Die MPEG-Bildtypen


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Die MPEG-Bildtypen

MPEG verwendet drei Bildtypen: I-(Intra), P-(Predicted) und B-(Bidirectional predicted) Bilder. Intracodierte Bilder verwenden nur Informationen aus einem einzigen digitalisierten Vollbild. Bei I-Bildern findet die Motion Compensation somit keine Anwendung. Sie dienen aber als Ausgangspunkt für die Ermittlung von P- und B-Bildern. P-Bilder werden durch Motion Estimation aus zeitlich zurückliegenden Bildern vom Typ I oder P abgeleitet. Auch P-Bilder dienen demnach als Referenzbilder für die Ermittlung von Verschiebungsvektoren. B-Bilder werden entweder aus früheren oder späteren P- bzw. I-Bildern abgeleitet oder auf Basis von Nachbarbildern interpoliert. Sie dienen niemals zur Berechnung von Motion-Vektoren (Abbildung gif). Daher tragen B-Bilder im Gegensatz P-Bilder nicht zur Fehlerfortpflanzung bei. MPEG-Encoder haben darauf zu achten, daß ein gewisses Datenbudget eingehalten wird, um den Decoder (bzw. das Speichermedium) nicht zu überlasten. Bei B-Bildern darf wegen der fehlenden Fehlerfortpflanzung mit weniger Bits codiert werden als bei P-Bildern, so daß die Verwendung von B-Bildern auch zur Regulierung des Bitstroms dienen kann. I-Bilder erhalten die Zugriffsfreiheit auf das komprimierte Videomaterial, weil die Bildinformationen nicht über mehrere Bilder verteilt sind. Als Kompromiß werden häufig zwei I-Bilder pro Sekunde verwendet sowie zwei B-Bilder zwischen I- oder P-Referenzen. Zur bildgenauen Positionierung ist somit eine Berechnung über maximal 6 Zwischenbilder erforderlich. Die Kompressionsmethode der Makroblöcke, aus denen sowohl I- Als auch P-Bilder aufgebaut sind, basiert auf der Huffman-codierten quantisierten DCT auf 8*8 Pixelblöcken (4 Blöcke = 1 Makroblock), wie sie bereits bei JPEG Verwendung fand.

Die Berechnung der Motion Compensation ist sehr aufwendig (siehe auch den Abschnitt gif Aufbau eines MPEG-Encoders). Bei Software-Encoding, auch ''Non Real Time MPEG Encoding'' genannt, kann die Codierung auf Standardprozessoren nicht in Realzeit erfolgen. Für eine Stunde Originalmaterial muß hier eine Rechenzeit von 40 bis 1000 Stunden (Stand 1994) veranschlagt werden.

  
Figure: Verweisstruktur der Bildtypen bei vorwärts- und bidirektionaler Prädiktion [Buc94]


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Klaus Schroiff
Tue May 2 16:02:11 MET DST 1995