數字電視圖像壓縮中MPEG2幀內編碼的應用

文/姚娜

電視媒體是人們日常生活中的一個重要組成部分，能夠為用戶帶來豐富的信息，還可以為用戶提供豐富的視聽資源，從而達到實現信息傳輸的直接性和實效性。隨著電視技術的發展，電視傳媒從早期的黑白發展到彩色，到如今進一步發展成為數字電視，這種變化一方面有效提高了電視畫面的質量，提高了用戶的感受，另一方面也帶來了傳輸手段和存儲手段的變化，對各種技術和設備提出了更高要求。

數字化后的電視信號的一個顯著特點就是其數據量變得很大，這就要求系統為其提供大量的存儲空間和傳輸空間。為了確保其存儲效果，一般需要對圖像信息進行壓縮，當前應用比較廣泛的技術就是MPEG2幀內壓縮技術，這種技術不僅能順利實現對電視信號的壓縮，還可以有效確保電視圖像質量，具有良好的實際應用效果。

1 電視圖像形成概析

1.1 圖像是構成電視內容的重要元素

電視圖像就是電視播放過程中具體為觀眾呈現的圖像，這種圖像前期由攝像機等設備進行攝制制作，經過相關技術人員的進一步處理，并將其轉化為對應的形式，然后通過相關設備傳輸到電視，最后由電視屏幕將其呈現出來，最終得到電視圖像。電視圖像是連續的，是由一幀幀圖像組成的。電視圖像是電視傳輸內容最關鍵的內容之一，也是電視傳媒與其他傳媒的主要區別，能夠給用戶帶來深刻豐富的視覺體驗。

1.2 視覺惰性為電視形成動態圖像提供基礎

電視圖像傳輸的一個顯著特點就是其動態性，這種變化極大地豐富了電視圖像傳輸的生動性、實效性和真實性，也是電視圖像最顯著的特點之一。電視圖像之所以能夠實現這種傳輸效果，是因為其利用了人們視覺上的惰性。這里所說的視覺惰性，主要源于人體眼睛特殊的構造和工作原理，因為人眼對圖像的感受不會馬上消失，而是會持續一段時間，這就是所謂的視覺暫留現象。基于此，電視圖像具有其自身特點。我國電視的傳輸幀數為30，因此要想確保電視圖像的生動真實，就必須確保電視信號的準確有效。

1.3 根據三基色混色原理構造色彩信號

彩色電視的圖像傳輸，很難將具體的每一種顏色均實施電視傳輸，這會大幅增加信號傳輸成本，而且在實踐過程中也不容易實施。基于此，人們使用三基色原理來解決這個問題。三基色原理的內容就是，采用三種不同顏色進行混合，就可以在電視上呈現各種顏色，從而滿足電視傳輸對色彩的實際需要。當前，電視圖像傳輸一般選擇紅色、綠色、藍色作為三基色，在此基礎上根據需要進行混合，得到需要的顏色。

1.4 彩色電視信號圖像構成的基本要素

彩色電視圖像有三個主要要素，分別是亮度、色調和色彩飽和度，其中亮度是電視圖像的基礎，電視亮度可以反映具體圖像的信號強弱程度，色調指的是電視畫面的顏色，飽和度指的是電視圖像中光線的具體深淺。

2 MPEG2幀內編碼技術的作用

近年來，數字電視得到越來月廣泛的應用，一方面為用戶帶來更好的視覺體驗，提高了用戶對電視畫面的滿意度，另一方面則對電視圖像的儲備和傳輸提出了更高要求，需要對電視圖像進行壓縮，當前在數字電視傳輸過程中使用比較廣泛的技術就是MPEG2幀內編碼技術。

2.1 MPEG移動圖像壓縮標準簡介

MPEG全稱為國際標準化組織與國際電工委員會第一聯合技術組第29分委會第11工作組（ISO/IECJTC1/SC29），簡稱國際標準化組織與國際電工委員會第一聯合技術組（ISO/IECJTC1）運動圖像專家組。

2.2 MPEG2標準的壓縮方式

MPEG2幀內編碼技術在實施圖像壓縮的過程中，主要通過DCT的變換和運動預測技術進行壓縮，在具體壓縮過程中，一般分為兩步，首先通過運動預測和運動補償來有效去除圖像中的多余的時間，第二步就是利用DCT變換實現對電視圖像空間冗余的壓縮。

2.3 MPEG2壓縮標準的圖像結構

MPEG-2的視頻結構共分為6層。這6層從高至低排列依次為視頻序列（Video Sequence，VS）層、圖像組（Group ofPictures，GOP）層、圖像（Pictures）層、像條（Slice）層、宏塊（Macro Block，MB）層和像塊（Block）層。

3 結語

電視作為媒體傳輸技術手段，為人們獲取信息、了解世界提供了有效的途徑。隨著技術的發展，電視媒體不斷經歷傳輸方式和應用形式的革新。當前隨著電視技術的發展，電視媒體已經成為人們日常生活中的一個重要組成部分，能夠為用戶帶來豐富的信息，還可以為用戶提供豐富的視聽資源，從而達到實現信息傳輸的直接性和實效性。隨著電視技術的發展，電視傳媒從早期的黑白發展到彩色，到如今進一步發展成為數字電視，這種變化一方面有效提高了電視畫面的質量，提高了用戶的感受，另一方面也帶來了傳輸手段和存儲手段的變化，對各種技術和設備提出了更高要求。

MPEG作為移動圖像壓縮的國際標準，為數字電視壓縮技術的發展提供重要依據。在MPEG的系列標準中，MPEG2在廣播電視系統中獲得普遍的認可，并被廣泛應用。MPEG2的幀內編碼技術能夠確保電視信號傳輸質量，在幀間編碼的基礎上，進一步提高數據壓縮率，提高廣播電視帶寬資源的利用率。