深入解讀 MPEG

1、深入解讀 MPEGCNET US : 文：David J. Emberton09/05/2001在這逐漸以多媒體為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)環(huán)境裡，瞭解各種格式和標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是網(wǎng)站構(gòu)建者必須具備的最基本知識(shí)。我們總在談?wù)?Flash, SMIL, QuickTime, Real Media, 和 Windows Media，那 MPEG 呢？（即所謂的視訊壓縮標(biāo)準(zhǔn) - MPEG 是 Motion Pictures Expert Group- 動(dòng)畫專家群組的縮寫）通過推出像是 MPEG-7 和 MPEG-21 這樣的新標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)以四個(gè)字母（首字母縮略詞）組成的數(shù)位媒體將開始在存取、搜尋等面向的網(wǎng)路內(nèi)容統(tǒng)合聖戰(zhàn)中扮

2、演著一個(gè)重要的角色。 可能您對(duì) MPEG 作為 Web 或 DVD 的視訊格式比較熟悉。但是 MPEG 專家群組已經(jīng)把視訊/音訊的編碼範(fàn)疇逐漸擴(kuò)展到整合媒體的制作、meta資料、甚至於數(shù)位許可權(quán)的管理。 在這篇專題文章裡，我們將探討現(xiàn)有的 MPEG 標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)立這些標(biāo)準(zhǔn)的專家群組的特性，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的用途，當(dāng)然還有新的格式和這項(xiàng)技術(shù)的未來影響力。MPEG 到底是甚麼？MPEG 不僅代表動(dòng)畫專家群組（Motion Picture Experts Group），也代表這個(gè)專家群組所建立的標(biāo)準(zhǔn)格式。MPEG 是 ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)組織）的一個(gè)工作小組，他們那具有影響力的壓縮格式已廣泛的應(yīng)用在全球數(shù)位化內(nèi)容產(chǎn)

3、品的製作上。自 1988 年成立以來，MPEG 已經(jīng)公佈了數(shù)項(xiàng)重要的標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)位視訊（Digital Video）佔(zhàn)據(jù)很大的空間，因?yàn)樗仨毚鎯?chǔ)音軌和每一格（frame）所需要的像素（全速運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)到每秒 30 格）。視訊壓縮既是一門藝術(shù)，也是一門科學(xué)，專業(yè)的壓縮專家們的工作就是要使數(shù)位視訊既能節(jié)省空間，又能在視覺上吸引人。 為縮減影片的空間需求，MPEG 壓縮演算法先選取一些主要關(guān)鍵格，其餘的每一格則是根據(jù)在它之前的關(guān)鍵格上的改變情況來做描述。例如，在一個(gè)談話中的人頭（talking-head）畫面中，只有臉部表情比較會(huì)產(chǎn)生變化，所以大量的壓縮是可以預(yù)期的，因?yàn)楸尘爸辉诿總€(gè)關(guān)鍵格描述即可。M

4、PEG 壓縮應(yīng)用了很多其它數(shù)學(xué)上的技術(shù)以進(jìn)一步地減少所需的資料量。 什麼是 MPEG-1? MPEG 委員會(huì)在其網(wǎng)站上把 MPEG-1 定義為 "在存儲(chǔ)媒體上儲(chǔ)存和擷取動(dòng)畫和音訊的標(biāo)準(zhǔn)"。它以 525 或 625 的解析度和 1.5mbps（兆位元/每秒）的資料密度壓縮電影。MPEG-1 的品質(zhì)與 VHS（家用錄影系統(tǒng)）相當(dāng)，並被用於製作 Video CD、CD-ROM 及出現(xiàn)在網(wǎng)路上的視訊上。同時(shí)，MPEG-1 也是 MP3（MPEG-1 Audio Layer 3 的縮寫）的起源。 什麼是 MPEG-2?在 1994 年首次獲得認(rèn)可，MPEG-2 是數(shù)位電視的標(biāo)準(zhǔn)，並被

5、用於製作 DVD。MPEG-2 提供 720 X 480 像素和 1,280 X 720 像素的兩種解析度，每秒可播放60格。 什麼是 MPEG-4?MPEG-4 建立在 QuickTime 格式基礎(chǔ)上。以前的 MPEG 格式大多數(shù)只與壓縮技術(shù)有關(guān)，MPEG-4 則填加了很多新的特色，例如位元率的可伸縮性（bit rate scalability）、動(dòng)態(tài)子畫面（animated sprites）、互動(dòng)性、甚至還有版權(quán)保護(hù)。 MPEG-7 又是甚麼？有別於動(dòng)畫專家群組之前所推出的標(biāo)準(zhǔn)，MPEG-7 被設(shè)計(jì)成陪伴媒體檔案的好夥伴（accompany）。雖然聽起來簡(jiǎn)單，但 MPEG-7 可是一個(gè)基本

6、而實(shí)在的概念。MPEG-1 到 MPEG-4 提供的都是與音訊和視訊的壓縮和解壓縮的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，MPEG-7 則被改為“多媒體內(nèi)容描述介面”或 MCDI（Multimedia Content Description Interface）。MPEG-7 檔案是建立在 XML 基礎(chǔ)上，可以包含一個(gè)電影的巨大資料陣列，不管這些資料是數(shù)位還是影片。解釋 MPEG-7視聽產(chǎn)品的大量增加使得線上視訊資料的查詢變得越來越難。為了分類和搜索視訊資料，MPEG-7 使用容易被電腦處理的內(nèi)容描述。把 MPEG-7 看作是一組豐富的索引卡片，它和任何給定的視訊資料結(jié)合在一起並且提供有用的 Meta 資料（例如某一場(chǎng)景

7、中的主題、副題甚至畫面所呈現(xiàn)出來的顏色分析）。以類似 XML 格式存儲(chǔ)，這種描述性的資料能夠很容易地通過網(wǎng)路傳輸，而且還可以被許多電腦系統(tǒng)所處理。MPEG-7 標(biāo)準(zhǔn)並不包括用於製作內(nèi)容描述資料（content decscription data）或用於搜索和處理它們的軟體。MPEG 專家群組決定把心力集中在這些描述資料的格式上，把適宜軟體系統(tǒng)的製作工作留給使用這項(xiàng)技術(shù)的人去開發(fā)。MPEG-7 不依賴其他 MPEG 標(biāo)準(zhǔn)，甚至與數(shù)位檔案也不相關(guān)。 MPEG-7 資料可以被製作成類比式的媒介，如軟片、磁帶、幻燈片等。用 MPEG-7 製作資料儘管某些資料（例如顏色和動(dòng)作分析）可以自動(dòng)生成，更多的主

8、觀分析（例如某一場(chǎng)景中參與者的動(dòng)作描述）還是需要人來製作，並且得經(jīng)由手工的編碼。語音識(shí)別軟體可以代替手工操作，然而，由於字幕較為複雜，手工操作還得持續(xù)一段時(shí)間。MPEG-7 的應(yīng)用MPEG-7 的優(yōu)點(diǎn)就在於它允許把意圖與常見的視聽內(nèi)容聯(lián)繫起來。在Stanley Kubrick 的電影 2001: A Space Odyssey 中，電腦 HAL-9000 具有象人腦一樣敏感和複雜的認(rèn)知能力。當(dāng)然，事實(shí)上，您的電腦或 VCR 要比 HAL被動(dòng)並更有功用。MPEG-7 扮演電影和電視節(jié)目的附屬品，因?yàn)樗杀浑娔X化的邏輯來處理和運(yùn)用。例如，當(dāng)某媒體製作人在尋找某一指定解析度以上的公用視訊樣本時(shí)，他可

9、以透過 MPEG-7 檔案資料庫執(zhí)行網(wǎng)上搜尋，這樣就很快地找出他所要的東西。MPEG-7 也許還可作為下一代存取技術(shù)上（accessibility）的基礎(chǔ)，比如副題（關(guān)閉標(biāo)題）。場(chǎng)景描述對(duì)視覺效果較差的情況下可能還蠻管用的，儘管細(xì)節(jié)描述的質(zhì)量和深度尚未最佳化。MPEG-7 和 MPEG-21 的未來MPEG-7 的挑戰(zhàn)MPEG-7 直到 2002 年才能完成並且成為官方認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。一旦它投入使用，下面提到的問題可能會(huì)對(duì)其不利：執(zhí)行成本：製作資料需要時(shí)間，時(shí)間等於金錢。儘管 DVD 能夠包含多個(gè)攝像角度和其他一些專門的特性，但大多數(shù)並不包含此功能。即使所有的 MPEG-7 資料不需人工說明就可以

10、被功能強(qiáng)大的軟體解壓縮，但製作和管理檔案也要花錢。檔案內(nèi)容的創(chuàng)作者和工作室可能不想負(fù)擔(dān)費(fèi)用，這樣就把任務(wù)留給了第三方，這樣一來甚至還會(huì)引發(fā)更多版權(quán)混亂的問題。版權(quán)方面的考慮：儘管 MPEG-7 是關(guān)於“資料”的資料，視聽產(chǎn)品內(nèi)容的製作人還是會(huì)對(duì)與他們產(chǎn)品有關(guān)的 MPEG-7 檔案的使用與控制權(quán)感興趣。我預(yù)測(cè)所有權(quán)問題將是未來法律爭(zhēng)論的主題，決定一項(xiàng)操作的詳細(xì)描述是否被著作權(quán)法令所保護(hù)，即使該描述是由軟體自動(dòng)產(chǎn)生的。對(duì) MPEG-21 的期盼雖然仍處於發(fā)展階段的早期，MPEG-21 標(biāo)準(zhǔn)可是一個(gè)旨在建立廣泛深入的“多媒體框架”的一項(xiàng)宏大計(jì)畫。理論上，這一多媒體框架將解決以下問題：1. 網(wǎng)路傳輸 2. 服務(wù)品質(zhì)和靈活性 3. 內(nèi)容品質(zhì)（描繪上的） 4. 內(nèi)容品質(zhì)（藝術(shù)上的） 5. 服務(wù)和設(shè)備的輕鬆使用（線上及離線） 6. 實(shí)體媒介格式的互用性 7. 付費(fèi)/訂閱模式（線上及離線） 8. 多平