基本介紹
概述,音頻分層,運用,特點,參數,壓縮模式,解碼標準,
概述
MPEG-1是為CD光碟介質定製的視頻和音頻壓縮格式。VCD的解析度只有約352×240，並使用固定的比特率（1.15Mbps），因此在播放快速動作的視頻時，由於數據量不足，令壓縮時宏區塊無法全面調整，結果使視頻畫面出現模糊的方塊。因此MPEG-1的輸出質量大約和傳統錄像機VCR相當，這也許是Video CD在已開發國家未獲成功的原因。MPEG-1音頻分三代，其中最著名的第三代協定被稱為MPEG-1 Layer 3，簡稱MP3，已經成為廣泛流傳的音頻壓縮技術。MPEG-1音頻技術在每一代之間，在保留相同的輸出質量之外，壓縮率都比上一代高。第一代協定MP1被套用在LD作為記錄數字音頻以及飛利浦公司的DGC上；而第二代協定MP2後來被套用於歐洲版的DVD音頻層之一。
MPEG-1具有以下特點：
隨機訪問
靈活的幀率
可變的圖像尺寸
定義了I-幀、P-幀和B-幀
半像素精度的運動向量
量化矩陣
GOF結構
slice結構
音頻分層
MPEG-1音頻分三層，分別為MPEG-1 Layer1，MPEG-Layer2以及MPEG-Layer3，並且高層兼容低層。其中第三層協定被稱為MPEG-1 Layer 3，簡稱MP3。MP3已經成為廣泛流傳的的音頻壓縮技術。
MPEG-1 Layer1採用每聲道192kbit/s，每幀384個樣本，32個等寬子帶，固定分割數據塊。子帶編碼用DCT(離散餘弦變換)和(快速傅立葉變換)計運算元帶信號量化bit數。採用基於頻域掩蔽效應的心理聲學模型，使量化噪聲低於掩蔽值。量化採用帶死區的線性量化器，主要用於數字盒式磁帶(DCC)。
MPEG-1制定於1992年，為工業級標準而設計，它可針對SIF標準解析度(對於NTSC制為352X240；對於PAL制為352X288)的圖像進行壓縮，傳輸速率為1.5Mbits/sec，每秒播放30幀，具有CD(指雷射唱盤)音質，質量級別基本與VHS相當。MPEG的編碼速率最高可達4- 5Mbits/sec，但隨著速率的提高，其解碼後的圖象質量有所降低。
運用
MPEG－1曾經是VCD的主要壓縮標準，是實時視頻壓縮的主流，可適用於不同頻寬的設備，如CD-ROM、Video-CD、CD-I。與M-JPEG技術相比較，在實時壓縮、每幀數據量、處理速度上均有顯著的提高。MPEG1可以滿足多達16路以上25幀/秒的壓縮速度，在500kbit/s的壓縮碼流和352像素×288行的清晰度下，每幀大小僅為2k。若從VCD到超級VCD到DVD的不同格式來看，MPEG1的352 ×288格式，MPEG2可有576×352、704 ×576等，用於CDROM上存儲同步和彩色運動標視頻信號，旨在達到VCR（模擬式磁帶錄放機Video Cassette Recorder；VCR）質量，其視頻壓縮率為26：1。MPEG1可使圖像在空間軸上最多壓縮1/38，在時間軸上對相對變化較小的數據最多壓縮1/5。MPEG1壓縮後的數據傳輸率為1.5Mbps，壓縮後的源輸入格式SIF（Source Input Format），解析度為352像素×288行（PAL制），亮度信號的解析度為360×240，色度信號的解析度為180×120，每秒30幀。MPEG1對色差分量採用4：1：1的二次採樣率。MPEG1、MPEG2是傳送一張張不同動作的局部畫面。在實現方式上，MPEG1可以藉助於現有的解碼晶片來完成，而不像M-JPEG那樣過多依賴於主機的CPU。與軟體壓縮相比，硬體壓縮可以節省計算機資源，降低系統成本。
但也存在著諸多不足。一是壓縮比還不夠大，在多路監控情況下，錄像所要求的磁碟空間過大。尤其當DVR主機超過8路時，為了保存一個月的存儲量，通常需要10個80G硬碟，或更多，硬碟投資大，而由此引起的硬碟故障和維護更是叫人頭疼。二是圖像清晰度還不夠高。由於MPEG1最大清晰度僅為352 X 288，考慮到容量、模擬數字量化損失等其它因素，回放清晰度不高，這也是市場反應的主要問題。三是對傳輸圖像的頻寬有一定的要求，不適合網路傳輸，尤其是在常用的低頻寬網路上無法實現遠程多路視頻傳送。四是MPEG1的錄像幀數固定為每秒25幀，不能丟幀錄像，使用靈活性較差。從廣泛採用的壓縮晶片來看，也缺乏有效的調控手段，例如關鍵幀設定、取樣區域設定等等，造成在保全監控領域套用不適合，造價也高。
總體看來M-JPEG與MPEG1由於技術成熟，是DVR市場的主流技術，但兩者的致命弱點就是硬碟耗費量大，且不能同時滿足保全與實時錄像場合的需要。
特點
參數
最大像素數/行：720
最大行數/影格：576
最大影格/秒：30
最大宏塊/影格：396
最大宏塊/秒：9900
最大位元率：1.86Mbps
最大解碼緩衝區尺寸：376832bit。
壓縮模式
MPEG-1可以按照分層的概念來理解，一個MPEG-1視頻序列，包含多個GOP，每個GOP包含多個幀，每個幀包含多個slice。
影格是MPEG-1的一個重要基本元素，一個影格就是一個完整的顯示圖像。影格的種類有四種：
I-圖像/影格（節點編碼圖像，intra coded picture）參考圖像，相當於一個固定影像，且獨立於其它的圖像類型。每個圖像群組由此類型的圖像開始。編碼時獨立編碼，僅適用幀內編碼技術，因而解碼時不參考其他幀，類似JPEG編碼。
P-圖像/影格（預測編碼圖像，predictive coded picture）包含來自先前的 I 或 P-畫格的差異資訊。編碼時使用運動補償和運\動估計，採用前向估計，參考之前的I-幀或者P-幀去預測該P格。
B-圖像/影格（前後預測編碼圖像，bidirectionally predictive coded pictures）包含來自先前和/或之後的 I 或 P-畫格的差異資訊。編碼也使用運動補償和運\動估計，預估採用前向估計、後向估計或是雙向估計，主要參考前面的或者後面的I格或者P格。
解碼標準
MPEG-1 audio layer 1
類型：Audio
制定者：MPEG
所需頻寬：384kbps（壓縮4倍）
缺點：頻寬要求較高
套用領域：voip
版稅方式：Free
