關(guān)于MPEG視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)編碼格式

    MPEG的全稱是運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MovingPictureExpertsGroup)，是專門制定多媒體領(lǐng)域內(nèi)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)組織。該組織成立于1988年，由全世界大約300名多媒體技術(shù)專家組成。包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)(視音頻同步)三個(gè)部分。

    MPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像而設(shè)計(jì)的、基本方法是--在單位時(shí)間內(nèi)采集并保存第一幀信息，然后就只存儲(chǔ)其余幀相對(duì)第一幀發(fā)生變化的部分，以達(dá)到壓縮的目的。MPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)幀之間的壓縮，其平均壓縮比可達(dá)50：1，壓縮率比較高，且又有統(tǒng)一的格式，兼容性好。

    在多媒體數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，較多采用MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，包括MPEG-1、2、4等。MPEG-1(ISO/IEC11172)是MPEG組織于1992年提出的第一個(gè)具有廣泛影響的多媒體國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱為“基于數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像和聲音的壓縮標(biāo)準(zhǔn)”，可見，MPEG-1著眼于解決多媒體的存儲(chǔ)問(wèn)題。由于MPEG-1的成功制定，以VCD和MP3為代表的MPEG-1產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)迅速普及。

    繼成功制定MPEG-1之后，MPEG組織于1996年推出解決多媒體傳輸問(wèn)題的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2的正式名稱為“通用的圖像和聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)”。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)最為引人注目的產(chǎn)品是數(shù)字電視機(jī)頂盒與DVD。

    此后，MPEG并沒有停止前進(jìn)的步伐，于1999年1月公布了ISO的MPEG-4(視頻和音頻對(duì)象的壓縮)標(biāo)準(zhǔn)的第一版，隨后又于1999年12月公布了此標(biāo)準(zhǔn)的第二版。MPEG-4的正式ISO命名為ISO/IEC14496。MPEG-4于1991年5月首次提出，1993年7月正式啟動(dòng)，于1999年1月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)6年的研究與討論。

    MPEG-1用于傳輸1.5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的編碼，經(jīng)過(guò)MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)壓縮后，視頻數(shù)據(jù)壓縮率為1/100-1/200，音頻壓縮率為1/6.5。MPEG-1提供每秒30幀352*240分辨率的圖像，當(dāng)使用合適的壓縮技術(shù)時(shí)，具有接近家用視頻制式(VHS)錄像帶的質(zhì)量。MPEG-1允許超過(guò)70分鐘的高質(zhì)量的視頻和音頻存儲(chǔ)在一張CD-ROM盤上。VCD采用的就是MPEG-1的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)面向家庭電視質(zhì)量級(jí)的視頻、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

    MPEG-2主要針對(duì)高清晰度電視(HDTV)的需要，傳輸速率為10Mbps，與MPEG-1兼容，適用于1.5-60Mbps甚至更高的編碼范圍。MPEG-2有每秒30幀704*480的分辨率，是MPEG-1播放速度的四倍。它適用于高要求的廣播和娛樂應(yīng)用程序，如：DSS衛(wèi)星廣播和DVD，MPEG-2是家用視頻制式(VHS)錄像帶分辨率的兩倍。

    MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)是超低碼率運(yùn)動(dòng)圖像和語(yǔ)言的壓縮標(biāo)準(zhǔn)用于傳輸速率低于64kbps的實(shí)時(shí)圖像傳輸，它不僅可覆蓋低頻帶，也向高頻帶發(fā)展。較之前兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)而言，MPEG一4為多媒體數(shù)據(jù)壓縮提供了-個(gè)更為廣闊的平臺(tái)。它更多定義的是一種格式、一種架構(gòu)，而不是具體的算法。它可以將各種各樣的多媒體技術(shù)充分用進(jìn)來(lái)，包括壓縮本身的一些工具、算法，也包括圖像合成、語(yǔ)音合成等技術(shù)。

    MPEG-4從其提出之日起就引起了人們的廣泛關(guān)注，雖然不是每個(gè)人都清楚它的具體目標(biāo)，但卻都對(duì)它寄予了很大的希望。MPEG-4的最大創(chuàng)新在于賦予用戶針對(duì)應(yīng)用建立系統(tǒng)的能力，而不是僅僅使用面向應(yīng)用的固定標(biāo)準(zhǔn)。此外，MPEG-4將集成盡可能多的數(shù)據(jù)類型，例如自然的和合成的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)各種傳輸媒體都支持的內(nèi)容交互的表達(dá)方法。借助于MPEG-4，我們第一次有可能建立個(gè)性化的視聽系統(tǒng)。

    MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)被稱為“多媒體內(nèi)容描述接口”，為各類多媒體信息提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的描述，這種描述將與內(nèi)容本身有關(guān)，允許快速和有效的查詢用戶感興趣的資料。它將擴(kuò)展現(xiàn)有內(nèi)容識(shí)別專用解決方案的有限的能力，特別是它還包括了更多的數(shù)據(jù)類型。換而言之，MPEG-7規(guī)定一個(gè)用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標(biāo)準(zhǔn)集合。該標(biāo)準(zhǔn)于1998年10月提出。

    MPEG-21是MPEG最新的發(fā)展層次。它是一個(gè)支持通過(guò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備使用戶透明而廣泛地使用多媒體資源的標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是建立一個(gè)交互的多媒體框架。MPEG-21的技術(shù)報(bào)告向人們描繪了一幅未來(lái)的多媒體環(huán)境場(chǎng)景，這個(gè)環(huán)境能夠支持各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域，不同用戶可以使用和傳送所有類型的數(shù)字內(nèi)容。也可以說(shuō)，MPEG-21是一個(gè)針對(duì)實(shí)現(xiàn)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理和保護(hù)能力的數(shù)字多媒體內(nèi)容的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。