方面称为H.264，在IS0／IEC的MPEG方面就作为了MPEG-4 Part l0(MPEG-4第10部门)，H.264的另一个名称是MPEG-4 AVC(Advanccd Video Codin9，前进前辈视频编码)。
H.264(MPEG-4 Partl 0)与MPEG一4(MPEG一4 Part 2)对比具有更高的压缩率，同时在授权费用方面较MPEG一4合理，获得了众多运营商的撑持，在国外成长迅速，成为海外运营商应用最多的压缩编码手艺。
H.264编码根基结构与MPEG-1、MPEG-2近似，在以前尺度基本上采用了良多新手艺，如多参考帧、7种宏块编码模式(16×16、16 x 8、8 x16、8×8、8×4、4×8、4x4)、四分之一
像素行为估量、13种帧内展望、4×4整数变换、自顺应系数编码、加倍切确的量化以及矫捷的宏块组织形式等。H.264仍沿用了MPEG-2的类(Profile)、级(Level)界说方珐，针对分歧的应用规模，初度发布时界说了三个类：8—lineProfile、Main Profile和Extended Profile。
2004年增添了High Profiie(HP)、HighlO Profile(HilOP)、High 4：2：2Profile(Hi422P)、High 4：4：4 Profile(Hi444P)四个类，撑持高清楚度电视和光盘财富。
在图像质量方面，H264 MP只需60％的带宽即可获得MPEG-4 PART2的效不美观，同样只需55％的带宽即可获得MPEG-2的质量效不美观。H 264使图像压缩手艺上升到了一个更高的阶段，能够在较低带宽上供给高质量的图像传输。在齐截的画质下，H．264LL上一代编码尺度
MPE(32平均节约64％的传输码流，而比MPEG一4 ASP要平均节约39％的传输码流。H.264获得优胜机能的价钱是计较复杂度的年夜幅增添，但所增添的运算复杂度相对于压缩机能的晋升效不美观而言眇乎小哉，而且不竭提高的硬件措置能力和不竭优化的软件算法保证了H.264尺度的应用。
H.264的应用方针普遍，可知足各类分歧速度、分歧场所的视频应用，具有较好的抗误码和抗丢包的措置能力。因为H．264的优良机能，获得了业界的普遍撑持，成长迅速．手艺和财富化已很成熟，应用普遍。高清蓝光DVD，采用H．264进行视频压缩，高清电视如日本广播电视公司、欧洲DVB Stcering Board、美国数字电视的卫星传送等机构都采用H.264尺度，我国国内的一些IPTV运营部门、CMMB移脱手持电视也采用了H.264作为编解码尺度，而互联网上H.264压缩名目的高清、非高清视频最为普遍。
AVS尺度
AVS(Audio and Video coding Standard信息手艺前进前辈音视频编码)是我国具备自立常识产权的信源编码尺度。2002年6月，数字音视频编解码手艺尺度工作组由国家信息财富部科学手艺司核准成立，公布揭晓筹备针对移动多媒体、广播、DVD等应用编写一份国家尺度，该视频尺度就是AVS。AVS工作组经由几年的工作，AVS尺度不竭完美．2006年3月1日起AVS第二部门(AVSl-P2)正式成为我I司音视频编码的国家尺度。
AVS尺度搜罗高清楚度视频编码、立体声和若干好多道音频编码、面向移动多媒体的视频编码和高效语音与音频编码、面向视频监控应用的视音频编码、音视频编码用于广播、IP网和存储等情形的系统封装和流媒体手艺、数字媒体版权呵护手艺等。AVS尺度中涉及视频压缩编码的有两个自力的部门：AVS第二部门(AVSl-p2)，首要针对高清楚度数字电视广播和高密度存储媒体应用：AVS第七部门(AVSl-P7)，首要针对低码率、低复杂度、较低图像分辩率的移动媒体应用。
AVS视频与MPEG尺度一样也采用同化编码框架，搜罗变换、量化、熵编码、帧内展望、帧间展望、环路滤波等手艺模块。AVS的首要立异在于提出了一批具体的优化手艺，在较低的复杂度下实现了与国际尺度相当的手艺机能，但并未使用国际尺度背后的年夜量复杂的
专利。AVS视频傍边具有特征性的焦点手艺搜罗：8 x 8整数变换、量化、帧内展望、l／4精度像素插值、非凡的帧问展望行为抵偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。AVS视频今朝界说了一个基准档次(baseline profile)，该基准档次又分为4个级月U(1eveI)，分袂对应高清楚度与尺度清楚度应用。与H.264的baseline profile对比，AVS一视剖ё裒加了B帧、interlace等手艺，压缩效率较着提高，而与H.264的main profile对比，又削减了CABAC等实现难度年夜的手艺，削减了设备复杂水平。
今朝AVS—P2(AVS高解析视频尺度)在压缩率方面概略是MPEG2的口倍，几乎与H.264八两半斤，而其复杂度年夜约是H.264的70％，软硬件实现成本都低于H.264。AVS的另一个优势是专利费用低，每台终端仅收取l元人平易近币，远低于MPEG-2和H.264的授权费用。
AVS尺度年夜2002年起头研发，历经 4年，在2006年成为国标。经由几年不竭的完美和成长，财富化水平也有了长足的前进，在我同国内安防规模、IPTV和广电都有了现实的应用。在高清方面经测试对比，AVS编码与H.26水平相当。
MPEG-2、H.264和AVS的对比
1． 编码手艺对比
年夜图(表2)中可以看出MPEG-2压缩编码运算最简单，对硬件要求也最低，H.264最复杂，AVS次之，这首要因为MPEG-2发布时刻斗劲早，是由那时的软硬件水平所抉择的。作为第二代压缩编码手艺的H 264和AVS可以说是在MPEG-2基本上成长而来，吸收了以前压缩编码手艺的各类利益，配合不竭前进的硬件和软件算法，可以采用较复杂的算法和硬件实现更高效率的压缩编码。
对于高清电视，采用MPEG-2手艺压缩码率为20Mbps摆布，采用H.264或AVS仪需要10Mbps摆布，H．264、AVS的压缩率是MPEG-2的两倍。我国有线数字电视系统采用欧洲尺度DVB-C，采用64QAM调制时，一个8MHz模拟频道对应传送码率约为38Mbps，仅能传输2套MPEG-2名目的高清节目，对有线电视系统的频谱资本是极年夜的华侈，可以耸ё仝此刻高标清同播强烈需求之下MPEG-2高清编码难以知足当前应用。采纳高效的音视频编码H.264、AVS压缔的高清节目可以传输4套，而H.264加上统计改暌姑手艺可以传输更多套书目。在地面数字高清电视和卫星高清电视中有在同样问题。
2． 编码质量和不变性
三种手艺尺度中MPEG-2已经经趟十几年的成长，手艺最为成熟，国外一线编码器厂商都在出产，高清电视编码质量优异，软硬件不变靠得住。H.264在国外获得了普遍的撑持．手艺不竭前进，财富链成熟、完整，编解码器也达到甚至超越了MPEG-2的水平AVS是我国
自立常识产权的尺度．财富链根基都在围内，几年昆虫富化水平和产物质量那断提高，但还没有吸引国外的一线编码设备厂家介入进来，而编码质量需要编码器厂商不竭优化压缩编码手艺，不变靠得住的产物也依靠于厂家的手艺实力。分歧于其他运营商，广挂号负政治宣传重任．编码质量和设备的不变靠得住性是选择设备的抉择性身分，可以理解我国的直播卫星和9家高清卫视播出时仍然选择了MPEG-2手艺尺度。
3． 专利费斗劲
MPEG-2尺度授权费用斗劲简单，每台终端需支出2 5美元，对终端收费，不合错误前端收费。但如不美观全国有线电视6000万用户数字整体转换使用MPEG2机顶盒，授权费用将达到6000万盒子X 2．5美元：
H.264尺度授权费用复杂。H.264专利池的拥有商们将经由过程MPEG—LA和VIA Licensin9两个授权代办代庖商向H.264的使用者收费。MPEG LA对H.264的授权，量产使用H.264手艺的产闻缦憧件收取0. 2美元．每年量产跨越500万件每件收取0.1美元，最低至少要授权l0万件，若为营运商使用则每年收取350万～500万-美元，播放使用H.264手艺的电视节目运营商，用来编码须支出2，5009；元(仅需付一次)，然后再依据收视户数收费，10万户以下免费，10万～50万户收取2,500美元，50万～l00万户收取5,000美元，跨越100万户收取l万美元，针对订阅性收视则为l0万户以下免费，l0万～50万户收取25,000美元，50万～75万户收取50,000美元，75万～l00万户收取75,000美元，跨越100万户收取l0万美元。而针对于费性收视则每次点击收取0.02美元(或者是收费额的2％)。Via授权公司对H.264手艺的授权，每件运用产物收取0．25美元，营运总体收费一年250万美元，PC随附软件每年400万美元。对于费性收视方面依据播放时刻收费，30分钟内收取0．005美元．30～90分钟收取0. 015美元，跨越则0．025美元。对我围而言，运营商多、用户多，若采用H.264手艺，授权费用很是巨年夜。
AVS作为中国拥有自立常识产权的尺度。仅象征性地向终端设备制造商收取每台1元人平易近币的专利费，不仅使中国企业避免专利费的困扰。而且起着呵护和促进国内数字化音视频相关财富健康成长的计谋浸染。
4． 高清电视应用情形
三种尺度中MPEG一2发布最早，是当前应用最普遍的数字电视尺度。国内外的标清癯字有线电视、标清癯字卫星电视等几乎都采用了MPEG一2手艺尺度，我国的高清电视和一些国外早期的高清电视也采用了这一尺度。H．264手艺尺度近几年在高清电视中获得了年夜量迅速的应用，国外的IPTV、高清卫视节目几乎部是采用的H．264手艺压缩编码。据截至2009年10月的不完全统计，日本、中国、韩国、泰国、菲律宾、越南、澳年夜利亚、新西兰等亚太国家以及欧美的电视机构和付费电视运营商，租用20颗通信卫星的C／KU波段转发器．共为亚太地域的有线电视系统、DTH卫星电视家庭以及其他用户供给了l48个HDTV频道的处事。在这148个频道中除了中国、菲律宾、澳年夜利亚及韩国共35个频道仍采用DVB／MPEG一2手艺尺度，日本BSAT2A卫星及．JCSATll022星的19个HDTV,频道采用本国ISDB尺度及MULTl2手艺，以及Apstar2K]]_星c波段的2个IaA3TV频道采用早期的Di gicipner2手艺尺度外，其余92个HDTV频道均采用世界上最新的DVB—s2传输尺度及H.264数字压缩手艺，纺暌钩了亚太地域如同欧美市场，也选择DVB—S2／H．264作
为HDTV传输的主流尺度。
AVS在高清方面也实现了财富化，供给了搜罗高清编码器、机顶盒、高了债放机等产物，在广东番禺进行了高清尝试，新疆开播的地面无线高清采用了AVS手艺。
可以看出，国外高清电视年夜多采用了H.264压缩编码手艺，我国年夜多采用TMPEG-2尺度，AVS尺度正在加紧推进，快速成长。
竣事语
MPEG-2是标清癯字电视普遍应用的压缩编码尺度，在世界规模内获得了普遍应用，但MPEG-2尺度制订于1994年，此刻MPEG-2尺度在高清癯字电视的应用上不再高效与经济。具有更高压缩效率的H264和AVS更适合高清电视的压缩编码，H．264手艺和财富成熟．但存在专利授权费用的问题。AVS对比H.264算法更为精练，压缩编码手艺水平与H.264相当，专利授权模式精练，收费低廉，此后应该继续优化与完美，为我国的高清电视成利益事。
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