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MPEG-4标准和应用

2008-07-12   互联网 / AV110.net 点击: 标签:
  

一、MPEG是什么?

 MPEG是运动图像专家组的简称,全称是ISO/IEC JTC1/SC29/WG11,即国际标准化组织和国际电工委员会第一联合技术组第29分委会第11工作组,负责数字视频音频和其他媒体的压缩、解压缩、处理和表示等国际技术标准的制定工作,制定的标准推动了VCDDVD数字电视高清晰度数字电视等产品的发展。 JPEG是联合图像专家组的简称,全称是ISO/IEC JTC1/SC29/WG1,即国际标准化组织和国际电工委员会第一联合技术组第29分委会第1工作组,负责静止图像编码国际标准的制定,所制定的JPEG、JBIG、JPEG2000等标准在传真机、数字相机等产品中得到了广泛应用。

二、MPEG制定的标准

MPEG-1和MPEG-2是MPEG组织制定的第一代视、音频压缩标准,为VCD、DVD及数字电视和高清晰度电视等产业的飞速发展打下了牢固的基础,曾获得了著名的Emmy奖。MPEG-4是基于第二代视音频编码技术制定的压缩标准,以视听媒体对象为基本单元,实现数字视音频和图形合成应用、交互式多媒体的集成,目前已经在流式媒体服务等领域开始得到应用。MPEG-7是多媒体内容描述标准,支持对多媒体资源的组织管理、搜索、过滤、检索,已基本完成。正在制定的MPEG-21的重点是建立统一的多媒体框架,为从多媒体内容发布到消费所涉及的所有标准提供基础体系,支持连接全球网络的各种设备透明地访问各种多媒体资源。

目前,MPEG系列国际标准已经成为影响最大的多媒体技术标准,对数字电视、视听消费电子产品、多媒体通信等信息产业的重要产品产生了深远影响。

三、MPEG4的特点

MPEG(Moving Picture Experts Group)专家组继成功定义了MPEG-1和MPEG-2之后,于1993年7月开始制订全新的MPEG-4标准,并分别于1999年初和2000年初正式公布了版本1和版本2。到2001年10月,MPEG一4已定义了19个视像类(Visual Profile),其中新定义的简单演播室类(Simple Studio Profile)和核心演播室类(Core studio Profile)使MPEG-4对MPEG-2类别保留了一些形式上的兼容,其码率可高达2Gbps。随着MPEG-4标准的不断扩展,它不但能支持码率低于64kbps的多媒体通信,也能支持广播级的视频应用。MPEG-4标准将广泛运用于数字电视、动态图像、万维网(www)、实时多媒体监控、基于内容存储和检索的多媒体系统、互联网上的视频流与可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、DVD上的交互多媒体应用、基于计算机网络的可视化合作实验室场景应用、演播电视等,它将推动电信、计算机、广播电视三大网络的最终融合,从而成为今后一段时间压缩标准的主流。

1、 MPEG-4 标准的主要特点和功能

MPEG-4视频编码标准支持MPEG-1、MPEC-2中的大多数功能,提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像的有效编码,同时也支持基于内容的图像编码。 

在这一功能集的底层是VLBV(Very Low Bit Rate Video)核心。它为码率在5一64kbps范围内的视频操作与应用提供算法与工具,支持较低的空间分辨率(低于352 X 288像素)和较低的帧频(低于15Hz)。VLBV核心支持的专用功能包括:矩形图像序列的有效编码、多媒体数据库的搜索和随机存取。

MPEG-4的HBV(High Bit Rate Video)同样支持上述功能,其码率范围在64kbps-10Mbbps之间,它与VLBL核心采用相同或相似的算法,但它支持更高的空间与时间分辨率,允许传输和存储适用于演播室的高质量视频信号,其输入可以是ITU-R Rec.601的标准信号,典型应用为数字电视广播与交互式检索。MPEG-4最终支持的码率将高于MPEG-2。   MPEG-4 提出了基于内容(Content-based)的存取概念,使用户可与场景进行交互。它对运动图像中的内容进行编码,其具体的编码对象就是图像中的音频和视频,称为AV对象(AVO:Audio Video Object)。AV对象可以组成AV场景(AVOs:Audio Video Object in a scene)。因此,MPEG-4标准的基本内容就是高效率地编码、组织、存储、传输AV对象。MPFG-4标准支持8项新的或改进的功能,可分为以下3类:

1)      基于内容的交互性

基于内容的多媒体数据存取工具;基于内容的码流操纵和编辑;自然与合成数据的混合编码;增强的时间域随机存取。

2)      高压缩率

提高编码效率;对多个并发数据流的编码。

3)      灵活多样的存取

错误易发环境中的抗错性(Robustness);基于内容的尺度可变性(Content-based scalability)。

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