Mpeg history theory
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第一組 專題報告 MPEG History & Theory PowerPoint PPT Presentation


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第一組 專題報告 MPEG History & Theory. B89901051 陳佳妤 B89901125 陳羿帆 B89901128 陳冠宇. Outline. History Video compression -goal -mpeg structure MPEG family -MPEG-1 -MPEG-2 -MPEG-4 & comparison DEMO. History.

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第一組 專題報告 MPEG History & Theory

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Presentation Transcript


Mpeg history theory

第一組 專題報告MPEGHistory & Theory

B89901051 陳佳妤

B89901125 陳羿帆

B89901128 陳冠宇


Outline

Outline

  • History

  • Video compression

    -goal

    -mpeg structure

  • MPEG family

    -MPEG-1

    -MPEG-2

    -MPEG-4

    & comparison

  • DEMO


History

History

  • MPEG是動態視訊專家小組(Moving Picture Experts Group)的簡稱,1988年ISO/IEC對動態視訊與語音壓縮標準提出的壓縮準則,如今已廣泛地被使用在各方面的視訊應用。


Video compression

Video Compression

  • Reduce temporal and spatial redundancy

     (去除鄰近畫面時間和空間上相似重複的地方)

    Temporal redundancy

    —相連畫面中的相關性

    Spatial redundancy

    —一張畫面之中像素間的相關性


Mpeg layered structure

MPEG layered structure

  • I 畫面(Intra-coded pictures):

    -僅使用本身的資料進行編碼,沒有參考其他畫面的資料,可以單獨進行解碼。

  • P 畫面(Predictive coded pictures):

    -在解碼時,會使用到較早被播放的 I 畫面或 P 畫面做為參考畫面。

  • B 畫面(Bidirectionally predicted pictures):

    -在解碼時,會使用到前面及後面兩個方向參考畫面的資料。擁有最高的編碼效率,本身不再做為其他預測編碼用。


Mpeg cont

MPEG(Cont.)

  • IBP order


Mpeg 1

MPEG-1

  • DCT

    -remove the intraframe redundancy

  • Motion compensation

    -remove the interframe redundancy


Mpeg 1 cont

MPEG-1(Cont.)

(2)

(3)

(1)

(4)


Mpeg 1 cont1

MPEG-1(Cont.)

(1)畫面經過DCT所轉成的頻譜

(2)量化矩陣

(3)將能量高的部分保留下來

(4)經過zigzag後,記錄zero的個數及後面所接的非零的數,進行編碼

Ex.如矩陣(3)經過zigzag後為

-34,0,1,0,-1,1,0,0,0,0,0,0,-1

=>(34),(1,1),(1,-1),(0,1),(6,-1)


Motion compensation cont

Motion compensation (Cont.)

  • 在影像還原的過程中,可藉由鄰近的frame預測出該張frame,因為通常鄰近的frame,物體形狀和位置不會改變太多


Mpeg 2

MPEG-2

MPEG-1制定時,其解像度只有350*240*30,由於電腦螢幕的要求過高,所以播放的效果都不堪為使用 者所滿意,故其並不適合做視訊傳播的應用,因此ISO/IEC在1990年又開始制定MPEG-2的視訊壓縮標準,增加了視訊應用範圍的彈性。


Mpeg 2 cont

MPEG-2(Cont.)

  • 視訊編碼的可調性(scalability)

    -它能將視訊編碼成兩層或多層的壓縮視 訊,用不同位元符號的格式來表示各層 資料流的型態

    -缺點:比傳統單層視訊編碼的複雜性高。

    -優點:當視訊的資料流在網路上傳送時, 有較好的錯誤復原力


Mpeg 2 cont1

MPEG-2(Cont.)

例如:

  • 基礎層(Base layer video)傳送於高優先權的通道當接收端接收到兩層的資料時,基礎層的視訊能自己單獨地解碼,提供基本的影像品質

  • 增強層(Enhancement layer video)傳送於低優先權的通道,包含較少重要的資訊,若發生資料遺失時,則對視訊品質影響不大


Mpeg 4

MPEG-4

  • 將影像分為前景和背景,主要應用在多媒體環境,是以內容為基礎的編碼方式(Content-based coding)

  • 主要是切割畫面和追蹤物件移動的軌跡

  • 壓縮效率和影像品質都較前二者為佳


Mpeg 41

MPEG-4


Comparison

Comparison


Outline1

Outline

  • MPEG影片的實例解說

    • 原始檔:Sony DV所拍攝

    • MPEG1:VCD

    • MPEG2:DVD

    • MPEG4:DivX 5

  • 原始檔與壓縮過檔案的不同點

    • 畫質好壞

    • 檔案大小

    • 網路傳輸效率

    • 電腦資源佔用率


Mpeg history theory

MPEG影片的實例(原始檔)

  • 需要Sony Software DV code

  • 檔案格式

    • 未壓縮

    • 影像畫素720*480

    • NTSC規格:交錯式掃瞄,每秒30格

    • 聲音規格:48000Hz PCM 16bits

    • 位元率(bit rate):1536 (kbps)

      (CBR:constant bit rate)

    • 檔案連結(2分59秒,649MB)


Mpeg dvd

MPEG影片的實例(DVD)

  • 需下載MPEG2的解碼器

  • 檔案格式

    • 以MPEG2格式壓縮影像及聲音

    • NTSC規格:非交錯式掃瞄,每秒30格

    • 影像畫素720*480

    • 聲音規格:48000Hz

    • 位元率(bit rate):平均為4800kbps,最高到9000kbps (VBR:variable bit rate)

    • 檔案連結( 2分59秒,181MB )


Mpeg vcd

MPEG影片的實例(VCD)

  • 最流通的格式(作業系統內建解碼器)

  • 檔案格式

    • 以MPEG1格式壓縮影像及聲音

    • NTSC規格:非交錯式掃瞄,每秒30格

    • 影像畫素352*240

    • 聲音規格:44100Hz(和CD相同)

    • 位元率(bit rate):1152 (kbps) (CBR)

    • 檔案連結( 2分59秒,29.8MB )


Mpeg divx 5

MPEG影片的實例(DivX 5)

  • 需下載DivX 5(屬MPEG4一種)解碼器

  • 檔案格式

    • 以MPEG4格式壓縮影像及聲音

    • 影像畫素720*480(可以自己調)

    • 聲音規格:44100Hz (可以自己調)

    • 位元率(bit rate): 236kbps(可以自己調) (VBR:variable bit rate)

    • 檔案連結( 2分59秒,34MB )


Mpeg history theory

畫質與檔案大小比較

  • 原始檔與DVD(MPEG2)比較:

    • 原始檔畫面較有立體感

    • DVD可消除原始檔的非交錯式掃瞄方式(deinterlace)

    • DVD (MPEG2)約為原始檔的4分之一大

  • VCD與DivX 5比較

    • 兩者檔案大小相當(原始檔的24分之一大),但DivX 5畫質接近DVD

    • DivX 5需下載解碼程式,較不便


Mpeg history theory

電腦資源佔用率

  • 以P42.4G 256MB(網多實驗室電腦)

    以Windows Media Player全螢幕播放為例

    • VCDCPU:3-8%Memory:9744kB

    • DVD CPU:27-35%Memory:12412kB

    • DivX5 CPU:25-35%Memory:13440kB


Mpeg history theory

網路傳輸效率

  • LAN

    • 100MB

    • 10MB

  • ADSL 512kB

  • PHS 64kB

  • 電話撥接56kB

DVD

VCD

DivX 5


Mpeg history theory

MPEG特性總整理


Mpeg history theory

RAW


Mpeg history theory

DVD


Mpeg history theory

DivX 5


Mpeg history theory

VCD


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