MPEG编码基础知识（一）
MPEG基础
首先简单介绍一下 MPEG 是什么： MPEG 是 Motion Picture Expert Group 的缩写，简单讲就是个行业里的组织，专门对数字内 容做出业界规范的组织。其实从 MPEG1 开始我们就广泛认识到这个组织和他们的标准了。之后便是MPEG2，具体代表是DVD。知道现在都是主流数码格式。 说到这里大家应该开始明白MPEG 这个组织其实他的责任就是推广每一代新的数字媒体规范或是规格，而不是实际的产品。
我们要讨论 Xvid 和 H.264 同属于 MPEG4 格式。从名字就可以看出来她是高于 MPEG1、2 的新一代数字媒体格式 具体规格如下：
- ISO 14496-1 (Systems) - 户动界面（有点像 DVD 里的菜单）
- ISO 14496-2 (Video) - ASP （Advanced Simple Profile)就是其中一种，代表产品有 Xvid， Divx5 等等。
- ISO 14496-3 (Audio) - AAC (Advanced Audio Codec)。
- ISO 14496-10 (Video) - Advanced Video Coding (AVC)，也被叫做 H.264。代表产品有 x264。（看好这里，不要把 h.264 和 x264 搞混了，一个是规格的名字，一个是开源代码的兼容编 码器，一个有一点，一个没有一点）
- ISO 14496-14 (Container) - 文件格式， 后缀名为.MP4。 这个 MP4 规格唯一官方指定的格式。
- ISO 14496-17 (Subtitles) - 字幕。
AVC/H.264基础
AVC/H.264 是 MPEG-4 标准所定义的最新，同时也是技术含量最高、代表最新技术水平的 视频编码格式之一。AVC/H.264 视频编码由 ISO（International Organization for Standardization） 的 MPEG （Moving Pictures Experts Group）和 ITU（International Telecommunication Union）的 VCEG （Video Coding Experts Group） 两个组织于 2003 年最终定稿。 而 AVC/H.264 标准本身则是由包括来自 MPEG 和 VCEG 专家的 Joint Video Team（JVT） 开发。 ISO 14496-10 （Video） - Advanced Video Coding （AVC） 从MPEG 的角度来说，这个标准叫做MPEG-4 Part10 （ISO 14496-10）从 ITU 的角度来说， 这个标准叫做 H.264 （ITU 文档编号）作为这个标准的 。 “官方名称” Advanced Video Coding ， （AVC）是 MPEG 由 Advanced Audio Coding（AAC）这个音频格式的视频副本确定的。
AVC/H.264 Profiles AVC/H.264 规定了多种不同的 Profile：最低 Profile、主要 Profile、扩展 Profile、高端 Profile （这些 Profile 本身还要划分数个等级） 。
-最低 Profile， 也叫做底线 Profile （Baseline Profile） 支持 I/P 帧， 只支持无交错 （Progressive） 和 CAVLC；
-扩展 Profile （Extended Profile）支持 I/P/B/SP/SI 帧， 只支持无交错 （Progressive） CAVLC；
-主要 Profile（Main Profile）提供 I/P/B 帧，支持无交错（Progressive）和交错（Interlaced） ， 同样提供对于 CAVLC 和 CABAC 的支持；
-高端 Profile（High Profile，也叫 FRExt）在主要 Profile 的基础上增加了 8x8 内部预测、自 定义量化、无损视频编码和更多的 YUV 格式（如 4：4：4）。
===========================具体技术细节，不感兴趣可忽略=========================
或许只有在将来才能知道哪些 Profile 或哪些功能会成为 DVDRIP 的主流， 但是我猜想会是 Main 或是 High Profile，包含下面的一些功能：
CAVLC/CABAC：
AVC/H.264定义了两种编码方法：CAVLC（上下文自适应变长编码）和CABAC（上下文自适应二进制算术编码）。这两种编码比MPEG-4 ASP的熵编码比特流语法（宏块类型，移动向量+参考指数）更加先进。
CAVLC是AVC/H.264的默认方法，它具有强大的数据压缩能力，能够额外的降低10-15%的码率（特别是高码率的情况下）。CABAC相对于CAVLC而言，它是一种无损的编码方法，因此它不会降低视频质量，但会降低编/解码速度。
Loop/Deblocking Filter:
相对于预过滤（例如在输入时使用的avisynth）或后期处理过滤（在输出时通过解码器完成），LoopFiltering是应用于每帧的编码过程，这有助于避免块效应，特别是低比特率的码流，但会降低编/解码速率。
Variable Block Sizes/Macroblock Partitions:（可变区块尺寸/ 微块分割）
相对于MPEG-4 ASP（只支持Inter4V/4MV ，块大小可在16x16和8x8之间变化）。AVC/H.264提供了把宏块划分为4x4像素（包括8x4步骤）的运动搜索进度。块大小事自适应/可变的，一个好的编码器可以自动的决定采用哪个特定的宏块。
Multiple Reference Frames:（多重参照帧）
相对于MPEG-4 ASP（只允许使用前一帧做参考），AVC/H.264提供了从可以在多帧中来进行内部运动搜索。这意味着编解码器可以决定是否像ASP一样参考前一帧数据，还是选择参考更前面的视频帧。由于这个原因，（比如P帧可以参考I帧之前的视频帧），产生了一种新的帧类型：IDR帧。该帧是I帧，在I帧之前，不允许后面的帧进行参考。允许多参考帧，会降低编/解码速率，并且分割文件时只能选择在IDR帧位置。
Weighted Prediction:（权重预测）
加权预测可以加权应用到参考帧（比如可以扩大（增强亮度）之前的图片），这有助于画面淡入淡出。
Rate Distortion Optimisation (RDO):（评价变化优化）
RDO允许编码器在不同选择中做出最有效编码的决定。（比如帧间/内决定，运动搜索….）。RDO不是AVC/H.264规格中定义的工具，但它是一个新的决策方法，它第一次由H.264软件引入。其它编解码器也可以使用RDO，向Xvid的VHD模式已经开启了RDO。
===========================具体技术细节，不感兴趣可忽略=========================
AVC profile 的设置主要是针对兼容性的，一些特定的硬件播放器需要指定的 profile 编码才能被识别，具体的例子有PSP，iPOD 视频等，他们都有自己指定的 profile。PSP 是main profile/level 3，其他可能会有兼容性问题，这点切记！！
要是这些 profile 已经把你搞糊涂了的话，AVC Level 就更多了。level 有十来个，每个profile 都对应这些level。因此可以有更 细致的分类。 要是只是准备在自己 PC 上播放的话，可以不去管这些实际的 profile 和 level，因为 pc 的好 处就是通杀，无所谓。
Profiles和Levels
为了适应不同应用的需要，MPEG-2引入了配置（profiles）和等级（levels）的概念，每种配置定义一套新的算法，而每一个等级指定一套参数范围(如图像大小、帧速率和位速率)。
MPEG-2的配置
| 配置（profile） | 特征 |
| 简单(Simple) | 4:2:0取样，仅用I、P帧，支持随机存取，不支持可伸缩性 |
| 基本(Main) | 以上参数，加上支持B帧 |
| 信噪比可变 | 以上参数，加上信噪比可变性 |
| 空间分辨率可变 | 以上参数，加上空间分辨率可变性 |
| 高档(High) | 以上参数，4:2:2采样方式 |
MPEG-2的等级
| 等级（level） | 特征 |
| 低级（Low） | 352×288，30帧/s，1.2Mb/s |
| 基本级（Main） | 720×576，30帧/s，4~15Mb/s |
| 高级（High）1440 | 1440×1152，60帧/s，60Mb/s |
| 高级（High） | 1920×1152，60帧/s，80Mb/s |
MPEG-2的配置与等级的组合
1、 http://wenku.baidu.com/view/c6059d20dd36a32d737581be.html
2、 http://forum.doom9.org/showthread.php?t=96059
3、Levels for MPEG-4 Visual Profiles http://www.m4if.org/resources/profiles/index.php
4、MPEG-2 Profiles and Levels http://wenku.baidu.com/view/d1379552f01dc281e53af0f7.html