MPEG-动态图像专家组

MPEG--动态图像专家组MPEGMovingPicturesExpertsGroup/MotinPicturesExpertsGroup，中文译名是动态图像专家组。MPEG是计算机常见多媒体文件格式。MPEGMPEGMPEG-1MPEG-2MPEG-4MPEG-7MPEG-21等。该专家组建于1988年，特地负责为CD视频和音频标准，而成员都是为视频、音频及系统领域的技术专家。及后，他们成功将声音和影像的记录脱离了传统的模拟方式，建ISO/IEC1172压缩编码标准，并制定出MPEG-时代。因此，大家现时泛指的MPEG-XISO(International图一OrganizationforStandardization〕所制定而公布的视频、音频、数据的压缩标准。MPEG标准的视频压缩编码技术主要利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度，利用DCT技术以减小图像的空间冗余度，利用熵编码则在信息表示方面减小了统计冗余度。这几种技术的综合运用，大大增加了压缩性能。MPEG-1MPEG-11992年正式出版，标准的编号为ISO/IEC111721.5Mb/sMPEG-11数字盒式录音带MPEG-12DAB,VCDMPEG-13Internet,MP3音乐MPEG-1audiolayer1类型：AudioMPEG384kbps图二压缩率4:1特性：编码简洁，用于数字盒式录音磁带，2VCDMPEG-1优点：压缩方式相对时域压缩技术而言要简洁得多，同时编码效率、声音质量也大幅提高，编码延时相应增加。可以到达“完全透亮”的声音质量〔 EBU音质标准〕缺点：频宽要求较高voipFree备注：MPEG-1声音压缩编码是国际上第一个高保真声音数据压缩的国际标准，它分为三个层次：1(Layer1〕：编码简洁，用于数字盒式录音磁带2(Layer2〕：算法简洁度中等，用于数字音频播送〔DAB〕VCD--层3(Layer3〕：编码简洁，用于互联网上的高质量声音的传输，如 MP3音乐压缩10倍MUSICAM(MPEG-1audiolayer2MP2)AudioMPEG所需频宽：256～192kbps压缩率8:1--6:1特性：算法简洁度中等，用于数字音频播送〔DAB〕VCD，2MUSICAM由于其适当的简洁程度和优秀的声音质量，在数字演播室、DABDVB等数字节目的制作、交换、存储、传送中得到广泛应用。优点：压缩方式相对时域压缩技术而言要简洁得多，同时编码效率、声音质量也大幅提高，编码延时相应增加。可以到达“完全透亮”的声音质量〔 EBU音质标准〕缺点：voipFreeMPEG-1audiolayer1MP3(MPEG-1audiolayer3)AudioMPEG所需频宽：128～112kbps压缩率12:1--10:1特性：编码简洁，用于互联网上的高质量声音的传输，如 MP3音乐压缩10倍，2声道。MP3是在综合MUSICAM和ASPEC的优点的根底上提出的混合压缩技术，在当时的技术条件下，MP3的简洁度显得相对较高，编码不利于实时，但由于 MP3在低码率条件下高水准的声音质量，使得它成为软解压及网络播送的宠儿。优点：压缩比高，适合用于互联网上的传播MP3128KBitrate及以下时，会消灭明显的高频丧失voipFreeMPEG-1audiolayer1MPEG-2MPEG-21994年公布，包括编号为13818-1系统局部、编号为13818-2频局部、编号为13818-3的音频局部及编号为13818-4的符合性测试局部。图三MPEG-2编码标准期望囊括数字电视、图像通信各领域的编码标准， MPEG-2按压缩比大小的不同分成五个档次〔profile〕，每一个档次又按图像清楚度的不同分成四种图像格式，或称为级别〔level〕。五个档次四种级别共有20种组合，但实际应用中有些组合不太可能消灭，较常用的是11种组合这11种组合分别应用在不同的场合，如MP@ML〔主档次与主级别〕用在具有演播室质量标准清楚度电视 SDTV中，美国HDTV大联盟承受MP@HL〔主档次及高级别〕。MPEG-2audiolayer类型：AudioMPEG所需频宽：与MPEG-1123MPEG-2的声音压缩编码承受与MPEG-1声音一样的编译码器，层123的构造也一样，但它能支持5.17.1优点：支持5.17.1缺点：voip版税方式：按个收取MPEG-2的声音压缩编码承受与MPEG-1声音一样的编译码器，层123的构造也一样，但它能支持5.17.1MPEG-4MPEG-419957199811ISO/IEC标准编号是mpegISO/IEC14496，它不仅针对确定比特率下的视频、音频编码，更加留意多媒体系统的交互性和灵敏性。这个标准主要应用于视像、视像电子邮件等，对传输速率要求较低，在4800－6400bits/s之间，区分率为176*144。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术、数据压缩，以求用最少的数据获得最正确的图像质量。利用 MPEG-4的高压缩率和高的图像复原质量可以把DVD里面的MPEG-2视频文件转换为体积更小的视频文件。经过这样处理，图像的视频质量下降不大但体积却可缩小几倍，可以很便利地用 CD-ROM来保存DVD上面的节目。另外，MPEG-4在家庭摄影录像、网络实时影像播放也大有用武之地。MPEG-7MPEG-7〔它的由来是1+2+4=7MPEG-3MPEG-5MPEG-6〕199610月开头争论。精准来讲，MPEG－7并不是一种压缩编码方法，其正规的名字叫做’多媒体内容描述接口，其目的是生成一种用来描述多媒体内容的标准，这个标准将对信息含义的解释供给确定的自由度，可以被传送给设备和电脑程序，或者被设备或电脑程序查取。MPEG-7并不针对某个具体的应用，而是针对被MPEG-7标准化了的图象元素，这些元素将支持尽可能多的各种应用。建立MPEG-7标准的动身点是依靠众多的参数对图象与声音实现分类，并对它们的数据库实现查询，就象我们今日查询文本数据库那样。可应用于数字图书馆，例如图象编目、音乐词典等；多媒体查询效劳，如号码簿等；播送媒体选择，如播送与电视频道选取；多媒体编辑，如共性化的电子闻效劳、媒体创作等。MPEG－21MPEG199910MPEG12MPEG会议确定了MPEG-21的正式名称是“多媒体框架”或“数字视听框架”，它以将标准集成起来支持协调的技术以治理多媒体商务为目标，目的就是理解如何将不同的技术和标准结合在一起需要什么的标准以及完成不同标准的结合工作。MPEGMPEG的缔造者们原先打算开发四个版本：MPEG1-MPEG4，以适用于不同带宽和数字MPEG3MPEGMPEG-1MPEG-2MPEG-4MPEG在三方面优于其他压缩/解压缩方案。首先，由于在一开头它就是做为一个国际化的标准来争论制定，所以，MPEG具有很好的兼容性。其次，MPEG能够比其他算法供给更好的压缩比，最高可达200:1MPEG在供给高压缩比的同时，对数据的损失很小。MPEG-1MPEG-11992CD-ROMVideo-CDCD-i。它可针对SIF〔对于NTSC352X240PAL352X288〕的图象进展压缩，传输速率为1.5Mbits/sec30CD〔指激光唱盘〕音质，质量级别根本与VHSMPEG的编码速率最高可达4-5Mbits/sec但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1也被用于数字网络上的视频传输，如非对称数字用户线路(ADSL〕，视频点播〔VOD〕，以及教育网络等。同时，MPEG-1也可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。MPEG-2MPEG-21994mpeg-2编码器-sc-1101以及更高的传输率。MPEG-2所能供给的传输率在3-10Mbits/sec间，其在NTSC制式下的区分率可达720X486，MPEG-2也可供给并能够供给播送级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可供给左右中及两个围绕声道，以及一个加重低音声道，和多达 7个伴音声道〔DVD可有8种语言配音的缘由〕。由于MPEG-2在设计时的奇异处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。MPEG-2HDTV，使得原打算为HDTV设计的MPEG-3〔MPEG-3要求传输速率在20Mbits/sec-40Mbits/sec〕DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为播送，有线电视网，电缆网络以及卫星直播(DirectBroadcastSatellite〕供给播送级的数字视频。MPEG-2存储容量，以及带宽的要求。MPEG-2所带来的高清楚度画面质量〔如DVD画面〕在电视上效果并不明显，到是其音频特性〔如加重低音，多伴音声道等〕更引人注目。MPEG-4MPEG专家组的专家们正在为MPEG-4的制定努力工作。MPEG-4标准主要应用于视像〔videophone〕，视像电子邮件〔VideoEmail〕和电子闻〔Electronicnews〕传输速率要求较低，在4800-64000bits/sec之间，区分率176X144ip-3400 mpeg-4机MPEG-4的图象质量。MPEG-1MPEG-2MPEG-4的特点是其更适于交互AVMPEG-4是第一个使你由被动变为主动〔不再只是观看，允许你参与其中，即有交互性〕的动态图象标准；它的另一个特点是其综合性；从根源上说，MPEG-4试图将自然物体与人造物体相溶合〔视觉效果意义上的〕MPEG-4的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。MPEG4标准的应用目标是什么？一、解决低比特率下的多媒体通信等问题；二、试图建立一种标准，具有广泛的兼容性，能够在多行业得以广泛应用三、是一种面对将来的标准，考虑将来技术进展，如人与内容的交互MPEG4的应用目标是针对窄带宽传输、高画质压缩、交互性操作以及将自然物体与人造物体相溶合的表达方式，同时还特别强调广泛的适应性和可扩展性。MPEG4的商业应用领域有哪些？MPEG4的商业应用领域包括：数字电视、实时多媒体监控、低比特率下的移动多媒体通信、基于内容存储和检索多媒系统、网络视频流与可视玩耍、网络会议、交互多媒体应用、基于计算机网络的可视化合作试验室场景应用、演播电视等。MPEG-4特别针对低带宽等条件设计算法，因而MPEG4的压缩比更高，使低码率的视频传输成为可能。在公用线上可以连续传输视频，并能保持图像的质量，这是其它技术做不到的。节约存储空间。同等条件如场景、图像格式和压缩区分率条件下，经过编码处理的图像文件越小，所占用的存储空间越小。由于MPEG-4算法较MPEG-1MPEG-2更为优化，因而在压缩效率上更高。MPEG4的最高图像清楚度为768X576MPEG1352X288可以到达接近DVD的画面效果。这使得它的图像高清楚度格外好。另外，其它的压缩技术由于算法上的局限，在画面中消灭快速运动的人或物体和大幅度的场景变化时，图像质量下降。而MPEG4MPEGMPEG问世数年来，给计算机和家电产业带来的冲击是巨大的。各种基于 MPEG标准的产品如雨后春笋般不断涌现，VCD的消灭已经使在家电市场上风光多年的录相机看到了生命之路的终点〔VCD？〕；而以生产MPEG解码芯片著称的C-CUBE先进的技术，找准市场的方向，才是企业兴盛的出路。面对 MPEG技术的不断进展，企业是否能跟得上潮流的变化，能否利用更的技术，开拓出更宽阔的市场，这都是值得认真思考的；就象原英特尔公司总裁安德鲁.葛洛夫先生的一本书名所述：“只有偏执狂才能生存。常见谬误MPEG-4DIVX不少人都以为DIVXMPEG-4DIVX是将影像局部以MPEG-4来压缩、音效局部以MP3压缩处理，再以AVIMPEG-2小，而画质MPEG-1MPEG-2MP3MPEG-3正如前述，MPEG-3只不过是被放弃的一种压缩技术，至于大家生疏的 MP3其实是MPEG-1Layer3的音频数据压缩技术，简称MP3全压缩理念MPEG-4的消灭是由于MPEG-1MPEG-2的压缩技术，不能将它放在网络上作为影音资料传递之用，所以MPEG-4不再是承受每张画面压缩的方式，而是承受了全的压缩理念。先将画面上的静态对象统一制定标准标准，例如文字、背景、图形等，然后再以动态对象作根底的方式将画面压缩，务求以最少数据获得最正确的画质，并将之作为网络上传送之用。此外，值得一提的是，继MPEG-4后，将会进入更先进的MPEG-7年月。这项崭技术已非一种压缩编码方法，而是一种多媒体内容描述接口〔 MultimediaContentDescriptionInterface〕，能快速搜寻不同类型的多媒体材料，对于将来要面对日渐浩大的图像、声音的治理有重大帮助。MPEG-4MPEG(MovingPicturesExpertsGroup〕是在ISO(织〕IEC(〕内运作的一个工作组。自从1988MPEGISO/IEC11172〔通常所说的MPEG-1ISO/IEC13818〔通常所说的MPEG-2〕国际标准，其中包括用于效劳器和网络会话的标准协议 DSM-CC(Digitalstoragemediacommandandcontrol，数字存储媒体命令与把握〕。这些标准已获得产业和效劳供给商的广泛支持，并且引起了一场数字革命，使得更加普遍的交互式媒体得以快速进展。目前，MPEG将争论重点转向了交互性更加高级的形式，在将来的几年里，技术的进展将使这种高级形式成为可能。这就是 MPEG-4课题的目标，该课题估量在1998年底完成，该工程的完成可使用户到达关于音频视频内容交互性的多种形式，以及以一种整体的方式将人工的和自然的音频和视频信息溶合在一起。MPEG-4技术包含两个主要局部：视听对象的编码工具集和描述编码工具和编码对象的句法语言〔syntaticlanguage〕。从技术的观点看，与传统编码标准最显著的不同是：接收者可以下载用于表示视听信息的语法描述，并且具有很快被VLSI〔超大规模集成〕技术所支持的特征。MPEG-4是一个正在制定的国际标准，它支持用于通信、访问和数字视听数据处理的方法〔特别是基于内容的〕。考虑到低损耗、高性能技术供给的时机和面临快速扩展MPEG-4将供给灵敏的框架和开放的工具集，这些工具将支持一些型的和常规的功能。由于快速进展的技术使得工具软件的下载极为便利，因此这种方式极具吸引力。本文将介绍MPEG-4的特点以及由MPEG-4MPEG-4的构造和一些潜在的应用，还将介绍制定该标准的工作打算。MPEG远程通信、计算机和电视/电影工业之间的传统界限极为模糊。历史上原本属于某一领域的内容现已渗透到其他两个领域中。视频、声音和通信已进入计算机；交互性进这三种行业是从不同的技术角度来争论音像应用的。在当今世界，应对三种主要趋势予以关注：1、向无线通信进展的趋势；2、向交互式计算机应用进展的趋势；3、视听数据的综合应用不断增长的趋势。对于传统意义上区分的各行业间的穿插，应综合考虑这三种趋势；目前的标准和正在制作的标准没有充分涉及这些的需求。而MPEG-4的重点就是解决这些需求，即综合三种行业的通用应用，以供给便于交互的音频-视频编码、高压缩比和通用访问力气。为了承受快速进展的相关技术的优点，MPEG-4标准将保证高度的灵敏性和扩展性。基于内容的交互性包括人与音像画面中有意义的对象相互作用的力气。目前， 这种交互作用局限于计算机图形，即人工合成的内容。对于的交互式音像应用，能够供给与自然的、人工的及自然/人工混合的音像对象的相互作用极为重要。为了有效使用存储空间和传送带宽，需要有较高的压缩比。对于低比特率的应用，改善压缩效率格外重要。通用访问力气是指对有用的音像数据的访问可以在存储和传送媒体的很大范围内进展的鉴于移动通信的快速崛起，通过无线网络进展这种应用的访问尤为重要。高度的灵敏性和可扩展性由句法描述语言来保证，这种句法描述语言称为‘MPEG-4句法描述语言’〔MSDL〕。MSDL将在下面介绍。目前的视听标准是为从照相机和麦克风猎取的自然内容的编码重现而设计的。 由于上述三个领域的相互渗透，人工内容的应用在不断增长。因此，很明显的需求是一种既适合于自然对象又适合于人工对象的模式，它能够用来产生单一的音像序列。MPEG的或改进的功能下述8个关键的功能是MPEG-4的特点，可以认为现存的或其他正在制定的标准不能完全支持MPEG-4MSDLMSDL这些功能如表11中依据它们是否涉及基于内容的交互性、压缩比或通用访问力气进展了分组。其他标准的功能除上述的或改进的功能外，还有几种其他的重要功能，需要用它来支持已预见到的音频应用。与的或改进的功能所不同的是，下面所列的功能已由现行的或其他正在制定的标准供给。1、同步———对所表示的音频、视频和其他内容数据进展同步的力气；2、关心数据力气———为二进制数据比特流安排通道的力气；3、虚拟通道安排的灵敏性———动态地重安排视频、音频或数据通道的力气；4、低延迟模式〔端对端或解码器)———对系统、音频和视频编码进展低延迟操作的力气；5、用户把握———支持交互操作中用户把握的力气；6、传送媒体交互运作———在各种媒体上进展运作的力气；7、与其他音像系统的交互运作———与各种类型的终端相互作用的力气；8、多点力气———具有多源或多目的地的力气；9、安全———供给密码、鉴别和密钥治理的力气；10、内容———对各种类型的可视画面和音频内容进展编码的力气〔高的和中等质量的音频、宽带、窄带、智能和人工语言及人工音频〕；11、格式———对各种格式的音频和视频进展编码的力气；12、质量———对解码的音频或视频质量的评估。MPEG-4MPEG-4构造将为特定问题供给完整的解决方案，并且具有对最的音像编码技术进展MPEGMPEG-44MPEG-4句法描述语言、工具、算法和轮廓。这些局部如以以下图所示：MPEG-4句法描述语言〔MSDL)MPEG-4句法描述语言的目的是便于工具、算法和轮廓的选择、描述和下载，以及描述如何分析和处理根本的数据流。MSDL协商解码器的配置，该结果将打算轮廓；描述轮廓：各组成局部以及这些组成局部间的链接；在非特定机器语言中下载丧失局部，特别是在音像应用中；用与所选择的轮廓相全都的语法和语义来传送数据〔音像和其他〕。工具工具是一种通过MPEG-4句法描述语言或使用MSDL通过软件或硬件来实现。工具例如：运行补偿和外形表示。算法算法是供给一个或多个功能工具的有机组合。MPEG-1MPEG-1MPEG-2系统。轮廓轮廓是以特定的方式限定的一个算法或一组算法，用以解决一组特定的应用问题。MPEG-2atMainProfile@MainLevel。哪些内容需要标准化以特定的方式可以将其下载到MPEG-4MPEG，下一步很可能就是对MPEG-4句法描述语言、一些工具和一些轮廓的标准化。虽然不必对全部的应用规定轮廓、算法甚至工具。但在轮廓级别范围内，以下应用是必需进行标准化的：某些应用需要解码器开启与声音和图像重放之间的延迟尽可能的短； 标准化的轮廓保证最快的开启。某些应用使用了有限的易出错的传送资源，如无线网络。下载花费时间较长，在临