MPEG-2 视频

MPEG-2 Video 是由 ISO/IEC 運動影象專家組與 ITU-T 聯合制定的影片壓縮標準，正式編號為 ISO/IEC 13818-2 和 ITU-T H.262。第一版在 1995 年完成，目標是以同一套解碼語法覆蓋數字電視、儲存介質和通訊等不同解析度、位元速率及掃描方式。

“MPEG-2”是一組標準，不只指影片編碼。

Part 1（ISO/IEC 13818-1、ITU-T H.222.0）規定節目流、傳輸流和系統複用，Part 2 規定影片，Part 3 與 Part 7 涉及不同音訊編碼。MPEG-2 Video 因而不是檔案容器，也不自動包含 MPEG 音訊；副檔名為。mpg、.vob 或。ts 的檔案需要分別檢查其中的影片、音訊和系統層。

編碼影象按序列、影象組、影象、切片、宏塊和塊等層次組織。常見 4:2:0 影片的一個宏塊覆蓋 16×16 個亮度取樣及相應色度取樣，並進一步分為 8×8 塊進行離散餘弦變換。變換把空間畫素轉換為不同頻率的係數，量化再降低這些係數的精度；較強量化通常減少位元速率，也更容易產生方塊、振鈴和細節損失。量化矩陣可以針對幀內與非幀內塊調整不同頻率的保留程度。MPEG-2 Video 使用 I、P、B 三類主要影象。I 影象不依賴其他影象的運動補償，可作為隨機訪問和錯誤恢復的基礎；P 影象從先前的 I 或 P 影象預測；B 影象可以同時利用前向與後向參考。影象組規定一段碼流中的典型排列，但標準並不要求固定長度。由於 B 影象所引用的後向參考需要先解碼，碼流中的解碼順序可能不同於顯示順序。封閉影象組與開放影象組對跨邊界參考的處理也不同。

運動補償通常以 16×16 宏塊或相應分割槽為單位，用運動向量指出參考畫面中的預測位置。編碼器怎樣搜尋運動向量、判斷場景切換或分配位元不屬於標準強制演算法，只要輸出碼流能按規定解碼即可。MPEG-2 影片一般使用半畫素運動補償，不具備後續 AVC、HEVC 那樣更細的分割槽體系，因此複雜運動和邊緣在較低位元速率下可能需要更多殘差資料。

該標準從設計上兼顧逐行與隔行影片。影象可以作為完整幀或單獨的場編碼，幀影象中的宏塊還可選擇幀預測、場預測以及幀或場離散餘弦變換。碼流使用 progressive_sequence、progressive_frame、top_field_first 和 repeat_first_field 等標誌描述掃描與顯示時序。電影來源節目可用逐行影象配合重複場標誌形成 3:2 下拉，也可在製作階段轉換為真正的隔行畫面；只看容器報告的輸出幀率，未必能判斷原始運動結構。

配置檔案限定編碼工具與色度能力，級別限定解析度、取樣率、位元速率和緩衝資源。Simple Profile 不使用 B 影象，Main Profile 是廣播和消費發行最常見的基礎；後續還包括面向可伸縮編碼、高色度或專業製作的配置。Main Level 常用於標準清晰度數字電視和 DVD，High-1440 與 High Level 擴充套件到高畫質引數，4:2:2 Profile 則服務於較高色度精度的節目製作與傳輸。配置檔案與級別的組合必須整體判斷，不能只看到“Main”便確定畫面尺寸。

影片緩衝驗證器模型規定假想解碼器怎樣按碼流時序接收和移除資料，用於約束峰值資料量和緩衝佔用。編碼器可以生成恆定位元速率或可變位元速率節目，但必須使合規解碼器的緩衝既不溢位也不下溢。位元速率控制的具體方法不在規範內，因而相同平均位元速率的兩個 MPEG-2 編碼可能具有不同的瞬時分配和畫面質量。

DVD-Video 主要使用 MPEG-2 Video：面向 525/60 系統的完整畫面通常為 720×480，面向 625/50 系統通常為 720×576，並與音軌、字幕和導航包一起封裝在 VOB 中。數字電視更常把影片基本流置於 MPEG-2 Transport Stream，以適應連續廣播和多節目複用。節目流、傳輸流和影片基本流各有不同邊界，不能把 TS 或 VOB 本身稱為一種影片編碼。MPEG-2 Video 也用於衛星、有線與地面數字電視、早期高畫質廣播、專業節目交換、SVCD，以及部分 Blu-ray 和 HD DVD。Blu-ray 允許 MPEG-2 作為影片編碼，但較大的碟片容量與高畫質標誌不會改變其基本壓縮工具；實際位元速率通常高於 DVD。此後 H.264 / AVC 與 HEVC 在許多新系統中以更復雜的預測和分割槽換取更高壓縮效率，MPEG-2 仍因既有節目、廣播基礎設施和裝置相容性繼續被解碼與儲存。

MPEG-2 Video 標識只說明碼流遵循 H.262 / ISO/IEC 13818-2，不能單獨確定清晰度、掃描方式、畫面比例或質量。標準允許多種引數組合，最終結果還取決於源素材、制式轉換、去噪、量化矩陣、影象組結構、編碼器實現和可用位元速率。