Các bước chính trong quá trình mã hóa video MPEG-2:
- Chia các điểm ảnh thành các macroblock & block 8x8 điểm ảnh.
- Xác định lượng dư thừa theo thời gian và biểu diễn bằng quá trình bù chuyển động (motion compensation).
- Tim lượng dư thừa theo không gian bằng quá trình DCT (Biến đổi côsin rời rạc). Quá trình DCT là không rút gọn được lượng thông tin video vì quá trình này là quá trình thuận nghịch.
- Rút gọn thông tin video bằng quá trình lượng tử hóa. Quá trình này loại bỏ các chi tiết trên hình ảnh, các chi tiết này thường ở các tần số cao. Tại các vùng không gian tần số cao (hình vẽ bằng bút chì, nét chữ trong một quyển sách hoặc các vùng có độ tương phản cao), các chi tiết dư thừa xuất hiện ở cả tần sô' cao và thấp, các chi tiết ở vùng tần sô' thấp sẽ được giảm xuống. Điều này dựa trên khả nãng nhận biết giới hạn của hệ thần kinh thị giác, không có khả năng nhận biết các thông tin này. Quá trình lượng tử hóa sẽ loại bỏ một số thông tin trong hình ảnh và người sử dụng có thể sẽ không nhận thấy sự suy giảm chất lượng khi đã loại bỏ những thông tin này .
- Quá trình mã hóa độ dài thay đổi là quá trình làm giảm lượng dư thừa về mặt toán học. Sản phẩm của quá trình mã hóa độ dài thay đổi là nội dung cơ bản của tín hiệu video trong dòng truyền tải.
- Trong tiêu chuẩn MPEG-2, hình ảnh được tổ chức thành từng nhóm ảnh GOP
(Group o f Picture). Các nhóm xác định cấu trúc cho cả chuỗi và chứa đựng một số xác định các ảnh. Chuẩn nén MPEG phân các ảnh được xử lý thành 3 loại ảnh đó là ảnh I, B, p.
Chuẩn nén MPEG-2 sử dụng các kỹ thuật kết hợp nén từng khung hình (nén trong ảnh) và nén giữa các khung hình (nén liên ảnh) sử dụng kỹ thuật “dự đoán bù chuyển động” do đó có thể đạt tỉ lệ nén cao. Đây là kỹ thuật được xây dựng trên cơ sở các thuật toán khai thác các mối liên hệ chặt chẽ có tính logic giữa các ảnh liên tiếp nhau, nhằm giảm số lượng thông tin cần truyền các ảnh này. Với kỹ thuật này, hầu hết các ảnh trong một đoạn video sẽ được suy diễn từ những ảnh đến trước và sau nó với một lượng thông tin tối thiểu bổ sung để thể hiện sự khác biệt giữa các ảnh này. Phần chủ yếu của kỹ thuật này là bộ phận đánh giá chuyển động với các chức năng phức tạp nhất, quyết định khả nâng của bộ mã hoá.
Hình 2.1: Quá trình mã hoá Video MPEG-2
2.2.2. Nén video số theo tiêu chuẩn MPEG-22.2.2./. Nén ảnh I (Nétĩ trong ảnh)