一.为什么需要对图象进行压缩？ 

　　在对视频图象进行数字化时，将生成大量的数字信息。例如一帧720X576点阵、16位色的数字图象占用1.35MB的存储空间，所以全活动 （每秒25帧）图象所占用的带宽将达到每秒33.75MB，只有少数配置成RAID-0的SCSI硬盘阵列可能跟上这个存储速度。照此速度，常用的CD- R盘片只能存储16秒这种活动图象。因此，为了进入实际应用，必然需要对视频信号进行压缩。

二.压缩分为无损压缩与有损压缩

　　1.无损压缩
　　无损压缩是指回放压缩文件时，能够准确无误地恢复原始数据。这常用于数据文件的压缩，例如ZIP文件。无损压缩常用的算法是Huffman方法和可变游程编码。
　　Huffman统计码字出现的概率，按照频率高的码字分配较短编码位数这一编码原则，减小平均字长，达到压缩数据的效果。这种压缩算法需要预先统计图像中颜色值出现的概率，编码方案每幅图像都不相同，编码效率不高。
　　可变游程编码使用一对参数，颜色和长度，来代替一连串连续存储的相同颜色值，从而减小相同颜色所占用的存储空间。这种压缩算法压缩黑白图片时非常有用，但是对活动的彩色图象压缩时并不实用，它受图象复杂度的影响太大，造成压缩率过低，很难超过3：1。

　　2.有损压缩
　　顾名思义，有损压缩算法靠丢掉大量冗余信息来降低数字图象所占的空间，回放时也不能完整地恢复原始图象，而将有选择地损 失一些细节，损失多少信息由需要多高的压缩率决定。对同一种压缩算法来讲，所需压缩率越高，损失的图象信息越多。一般采用的算法为变换编码+运动检测。现 在通用的变换编码有DCT（离散余弦变换）和小波变换，运动检测采用块搜索算法。还有其他一些编码算法：对象编码，基于模型的编码，分形编码等。
　　现在所用的MPEG，H.263等压缩标准，都是基于变换编码+运动检测的方法，都属于有损算法。

三.MPEG系列压缩算法介绍

MPEG系列是目前使用最多的压缩标准。MPEG(Moving Picture Expert Group)是在1988年由国际标准化组织(International Organization for Standardization，ISO)和国际电工委员会(International Electrotechnical Commission，IEC)联合成立的专家组，负责开发电视图像数据和声音数据的编码、解码和它们的同步等标准。这个专家组开发的标准称为MPEG标 准，到目前为止，已经开发和正在开发的MPEG标准有：
MPEG-1：数字电视标准，1992年正式发布。
MPEG-2：数字电视标准。
MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度电视(High-Definition TV，HDTV)工作组。
MPEG-4：多媒体应用标准(1999年发布)。
MPEG-5：直至1998年9月还没有见到定义。
MPEG-6：直至1998年9月还没有见到定义。
MPEG-7：多媒体内容描述接口标准(正在研究)。
MPEG-1和-2标准已经正式发布，并且得到广泛应用。例如，CD-交互系统，在网络上的数字声音广播、数字电视广播和影视点播等。下面是MPEG-1和-2的典型编码参数。

1.MPEG-1
MPEG-1标准于1993年发布。它的设计思想是在1Mbit/s到1.5Mbit/s的低带宽条件下，提供尽可能高的图象质量（包括音频，以下所指图象均包括音频）。对家庭录影与商务资料存档来说，MPEG-1所提供的质量已经足够好。
VCD使用MPEG-1标准，图象尺寸为352X288，标准带宽为1.2Mbit/s。

2.MPEG-2数字电视标准
MPEG-2标准从1990年开始研究，1994发布DIS。它是一个直接与数字电视广播有关的高质量 图像和声音编码标准。　　MPEG-2可以说是MPEG-1的扩充，因为它们的基本编码算法都相同。但MPEG-2增加了许多MPEG-1所没有的功能， 例如运动向量的精确度提高到半个像素；由于关键帧里存在特殊向量，扩展了错误冗余；离散余弦变换中可选择精度；超前预测模式；质量伸缩性（在同一视频流中可容忍不同质量的图象）；支持VBR，提供了位速率的可变性能(scalability)功能；增加了隔行扫描电视的编码。
MPEG-2要达到的最基本目标是：位速率为4～9 Mbit/s，最高达15 Mbit/s。
MPEG-2的标准号为ISO/IEC 13818，标准名称为”信息技术�电视图像和伴音信息的通用编码(Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information )”。MPEG-2包含9个部分：
① MPEG-2系统，写成MPEG-2 Systems，规定电视图像数据、声音数据及其他相关数据的同步，标准名是ISO/IEC 13818-1：1996 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information ：Systems。
MPEG-2的系统模型标准主要是用来定义电视图像数据、声音数据和其他数据的组合，把这些数据组合成一个或者多个适合于存储或者传输的基本数据流。
数据流有两种形式，一种称为程序数据流(Program Stream，PS)，另一种称为传输数据流(Transport Stream，TS)。程序数据流是组合一个或者多个规格化的即包化基本数据流(Packetised Elementary Streams，PES)而生成的一种数据流，用在出现错误相对比较少的环境下，适合使用软件处理的应用；传输数据流也是组合一个或者多个PES而生成的 一种数据流，它用在出现错误相对比较多的环境下，例如在有损失或者有噪声的传输系统中。
② MPEG-2电视图像，写成MPEG-2 Video，规定电视数据的编码和解码，标准名是ISO/IEC 13818-2：1996 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information ：Video。
③ MPEG-2声音，写成MPEG-2 Audio，规定声音数据的编码和解码，是MPEG-1 Audio的扩充，支持多个声道，标准名是ISO/IEC 13818-3：1998 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 3：Audio。
④ MPEG-2一致性测试，写成MPEG-2 Conformance testing，标准名是ISO/IEC DIS 13818-4 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 4：Conformance testing。
⑤ MPEG-2软件模拟，写成MPEG-2 Software simulation，标准名是ISO/IEC TR 13818-5：1997 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 5：Software simulation。
⑥ MPEG-2数字存储媒体命令和控制扩展协议，写成MPEG-2 Extensions for DSM-CC，标准名是ISO/IEC DIS 13818-6 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 6：Extensions for DSM-CC。
这是一个数字存储媒体命令和控制(Digital Storage Media Command and Control，DSM-CC)扩展协议，用于管理MPEG-1和MPEG-2的数据流，使数据流既可在单机上运行，又可在异构网络(即用类似设备构造但运行不同协议的网络)环境下运行。在DSM-CC模型中，服务器(server)和客户器(client)都被认为是DSM-CC网络的用户 (user)，DSM-CC定义了一个称为会话和资源管理(Session and Resource Manager，SRM)的实体，用来集中管理网络中的会话和资源。
⑦MPEG-2先进声音编码，写成MPEG-2 AAC，是多声道声音编码算法标准。这个标准除后向兼容MPEG-1 Audio标准之外，还有非后向兼容的声音标准。标准名是ISO/IEC 13818-7：1997 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 7：Advanced Audio Coding (AAC)。
⑧ MPEG-2系统解码器实时接口扩展标准，标准名是ISO/IEC 13818-9：1996 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 9：Extension for real time interface for systems decoders。
这是与传输数据流(Transport Stream)的实时接口(real-time interface，RTI)标准，
它可以用来适应来自网络的传输数据流。
⑨ MPEG-2 DSM-CC一致性扩展测试，标准名是ISO/IEC DIS 13818-10 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 10：Conformance extensions for Digital Storage Media Command and Control (DSM-CC)。
⑩ MPEG-2先进声音编码标准修正版，标准名是Amendment 1 to ISO/IEC TR 13818-5：1997 Amendment 1 to ISO/IEC TR 13818-5：1997 Advanced Audio Coding (AAA)。
最后要说明的是，MPEG-2的Part 8原计划用于采样精度为10比特的电视图像编码，但由于目前工业界对此兴趣不大，因此该标准已暂停开发。