什么是MEPG压缩标准?
MPEG-1已经成为传统视频标准的子集,称为CPB流。同时,它还用于数字电话网络上的视频传输,如ADSL、VOD和教育网络,因此MPEG-1可以用作记录介质或在互联网上传输音频。
2.MPEG-2和MPEG-AAC
MPEG-2标准制定于1994,其设计目标是先进工业标准的图像质量和更高的传输速率。它奉行CCIR601提出的运动图像及其伴音3 Mbps ~ 10 Mbps的编码标准。该标准的初衷是在兼容MPEG-1的基础上实现低比特率和多通道扩展。后来,为了满足广播电视的要求,人们努力定义可以获得更高质量的多声道音频标准。该标准与MPEG-1不兼容,命名为MPEG-2 AAC(高级音频编码)。
AAC标准完成于1997,已被BBC(英国)和NHK(日本)使用。测试表明,ITU-R 601推荐的分辨率得到了优化,可以为低比特率多声道编码提供相当高的音质。因为不向后兼容,所以压缩效果更高。经测试,以320Kbps传输的音频信号略好于MPEG-2以640Kbps传输的音频信号。AAC标准的发展标志着标准化向模块化发展的趋势。MPEG-2可以在NTSC系统中提供3-10mb/秒的传输速率和720X486的分辨率。MPEG-2还可以提供广播视频和CD级别的声音质量。MPEG-2音频编码可以提供左、右、中和两个环绕声道,以及一个强调低音声道和多达七个声道(DVD可以用八种语言配音)。由于设计上对MPEG-2的巧妙处理,大部分MPEG-2解码器也可以播放MPEG-1格式的数据(比如VCD)。
因为MPEG-2可以为CD和DVD提供指定的标准,所以它也可以用于为广播、有线电视网络、有线网络和DirectBroadcastSatellite提供广播级数字视频。但对于终端用户来说,由于电视分辨率的限制,MPEG-2带来的高清画质(如DVD画面)在电视上并不明显。反而它的音频特点(比如强调低音和多声道)更引人注意。
3、MPEG-3
MPEG-3是最初由ISO/IEC为HDTV开发的编码和压缩标准。它要求传输速率在20Mbits/sev-40Mbits/sec之间,但这会使画面略有失真。然而,由于MPEG-2的优异性能,原本为高清电视设计的MPEG-3在诞生之前就被扼杀在摇篮里。
第二,今天的MPEG
目前主要使用MPEG-2标准和MPEG-4标准,其中MPEG-4标准主要用于可视电话、视频邮件和电子新闻。与MPEG-1和MPEG-2相比,它要求更低的传输速率,从4800到64000比特/秒不等,分辨率为176X144。MPEG-4使用非常窄的带宽,通过帧重构技术压缩和传输数据,以便用最少的数据获得最好的图像质量。
MPEG-4的一个特点是更适合交互式AV服务和远程监控。是第一个让你变被动为主动(不再只是看,允许你加入其中,也就是互动)的动态影像标准。MPEG-4的另一个特点是它的全面性。MPEG-4从根源上试图将自然物体和人造物体在视觉效果上结合起来,因此其设计目标具有更广泛的适应性和扩展性。与前两者不同的是,MPEG-4不仅以一定比特率的视频和音频编码为目标,更注重多媒体系统的交互性和灵活性。
MPEG-4引入了AVO(音频/视频对象)的概念,使得更多的交互式操作成为可能。AVO的基本单位是原始的“AVO”,可能是一个没有背景的说话者,也可能是他的声音或者一段背景音乐。它具有高效编码、高效存储和传播、可互操作的特点。AVO在MPEG-4中起着重要的作用,因为MPEG-4使用AVO来表示音频、视频或音视频组合内容,并允许将现有的AVO组合起来生成复合AVO,从而生成AV场景,并使用SNHC方法来组织这些AVO。AVO数据还可以灵活的复用和同步,从而选择合适的网络传输这些AVO数据,并允许接收端的用户在AV场景中与AVO进行交互。
为了实现低比特率多媒体通信和多行业多媒体通信的融合,MPEG-4标准的组成也进行了更新。
1、DMIF(交付多媒体集成框架)
DMIF是多媒体传输的总体框架,主要解决多媒体应用在交互式网络、广播环境和磁盘应用中的操作问题。客户端和服务器之间的握手和传输是通过传输复用的比特信息来建立的。通过DMIF,MPEG-4可以为每个基本流建立一个具有特殊服务质量(QoS)和带宽的通道。
2.数据平面MPEG-4中的数据平面可以分为两部分:传输关系部分和媒体关系部分。为了使基本流和AVO出现在同一个场景中,MPEG-4参考了对象描述(OD)和流图桌面(SMT)的概念。OD传输与特殊AVO相关的基本流的信息流图。桌面用一个CAT(Channel association Tag,频道关联标签)连接每个流,可以实现流的平滑传输。
3.缓冲区管理和实时识别MPEG-4定义了系统解码模式(systematic decoding mode,SDM),描述了一种处理比特流语法和语义的理想解码设备,它需要特殊的缓冲区和实时模式。通过有效的管理,可以更好地利用有限的缓冲空间。
4.音频编码MPEG-4的优点是不仅支持自然声音,还支持合成声音。MPEG-4的音频部分结合了音频的合成编码和自然声音的编码,并支持音频的对象特征。
5.视频编码类似于音频编码,MPEG-4也支持自然和合成视觉对象的编码。合成视觉对象包括2D、3D动画和面部表情动画。
6.场景描述MPEG-4提供了一系列用于在场景中合成一组对象的工具。一些必要的合成信息构成场景描述,用二进制格式BIFS(场景描述的二进制格式)表示,BIFS和AVO一起传输编码。场景描述主要用来描述每个AVO在特定的AV场景坐标下是如何组织和同步的。同时也存在AVO、AV场景的知识产权保护等问题。MPEG-4为我们提供了丰富的AV场景。
MPEG-4的应用前景非常广阔,它的出现将极大地促进以下几个方面:数字电视、动态图像、互联网、实时多媒体监控、低比特率移动多媒体通信、内容存储和检索的多媒体系统、Internet/Intranet上的视频流和可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、DVD上的交互式多媒体应用,对于计算机爱好者来说,最直接的表现就是让你的媒体播放器播放MPEG-4格式的超清视频文件。因为市面上已经有这种格式的光盘了,MPEG-4压缩一张DVD只需要两张CDROM!这意味着你不需要购买DVD ROM就可以获得类似的视频质量,你所需要的只是一张CDROM。虽然SVCD离它有点远,但好处是有很多厂商支持它。迷你DVD的画质比它好,但是需要DVD ROM才能播放。似乎又有一场龙争虎斗要上演了。
第三,MPEG的未来
未来网络应用的一个重要目标是实现多媒体通信。多媒体信息主要包括图像、声音和文本,其中视频、音频等信号的信息量非常大。而且这些信息的表达、输入和输出要求也各不相同,因此在多媒体通信中有效地表达和处理这些数据是非常重要的。其中,多媒体信息的压缩技术是多媒体通信领域的关键技术之一。
因此,在MPEG-4之后,要解决的矛盾是对日益庞大的图像和声音信息的管理和快速搜索。针对这一矛盾,MPEG-7被提出来快速有效地搜索用户需要的不同类型的多媒体。MPEG-7将以标准化的方式描述各种类型的多媒体信息,并将这种描述与所描述的内容联系起来,从而实现快速有效的搜索。本标准不包括描述特征的自动提取,也不规定通过描述进行搜索的工具或任何程序。它的正式名称是“多媒体内容描述接口”。MPEG-7可以独立于其他MPEG标准使用,但MPEG-4中定义的音频和视频对象的描述适用于MPEG-7,因此MPEG-7的描述可以用来增强其他MPEG标准的功能。
MPEG-7的应用范围很广,可用于存储(在线或离线)、流媒体应用(如广播、向互联网添加模型等。),以及实时或非实时环境,如数字图书馆(图像目录、音乐词典等)。)、多媒体目录服务(例如黄页)、广播媒体选择(无线频道、电视频道等)。),以及多媒体编辑(多媒体编辑)。此外,MPEG-7在教育、新闻、导游信息、娱乐、研究业务、地理信息系统、医学、购物、建筑等方面都有着很深的应用潜力。
相比杜比公司的AC系列标准,也是音频压缩标准,MPEG标准系列因为专利问题,更适合中国国情。MPEG-1使VCD取代了传统的录像带,MPEG-2最终将使数字电视完全取代现有的模拟电视,高画质、高音质的DVD也将取代现有的VCD。随着新的MPEG-4和MPEG-7标准的不断推出,数据压缩和传输技术必将变得更加标准化。