自1994年以來，視訊技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。隨著數(shù)字電視的出現(xiàn)，會(huì)議電視的應(yīng)用越來越廣泛。視訊技術(shù)的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)已公布，這對(duì)于推動(dòng)數(shù)字電視的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用。到目前為止，國(guó)內(nèi)各行各業(yè)，尤其是廣播電視行業(yè)在MPEG-2方面的應(yīng)用普及得很快。我們所看到的衛(wèi)星電視節(jié)目絕大多數(shù)都是基于MPEG-2的編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，會(huì)議電視監(jiān)控系統(tǒng)也逐步轉(zhuǎn)向以MPEG-2 為壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以此為基礎(chǔ)來開展視訊方面的業(yè)務(wù)。

    近一兩年來，基于MPEG-2的視訊應(yīng)用發(fā)展迅速。綜合國(guó)內(nèi)交通系統(tǒng)、公安系統(tǒng)、金融系統(tǒng)以及專網(wǎng)的會(huì)議電視的應(yīng)用，證明了MPEG-2比H.261的圖像質(zhì)量和穩(wěn)定性等方面都完善了很多。

一、 MPEG-2視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)
    MPEG-2是目前應(yīng)用比較廣泛的一個(gè)會(huì)議電視標(biāo)準(zhǔn)，它包括系統(tǒng)視頻、系統(tǒng)音頻以及性能測(cè)試等幾大部分。

1． MPEG-2的幾種格式
    在圖像質(zhì)量方面，MPEG-2可以分為四種等級(jí)。

2．碼率計(jì)算
    如果使用8bit采樣，可以計(jì)算出對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PAL制電視信號(hào)進(jìn)行采樣后的4:2:2格式圖像碼率分為三種。

亮度信號(hào)碼率為：720×576×25×8＝82.944（Mbit/s）；
色度信號(hào)碼率為：2×1/2×720×576×25×8＝82.944（Mbit/s）；
總碼率為：82.944Mbit/s+52.944Mbit/s=165.888Mbit/s，壓縮到1/27后為6.144Mbit/s。

3． MPEG-2亮、色格式和圖像編碼類型
    （幀內(nèi)幀）類型壓縮比是7:1，P（預(yù)測(cè)幀）類型壓縮比是20:1，B（雙向預(yù)測(cè)幀）類型壓縮比是50:1，它們平均壓縮比例是27:1。這些壓縮比都是建立在不影響圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上的。無論是MPEG-1或者是MPEG-2，其不同的圖像質(zhì)量所采用的壓縮措施基本相同，即壓縮倍數(shù)都是27倍左右。

4．壓縮措施
（1）對(duì)色差信號(hào)進(jìn)行亞采樣，減少數(shù)據(jù)量（壓縮2倍）；
（2）采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)減少幀間冗余度（壓縮2～3倍）；
（3）做二維DCT變換，去除空間相關(guān)性；
（4）對(duì)DCT系數(shù)進(jìn)行量化，舍去不重要的信息，將量化后的DCT系數(shù)按照頻率重新排序（3，4項(xiàng)共壓縮5～7倍）；
（5）將DCT系數(shù)進(jìn)行變字長(zhǎng)編碼和游程編碼（壓縮1.3～1.5倍）；
（6）對(duì)每塊直流分量（DC）進(jìn)行預(yù)測(cè)差分編碼（壓縮2～3倍）。

5． MPEG-2碼流復(fù)用
    信號(hào)傳輸必須考慮到信息包的識(shí)別和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等問題。音頻、視頻及數(shù)字信號(hào)首先經(jīng)過MPEG-2編碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，通過節(jié)目復(fù)用器形成基本碼流（ES），基本碼流經(jīng)過打包后形成有包頭的基本碼流（PES）。代表不同音頻、視頻信號(hào)的PES被送入傳輸復(fù)用器進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)用，復(fù)用后的碼流叫做傳輸流（TS）。傳輸流中包括多個(gè)節(jié)目源的不同信號(hào)，為了區(qū)分這些信號(hào)，在系統(tǒng)復(fù)用器上需要加入服務(wù)信息（SI），使接收端可以識(shí)別不同的節(jié)目。為了便于理解DVB傳輸系統(tǒng)的服務(wù)信息，下面對(duì)傳輸碼流的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。[nextpage]

    傳輸碼流的長(zhǎng)度定義為188個(gè)字節(jié)。其中，包頭4個(gè)字節(jié)，包括同步字節(jié)、節(jié)目的識(shí)別號(hào)等。包頭后面是需要傳送的有用信息，包括音頻、視頻和數(shù)據(jù)信息，通常是184個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度，有時(shí)在有用信息中插入一段適配區(qū)域，用于補(bǔ)充長(zhǎng)度不完整的傳輸流，放置解碼時(shí)鐘（PCR）。傳輸流的字頭是識(shí)別傳輸流的關(guān)鍵，它由32個(gè)比特組成。

    在字頭的32個(gè)比特中，13位的PID碼特別重要，它是辨別碼流信息性質(zhì)的關(guān)鍵，是節(jié)目信息的“身份證”，不同的電視節(jié)目和服務(wù)信息（SI）對(duì)應(yīng)不同的PID碼。對(duì)于一臺(tái)解碼接收機(jī)而言，為了找到它所要接收的電視節(jié)目，它首先要通過PID碼找到服務(wù)信息所對(duì)應(yīng)的不同表格（Table），DVB標(biāo)準(zhǔn)定義了如下服務(wù)信息條目：
PAT：Program Allocation Table 節(jié)目分配表；
CAT：Conditional Access Table 有條件接收表；
PMT：Program Map Table 節(jié)目映射表；
NIT：Network Information Table 網(wǎng)絡(luò)信息表；
SDT：Service Description Table 服務(wù)描述表；
EIT：Event Information Table 事件信息表；
TDT：Time and Date Table 時(shí)間日前表。

    通過這些服務(wù)信息，可以查到所要接收節(jié)目的PID碼和對(duì)應(yīng)的PCR，節(jié)目就可以還原。

6．MPEG-2系統(tǒng)
    MPEG-2視頻應(yīng)用系統(tǒng)如圖2所示。其基本結(jié)構(gòu)分為對(duì)視頻信號(hào)的壓縮、傳輸和解壓縮三大部分。在壓縮端，又可分為編碼和復(fù)接兩大部分。目前，多路復(fù)用一般采用的是統(tǒng)計(jì)復(fù)用。MPEG-2碼流的速率是靈活可變的，對(duì)于靜止畫面比較多的圖像節(jié)目，其數(shù)據(jù)流的速率是比較低的；對(duì)于運(yùn)動(dòng)畫面或者細(xì)節(jié)畫面多的圖像節(jié)目，其速率相對(duì)比較高。使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用可以使不同的節(jié)目傳送組合在一起，取長(zhǎng)補(bǔ)短，這也是目前廣播部門使用的比較多的傳輸方法。

二、單片MPEG-2編/解碼器DVx 功能
    數(shù)字電視的廣泛應(yīng)用，首先需解決的是費(fèi)用的問題。單片MPEG-2編/解碼器采用C-Cube擁有專利的編碼算法，DVx 數(shù)字視頻處理器在提供高質(zhì)量的4:2:2格式MPEG-2圖像的同時(shí)，還大大節(jié)省了碼率。此外，單片的結(jié)構(gòu)還減少了產(chǎn)品的成本，提高了可靠性，并縮短了面市時(shí)間。DVx 采用了先進(jìn)的平面結(jié)構(gòu)來完成全部的MPEG-2實(shí)時(shí)壓縮，對(duì)于不同層次的應(yīng)用，可采用一個(gè)或多個(gè)芯片并下裝相應(yīng)的微碼。32位內(nèi)置RISC CPU指令集被擴(kuò)展用來完成MPEG-2壓縮、解壓縮和特殊視頻效果。一個(gè)可編程的運(yùn)動(dòng)估值處理器（ME）從CPU獲得指令，并對(duì)指定幀進(jìn)行分層運(yùn)動(dòng)估計(jì)操作。協(xié)處理器（DSP）每秒完成16億次像素級(jí)算數(shù)運(yùn)算。

1． DVx 關(guān)鍵技術(shù)
    DVx 關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)在12個(gè)方面：（1）高度集成；（2）低存儲(chǔ)器需求；（3）音頻支持；（4）可編程濾波器；（5）80Mbytes/sec芯片間數(shù)據(jù)交換速率；（6）統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口API；（7）優(yōu)秀的視頻質(zhì)量；（8）靈活的比特率控制；（9）可變畫面組（GOP）結(jié)構(gòu)；（10）實(shí)時(shí)監(jiān)控；（11）HDTV格式；（12）低延時(shí)編/解碼。

2． DVx 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
    DVx 內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括MicroSPARC RISC內(nèi)核（其中還包括指令高速緩沖存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）、DSP協(xié)處理器、運(yùn)動(dòng)估值處理器、各種通信接口及緩沖存儲(chǔ)器等。

3． SDRAM接口
    SDRAM接口產(chǎn)生支持SDRAM的地址和控制信號(hào)。SDRAM時(shí)鐘為100MHz，DVx 使用外部DRAM存儲(chǔ)代碼和數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)對(duì)MPEG-2視頻編碼時(shí)，DRAM中包含：（1）應(yīng)用程序代碼；（2）輸入幀的視頻捕捉緩沖器；（3）運(yùn)動(dòng)估計(jì)的子采樣視頻緩沖器；（4）參考幀；（5）速率緩沖器；（6）編碼算法的碼表和其它數(shù)據(jù)等。[nextpage]

4．單片自適應(yīng)場(chǎng)/幀編碼器構(gòu)成
    單片自適應(yīng)場(chǎng)/幀編碼器主壓縮芯片DVx 可接收來自標(biāo)準(zhǔn)DI接口的數(shù)據(jù)或復(fù)合/分量模擬視頻信號(hào)，經(jīng)由Philips專用芯片SAA7111進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的視頻數(shù)據(jù)借助于SDRAM存儲(chǔ)器完成對(duì)視頻數(shù)據(jù)的MPEG-2壓縮。壓縮后的數(shù)據(jù)，由DVx 直接通過PCI總線送至系統(tǒng)。音頻信號(hào)經(jīng)A/D變換，變換后的數(shù)據(jù)通過PCI總線的接口送至系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)視頻、音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，或進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

5． 單片解碼器的構(gòu)成
    DVx 接收由系統(tǒng)經(jīng)PCI總線送來的MPEG-2視頻數(shù)據(jù)和未壓縮的音頻數(shù)據(jù)，經(jīng)DVx 處理后輸出并行DI格式數(shù)字視頻，再經(jīng)解壓縮，然后經(jīng)過Philips的專用芯片SAA7125，將該視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為復(fù)合或分量模擬視頻信號(hào)輸出。音頻數(shù)據(jù)被送到音頻數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，并被轉(zhuǎn)化為模擬音頻信號(hào)輸出。

三、 MPEG-2應(yīng)用實(shí)例
MPEG-2可以用于多路微波CATV系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程會(huì)議等系統(tǒng)中。
MPEG-2在IP方式會(huì)議電視主會(huì)中的應(yīng)用。

四、IP實(shí)時(shí)視頻通信
    TCP/IP協(xié)議最初是為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的，IP協(xié)議負(fù)責(zé)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，不進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，因此經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)丟失或失序現(xiàn)象。為保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，人們將TCP協(xié)議用于 IP數(shù)據(jù)的傳輸，提高檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力。當(dāng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)包丟失或錯(cuò)誤時(shí)，要求發(fā)送端重發(fā)，但這樣不可避免地引起傳輸時(shí)延和占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。因此傳統(tǒng)的 IP網(wǎng)傳送實(shí)時(shí)音頻、視頻能力較差。為了使 IP網(wǎng)絡(luò)不僅能傳送非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息，而且還能傳送實(shí)時(shí)的多媒體數(shù)據(jù)信息，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，如 ITU、 IETF等開始起草并完成了一些用于 IP實(shí)時(shí)通信的標(biāo)準(zhǔn)，以確保 IP網(wǎng)上業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量QoS要求，如實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議／實(shí)時(shí)控制協(xié)議 RTP/RTCP（Read Time Protocol/Real Time Control Protocol）資源預(yù)留協(xié)議 RSVP（Resource Reservation Protocol）、IP多點(diǎn)廣播技術(shù)以及 H.323標(biāo)準(zhǔn)等。