MPEG技术简介...

网络应用最重要的目标之一就是进行多媒体通信。多媒体信息主要包括图像、声音和文本三大类，其中视频、音频等信号的信息量是非常大的。而且这些信息的表达方式、输入、输出的要求也各不相同，因此在多媒体通信中，对这些数据进行有效的表达和适当处理是非常重要的。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。MPEG应运而生，对多媒体通信的发展起到了革命性的推动作用。 MPEG是Moving Pictures Experts Group,动态图象专家组的英文缩写，这个专家组始建于1988年，专门负责为CD建立视频和音频标准，其成员均为视频、音频及系统领域的技术专家。由于ISO/IEC1172压缩编码标准是由此小组提出并制定MPEG由此扬名世界。对于今天我们所范指的MPEG-X版本，是指一组由ITU(International Telecommunications Union)和ISO(International Standards Organization)制定发布的视频、音频、数据的压缩标准。 MPEG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影像质量的要求。后由于MPEG3被放弃，MPEG现在的版本：MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-7。总体来说，MPEG在三方面优于其他压缩/解压缩方案。首先，由于在一开始它就是做为一个国际化的标准来研究制定，所以，MPEG具有很好的兼容性。其次，MPEG能够比其他算法提供更好的压缩比，最高可达200:1。更重要的是，MPEG在提供高压缩比的同时，对数据的损失很小。 MPEG-1 MPEG-1制定于1992年，为工业级标准而设计，可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM、Video-CD、CD-i。它可针对SIF标准分辨率(对于NTSC制为352X240；对于PAL制为352X288)的图象进行压缩，传输速率为 1.5Mbits/sec，每秒播放30帧，具有CD(指激光唱盘)音质，质量级别基本与VHS相当。MPEG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也被用于数字电话网络上的视频传输，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-2 MPEG-2制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间,其在NTSC制式下的分辨率可达720X486，MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。 MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。 MPEG-2除了做为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播，有线电视网，电缆网络以及卫星直播(Direct Broadcast Satellite)提供广播级的数字视频。 MPEG-2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。 对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(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。

MPEG3 MPEG3 是ISO/IEC 最初为HDTV 开发的编码和压缩标准。MPEG-3要求传输速率在20Mbits/sev-40Mbits/sec间，但这将使画面有轻度扭曲。由于MPEG2 的高速发展，MPEG3 的功能已被淘汰，其原来的工作由MPEG2 小组承担。

MPEG-4 MPEG-4标准主要应用于视像电话(videophone)，视像电子邮件(VideoEmail)和电子新闻(Electronicnews)等，其传输速率要求较低，在4800-64000bits/sec之间，分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。 与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看，允许你加入其中，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。

MPEG7 继MPEG4 之后，要解决的矛盾就是对日渐庞大的图像、声音信息的管理和迅速搜索。针对这个矛盾，MPEG 提出了解决方案MPEG7。MPEG7 力求能够快速且有效地搜索出用户所需的不同类型的多媒体资料。该工作提议于1998年10月提出，预计于2001年初最终完成并公布。MPEG7 将对各种不同类型的多媒体信息进行标准化的描述，并将该描述与所描述的内容相联系，以实现快速有效的搜索。该标准不包括对描述特征的自动提取，它也没有规定利用描述进行搜索的工具或任何程序。其正式的称谓?quot;多媒体内容描述接口"。MPEG7 可独立于其它MPEG 标准使用，但MPEG4 中所定义的对音、视频对象的描述适用于MPEG7，这种描述是分类的基础。另外我们可以利用MPEG7 的描述来增强其它MPEG 标准的功能。 MPEG7 的应用范围很广泛，既可应用于存储（在线或离线），也可用于流式应用（如广播、将模型加入Internet 等）。它可以在实时或非实时环境下应用。如：数字图书馆（图象目录，音乐字典等）；多媒体名录服务（如黄页）；广播媒体选择（无线电信道，TV信道等）；多媒体编辑（个人电子新闻业务，媒体写作）等。

另外，MPEG7 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、建筑等各方面均有较深的应用潜力。与同样是音频压缩标准的杜比公司的AC 系列标准相比，MPEG 标准系列由于存在专利权的问题，所以更适合于我国国情。MPEG1 使得VCD取代了传统的录象带，而MPEG2 将使数字电视最终完全取代现有的模拟电视，而高画质和音质的DVD也将取代现有的VCD。随着MPEG4 和MPEG7 新标准的不断推出，数据压缩和传输的技术必将趋向更加规范化。

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