剖析 MPEG-2 视频编码器
但是有得必有失,IB GOP的采用,使得编辑精度为2 帧. 为了实现零帧编辑, SONY公司Batecam-SX采用的方法是提前重放的 DT头(提前量等于重放电路与记录电路延时量之和)将编辑点前的原录素材重放出来,经解压缩恢复成无压缩数字信号, 然后在编辑点处与新素材的无压缩数字信号相接, 再压缩记录.
5. MPEG-2视频编码器
上文我们已从理论上对MPEG-2标准进行了系统的概述, 下面就以一个实例剖析一下MPEG-2视频编码器的物理实现. 该编码器可完成MPEG-2 MP@ML的压缩,对CCIR 601 PAL制(720*576 像素/帧, 25帧/s)图像进行实时恒定比特率传输模式(CBR)处理.整个编码系统如图6所示。
5.1 PAL解码器
主要功能是对输入的PAL复合信号进行解码,输出 YCbCr分量信号(4:2:2) 。PAL解码器质量对整个处理系统的性能指标有非常重要的作用,并将影响最终的图像质量,在设计时常采用8倍色度负载波对输入的模拟信号进行采样, 用数字梳状滤波器完成亮色分离。同时为了避免视频信源的抖动影响后面的压缩处理部分,在PAL解码器与前处理模块之间有一帧的帧存进行信号隔离.
5.2 前处理模块
该模块原理如图7所示。主要功能:
<1> 给PAL解码器和I帧编码器提供像素接口控制信号,其参数受CPU
控制。
<2> 对PAL解码器输出的视频信号进行必要的限幅,使其满足CCIR
601的要求(Y:16-235,C:16-240),并对Cb和Cr信号做扣心(Coring)处
理。
<3> 提供D1接口,可和数字视频设备直接相连。
<3> 在ES码流的目标码率较低时(如低于3Mbps),启动1个16阶的滤波器,对信
号进行低通滤波,使其频带限制在3.5MHz左右,以降低解码恢复的图像中
的块效应。
<5> 产生一个锯齿波视频测试信号,在CPU的控制下和输入信号进行切换。
另外，为了适应不同的码组长度可使用截短的RS码，例如DVB和GA。GA采用RS（207，187，10），即分组码符号长度为207个，187个信号符号，可检出207-187=20个错，可纠正（207-187）÷2=10个错。该码就是从RS（255，235，10）码截短而得到的，实际上可以看成255个符号中除207个有具体的值外，剩余的48个符号全部添零，可以用同样的电路进行编解码。
在DVCPRO、DVCAM、Digital-S格式中视、音频数据的内码组为RS（85. 77）码，检错能力为85-77=8byte，纠错能力为（85-77）÷2=4byte。视频数据的外码组为RS（149. 138），在内码组指出错误位置时能纠错149-138=11byte。音频的外码组为RS（14. 9）码，在内码组指出错误位置时14byte中有不多于14-9=5byte的错误都能得到纠正。而Betacam SX的视频内码组为RS（124. 112）外码组为RS（64. 50），声音的内码组为RS（124. 112）外码组为RS（14. 6），其外码组的纠错能力明显高于其它格式，加上磁迹宽度又比其它格式宽了许多，即使一个GOP中有两根磁迹丢失，误码校正仍可正常进行，其误码校正数据块的组成如图三所示。
三．压缩方面的比较
在压缩方面DVCPRO、DVCAM和Digital-S采用类似于M-JPEG的DV方式（包括DCT、自适应量化、之字形读取游程与可变字长编码），M-JPEG是可以实现对视频图像的实时压缩和解压缩的帧内编码，故不必采取复杂的措施就能实现零帧精度的编辑，但是帧内信息冗余量太小，不能有过大的压缩比，否则会丢失一部分图像数据，影响图像质量，因此数据率较大，不利于高速传输与存储。而SONY的Betacam SX采用MPEG-2压缩方式，即运动图像的帧间编码，它的主要机制是：
1． 消除时间冗余，即利用连续图像各帧之间的相关性以传输帧间小量的差值代替传输邻帧图像的全部信息。
2． 消除空间的冗余和基于人眼视觉特性的量化以压缩待传信息。
3． 利用游程零和变字长编码技术减少所传码率量。
基本的MPEG-2视频压缩系统是由帧内及帧间压缩共同组
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