多媒體課程講學(xué)之多媒體硬件環(huán)境1

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解了解MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)及系列標(biāo)準(zhǔn)及H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程的發(fā)展過(guò)程2.了解了解HDTV格式和格式和AVS標(biāo)準(zhǔn)的基本情況標(biāo)準(zhǔn)的基本情況3.掌握掌握MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21的技術(shù)內(nèi)涵的技術(shù)內(nèi)涵MPEG視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 視頻壓縮的目標(biāo)是在盡可能保證視覺(jué)效果的前提下減少視頻數(shù)據(jù)率。由于視頻是連續(xù)的靜態(tài)圖像，因此其壓縮編碼算法與靜態(tài)圖像的壓縮編碼算法有某些共同之處。但是運(yùn)動(dòng)的視頻還有其自身的特性，因此在壓縮時(shí)還應(yīng)考慮其運(yùn)動(dòng)特性才能達(dá)到高壓縮的目標(biāo)。 視頻信息經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后其數(shù)據(jù)量是非常大的，如果不進(jìn)視頻信息經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后

2、其數(shù)據(jù)量是非常大的，如果不進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就無(wú)法對(duì)它進(jìn)行存儲(chǔ)和交換。行數(shù)據(jù)壓縮處理，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就無(wú)法對(duì)它進(jìn)行存儲(chǔ)和交換。視頻壓縮編碼的基本概念1有損和無(wú)損壓縮有損和無(wú)損壓縮無(wú)損壓縮指壓縮前和解壓縮后的數(shù)據(jù)完全一致。適合于由計(jì)算機(jī)生成的圖像，它們一般具有連續(xù)的色調(diào)。但是無(wú)損算法一般對(duì)數(shù)字視頻和自然圖像的壓縮效果不理想，因?yàn)槠渖{(diào)細(xì)膩，不具備大塊的連續(xù)色調(diào)。 幾乎所有高壓縮的算法都采用有損壓縮，這樣才能達(dá)到低數(shù)據(jù)率的目標(biāo)。丟失的數(shù)據(jù)與壓縮比有關(guān)，壓縮比越小，丟失的數(shù)據(jù)越多，解壓縮后的效果一般越差。 2幀內(nèi)和幀間壓縮幀內(nèi)和幀間壓縮幀內(nèi)壓縮幀內(nèi)壓縮也稱為空間壓縮。當(dāng)壓縮一幀視頻時(shí)，僅考慮本

3、幀的數(shù)據(jù)而不考慮相鄰幀之間的冗余信息，這實(shí)際上與靜態(tài)圖像壓縮類似。幀內(nèi)一般采用有損壓縮算法，由于幀內(nèi)壓縮時(shí)各個(gè)幀之間沒(méi)有相互關(guān)系，所以壓縮后的視頻數(shù)據(jù)仍可以以幀為單位進(jìn)行編輯。幀內(nèi)壓縮一般達(dá)不到很高的壓縮。幀間壓縮幀間壓縮也稱為時(shí)間壓縮，它通過(guò)比較時(shí)間軸上不同幀之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。幀間壓縮一般是有損的。采用幀間壓縮基于許多視頻或動(dòng)畫(huà)的連續(xù)前后兩幀具有很大的相關(guān)性，或者說(shuō)前后兩幀信息變化很小的特點(diǎn)。 3對(duì)稱和不對(duì)稱編碼對(duì)稱和不對(duì)稱編碼 對(duì)稱意味著壓縮和解壓縮占用相同的計(jì)算處理能力和時(shí)間。對(duì)稱算法適合實(shí)時(shí)壓縮和傳送視頻，如視頻會(huì)議應(yīng)用就以采用對(duì)稱的壓縮編碼算法為好。 不對(duì)稱或非對(duì)稱意味著壓縮時(shí)需要

4、花費(fèi)大量的處理能力和時(shí)間，而解壓縮時(shí)則能較好的實(shí)時(shí)回放，即以不同的速度進(jìn)行壓縮和解壓縮。一般來(lái)說(shuō)，壓縮一段視頻的時(shí)間比回放（解壓縮）該視頻的時(shí)間要多得多。 MPEG標(biāo)準(zhǔn)概述 目前有多種視頻壓縮編碼方法，但其中最有代表性的是MPEG數(shù)字視頻格式和AVI數(shù)字視頻格式。 MPEG（Moving Picture Export Group）是1988年聯(lián)合成立的一個(gè)專家組，它的工作是開(kāi)發(fā)滿足各種應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的壓縮、解壓縮和編碼描述的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，MPEG標(biāo)準(zhǔn)分為MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG視音頻三個(gè)部分。到2004年為止，開(kāi)發(fā)和正在開(kāi)發(fā)的MPEG標(biāo)準(zhǔn)有：MPEG-1、MPEG-2

5、、MPEG-4 、MPEG-7 和MPEG-21 。MPEG系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為影響最大的多媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)數(shù)字電視、視聽(tīng)消費(fèi)電子產(chǎn)品、多媒體通信等信息產(chǎn)業(yè)中的重要產(chǎn)品將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 l MPEG-1：運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)字壓縮標(biāo)準(zhǔn)，1992年正式發(fā)布。l MPEG-2：運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)字壓縮標(biāo)準(zhǔn)。l MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度電視（High-Definition TV，HDTV）工作組。l MPEG-4：運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)字壓縮標(biāo)準(zhǔn)及多媒體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)（1999年發(fā)布）。l MPEG-5：直至1998年9月還沒(méi)有見(jiàn)到定義。l MPEG-6：直至1998年9月還沒(méi)有見(jiàn)到定義。l MPEG-7：多媒

6、體內(nèi)容描述接口標(biāo)準(zhǔn)。l MPEG-21：多媒體框架和綜合應(yīng)用方面的框架。該標(biāo)準(zhǔn)致力于在大范圍的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)透明的傳輸和對(duì)多媒體資源的充分利用。MPEG-1標(biāo)準(zhǔn) MPEG-1的標(biāo)準(zhǔn)名稱為“信息技術(shù)用于數(shù)據(jù)速率高達(dá)大約1.5 Mb/s的數(shù)字存儲(chǔ)媒體的電視圖像和伴音編碼 。它處理的是標(biāo)準(zhǔn)圖像交換格式的電視，即NTSC制為352像素240行/幀30幀/秒，PAL制為352像素288行/幀25幀/秒，壓縮的輸出速率定義在1.5 Mb/s以下。 MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 由五個(gè)部分組成：（1）MPEG-1系統(tǒng)系統(tǒng)： 規(guī)定了運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)的同步。（2）MPEG-1視頻視頻： 規(guī)定了視頻數(shù)據(jù)的

7、編碼和解碼。（3）MPEG-1音頻音頻： 規(guī)定了聲音數(shù)據(jù)的編碼和解碼 。（4）MPEG-1一致性測(cè)試：說(shuō)明如何測(cè)試比特?cái)?shù)據(jù)流和解碼器是否滿足MPEG-1前3個(gè)部分中所規(guī)定的要求。（5）MPEG-1軟件模擬：這部分內(nèi)容是一個(gè)技術(shù)報(bào)告，給出了用軟件執(zhí)行MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)前3個(gè)部分的結(jié)果。運(yùn)動(dòng)圖像的壓縮依據(jù)運(yùn)動(dòng)圖像的壓縮依據(jù)運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)壓縮主要根據(jù)下面兩點(diǎn)：（1）運(yùn)動(dòng)圖像序列中有許多重復(fù)的數(shù)據(jù)，使用數(shù)學(xué)方法來(lái)表示這些重復(fù)數(shù)據(jù)就可以減少數(shù)據(jù)量；（2）人的眼睛對(duì)圖像細(xì)節(jié)和顏色的辨認(rèn)有一個(gè)極限，把超過(guò)極限的部分去掉，這也就達(dá)到了壓縮數(shù)據(jù)的目的。 利用前一個(gè)事實(shí)的壓縮技術(shù)就是無(wú)損壓縮技術(shù)，利用后一個(gè)事實(shí)的壓縮

8、技術(shù)就是有損壓縮技術(shù)。實(shí)際的圖像壓縮是綜合使用各種有損和無(wú)損壓縮技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)動(dòng)圖像壓縮技術(shù)的基本方法主要表現(xiàn)在：（1）在空間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用JPEG（Joint Photographic Experts Group）壓縮算法來(lái)去掉冗余信息。（2）在時(shí)間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用移動(dòng)補(bǔ)償（Motion Compensation）算法來(lái)去掉冗余信息。運(yùn)動(dòng)圖像分類及排序運(yùn)動(dòng)圖像分類及排序?yàn)楸ＷC圖像質(zhì)量基本不降低而又能夠獲得高的壓縮比，MPEG標(biāo)準(zhǔn)定義了三種圖像：幀內(nèi)圖（Intrapictures I），預(yù)測(cè)圖（Predicted Pictures P）和插補(bǔ)圖，即雙向預(yù)測(cè)圖（Bidirec

9、tional Prediction B）。圖像壓縮首先需要處理I幀圖像，然后是對(duì)應(yīng)的前向預(yù)測(cè)圖像P，在兩者的基礎(chǔ)上才處理B圖像。MPEG編碼器算法允許選擇I圖像的頻率和位置。I圖像的頻率是指每秒鐘出現(xiàn)I圖像的次數(shù)，位置是指時(shí)間方向上幀所在的位置。一個(gè)典型的I、P、B圖像安排如圖所示。編碼參數(shù)為：幀內(nèi)圖像I的距離為N=15，預(yù)測(cè)圖像P的距離為M=3。幀內(nèi)圖像幀內(nèi)圖像I的壓縮編碼的壓縮編碼基本的過(guò)程如下：1 將圖像進(jìn)行顏色空間變換。如將RGB空間轉(zhuǎn)換為YCrCb空間表示的圖像。2 將圖像劃分成宏塊，每個(gè)宏塊包含1616個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)宏塊根據(jù)圖像子采樣進(jìn)一步劃分成88的圖塊。如采用4:1:1的圖像子

10、采樣，則一個(gè)宏塊包括4個(gè)Y塊，1個(gè)Cr塊和1個(gè)Cb塊。3 對(duì)每個(gè)圖塊進(jìn)行離散余弦變換（DCT）。DCT變換后經(jīng)過(guò)量化的交流分量系數(shù)按照Z(yǔ)字形排序，然后再使用無(wú)損壓縮技術(shù)進(jìn)行編碼。DCT變換后經(jīng)過(guò)量化的直流分量系數(shù)用差分脈沖編碼（DPCM），交流分量系數(shù)用行程長(zhǎng)度編碼（RLE），形成中間編碼格式。4 最后用哈夫曼（Huffman）編碼或者用算術(shù)編碼。對(duì)對(duì)P和和B圖像的壓縮編碼圖像的壓縮編碼預(yù)測(cè)圖像的編碼也是以宏塊為基本編碼單元。預(yù)測(cè)圖像P編碼需要兩種類型的參數(shù)： 如圖，假設(shè)編碼圖像宏塊MPI是參考圖像宏塊MRJ的最佳匹配塊，它們的差值就是這兩個(gè)宏塊中相應(yīng)像素值之差。對(duì)所求得的差值進(jìn)行彩色空間轉(zhuǎn)換

11、，并作4:1:1的子采樣得到Y(jié)、Cr和Cb分量值，然后仿照J(rèn)PEG壓縮算法對(duì)差值進(jìn)行編碼，計(jì)算出的移動(dòng)矢量也要進(jìn)行哈夫曼編碼。當(dāng)前要編碼的圖像宏塊與參考圖像的宏塊之間的差值宏塊間的移動(dòng)矢量。雙向預(yù)測(cè)圖像B的壓縮編碼框圖如下圖。具體計(jì)算方法與預(yù)測(cè)圖像P的算法類似。MPEG解碼過(guò)程解碼過(guò)程由于運(yùn)動(dòng)圖像的視頻和音頻需要同步，所以MPEG壓縮算法應(yīng)該對(duì)兩者綜合考慮，最后產(chǎn)生一個(gè)電視質(zhì)量的視頻和音頻形式的位速率約為1.5Mb/s的MPEG單一位流。圖中MUX-1是多路復(fù)合/分離器。單一數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)多路分離器，分離出移動(dòng)矢量、宏塊類型、量化步長(zhǎng)和數(shù)據(jù)流。視音頻數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)逆量化、逆DCT變換，結(jié)合宏塊類型和運(yùn)

12、動(dòng)向量產(chǎn)生視音頻數(shù)據(jù)。MPEG-1的應(yīng)用領(lǐng)域包括：光盤(pán)、數(shù)字音頻磁帶（DAT）、磁帶設(shè)備、溫徹斯特硬盤(pán)以及通信網(wǎng)絡(luò)（如ISDN和局域網(wǎng)等）。其典型的應(yīng)用是VCD，99%的VCD都是用MPEG-1格式壓縮的，使用MPEG-1的壓縮算法，可以把一部120分鐘長(zhǎng)的電影（未壓縮視頻文件）壓縮到1.2GB左右大小。為了支持多種應(yīng)用，可由用戶來(lái)規(guī)定多種輸入?yún)?shù)，包括靈活的圖像尺寸和幀頻。MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)提供了一些錄像機(jī)的功能，包括正放、圖像凍結(jié)、快進(jìn)、快倒和慢放，此外，還提供了隨機(jī)存取的功能。MPEG-1的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)MPEG工作組制定的第二個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)是ISO

13、/IEC 13818。它是一個(gè)直接與數(shù)字電視廣播有關(guān)的高質(zhì)量圖像和聲音編碼標(biāo)準(zhǔn)。和MPEG-1相比增加了隔行掃描電視的編碼，提供了位速率的可變性能（scalability）功能。MPEG-2要達(dá)到的最基本目標(biāo)是：位速率為4Mb/s9Mb/s，最高達(dá)15Mb/s。MPEG-2包含9個(gè)部分：（1）MPEG-2系統(tǒng)（1994年）規(guī)定電視圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)的同步。（2）MPEG-2視頻（1994年）規(guī)定了視頻數(shù)據(jù)的編碼和解碼算法。（3）MPEG-2音頻規(guī)定了聲音數(shù)據(jù)的編碼和解碼，是MPEG-1 Audio的擴(kuò)充，支持多個(gè)聲道。（4）MPEG-2一致性測(cè)試。（5）MPEG-2參考軟件。（6

14、）MPEG-2數(shù)字存儲(chǔ)媒體命令和控制擴(kuò)展協(xié)議。（7）MPEG-2高級(jí)音頻編碼是多聲道聲音編碼算法標(biāo)準(zhǔn)。（8）MPEG-2系統(tǒng)解碼器實(shí)時(shí)接口擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)。 這是與傳輸數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)接口（Real-Time Interface，RTI）標(biāo)準(zhǔn)，它可以用來(lái)適應(yīng)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的傳輸數(shù)據(jù)流，如圖。（9）MPEG-2 DSM-CC一致性擴(kuò)展測(cè)試。與MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)相比，MPEG-2的不同特性主要表現(xiàn)在：（1）MPEG-2有“按幀編碼”和“按場(chǎng)編碼”兩種模式。在MPEG-1中是沒(méi)有電視幀的概念，只支持逐行掃描，不支持隔行掃描。在MPEG-2中，針對(duì)隔行掃描的常規(guī)電視圖像專門(mén)設(shè)置了“按幀編碼”模式，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法也有擴(kuò)

15、充，分為“按幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償”和“按場(chǎng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償”，其編碼效率顯著提高。（2）MPEG-2的類與等級(jí)。MPEG-2提出了配置與等級(jí)的概念。配置是按視頻編碼技術(shù)的簡(jiǎn)單還是復(fù)雜而確定的；對(duì)每個(gè)配置，根據(jù)編碼參數(shù)的不同，即圖像格式的簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，進(jìn)一步劃分為不同的等級(jí)。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了5種配置4個(gè)等級(jí)。5個(gè)類依次為簡(jiǎn)單類、主類（Main Profile）、信噪比可伸縮類（SNR Profile）、空間分辨率可伸縮類（Simple Profile）、高級(jí)類（High Profile）。4個(gè)等級(jí)由低到高為低等級(jí)（Low Level）、主等級(jí)（Main Level）、1440等級(jí)（High 1440Lev

16、el）和高等級(jí)（High Level）。配置和等級(jí)之間可能的組合如表。配置等級(jí)簡(jiǎn)單配置主要配置信噪比可變配置空間可變配置高級(jí)配置高等級(jí)#1440等級(jí)#主等級(jí)#低等級(jí)# MPEG-2實(shí)際應(yīng)用點(diǎn)（3）MPEG-2增加了分層編碼。MPEG-2可伸縮性體現(xiàn)在：空間分層編碼：提供空間分辨率不同的圖像。時(shí)間分層編碼：提供空間分辨率相同，但幀速率不同的視頻信號(hào)。信噪比分層編碼：提供具有相同空間分辨率，但編碼質(zhì)量不同的視頻比特流。數(shù)據(jù)分割編碼：將編碼比特流分成兩個(gè)優(yōu)先級(jí)不同的部分。（4）MPEG-2擴(kuò)充了系統(tǒng)層語(yǔ)法。MPEG-2對(duì)系統(tǒng)層語(yǔ)法有了較大的擴(kuò)充，包含了兩類數(shù)據(jù)碼流：傳輸碼流（Transport St

17、ream，TS）和節(jié)目碼流（Program Stream，PS）。MPEG-2的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它不僅支持面向存儲(chǔ)媒介的應(yīng)用，而且還支持各種通信環(huán)境下數(shù)字視頻信號(hào)的編碼和傳輸。如數(shù)字電視、TV機(jī)頂盒和DVD（數(shù)字視頻光盤(pán)），此外還可以應(yīng)用于信息存儲(chǔ)、Internet、衛(wèi)星通信、視頻會(huì)議和多媒體郵件等，其典型的應(yīng)用是DVD和HDTV（高清晰度電視）。為了適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境，MPEG-2中有很多可以選擇的參數(shù)和選項(xiàng)，改變這些參數(shù)和選項(xiàng)可以得到不同的圖像質(zhì)量，滿足不同的需求。 MPEG-4、MPEG-7和和MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 1MPEG-4標(biāo)準(zhǔn) MPEG-4是針對(duì)低速率（64kb/s）的視頻壓縮編

18、碼標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還注重基于視頻和音頻對(duì)象的交互性。 主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)、視頻、音頻、一致性測(cè)試、軟件仿真和多媒體綜合框架等。 系統(tǒng)模塊的一般框架是：對(duì)自然或合成的視頻和音頻對(duì)象進(jìn)行場(chǎng)景描述，對(duì)視頻和音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行管理，對(duì)靈活性的支持以及對(duì)系統(tǒng)不同部分的配置。 視頻模塊提供了對(duì)多種視頻格式和碼流的支持，支持基于內(nèi)容的視頻功能，即能夠按視頻內(nèi)容分別編解碼和重建。 音頻模塊不僅支持自然的聲音，而且支持基于描述語(yǔ)言的合成聲音。同時(shí)還支持音頻的對(duì)象特征，即一個(gè)場(chǎng)景中，有人、聲和背景音樂(lè)，它們可以是獨(dú)立編碼的音頻對(duì)象。 多媒體綜合框架（DMIF）主要解決交互網(wǎng)絡(luò)、廣播環(huán)境以及磁盤(pán)中多媒體應(yīng)用的操作問(wèn)題，通過(guò)傳

19、輸多路合成比特信息，建立客戶端和服務(wù)器端的握手和傳輸。MPEG-4支持基于視覺(jué)內(nèi)容的交互功能。而實(shí)現(xiàn)此功能的關(guān)鍵在于基于視頻對(duì)象的編碼，為此引入了視頻對(duì)象平面（Video Object Plane，VOP）概念，即輸入視頻序列的每一幀被分割成許多任意形狀的圖像區(qū)域（視頻對(duì)象平面），每個(gè)區(qū)域可能包括一個(gè)感興趣的具體圖像或視頻內(nèi)容。在一個(gè)場(chǎng)景中屬于同一物理對(duì)象的VOP序列稱為一個(gè)視頻對(duì)象（Video Object，VO）。屬于同一VO的VOP形狀、運(yùn)動(dòng)和紋理信息，均在一個(gè)分開(kāi)的視頻對(duì)象層（Video Object Layer，VOL）內(nèi)編碼和傳輸。另外，標(biāo)志每一個(gè)VOL的相關(guān)信息以及在接收端各個(gè)V

20、OL的任意組合和重構(gòu)完整的原始圖像等信息均被包括在碼流之中，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)VOP單獨(dú)進(jìn)行解碼，并對(duì)視頻序列進(jìn)行靈活的操作。nMPEG-4從1994年開(kāi)始工作，它是為視聽(tīng)(audio-visual)數(shù)據(jù)的編碼和交互播放開(kāi)發(fā)算法和工具，是一個(gè)面向低數(shù)據(jù)速率的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)。nMPEG-4的目標(biāo)是要在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能夠高度可靠地工作，并且具有很強(qiáng)的交互功能。nMPEG-4引入了對(duì)象基表達(dá)(object-based representation)的概念，用來(lái)表達(dá)視聽(tīng)對(duì)象(audio/visual objects，AVO)；nMPEG-4擴(kuò)充了編碼的數(shù)據(jù)類型，由自然數(shù)據(jù)對(duì)象擴(kuò)展到計(jì)算機(jī)生成的合成數(shù)據(jù)

21、對(duì)象，采用合成對(duì)象/自然對(duì)象混合編碼(Synthetic/Natural Hybrid Coding，SNHC)算法；n在實(shí)現(xiàn)交互功能和重用對(duì)象中引入了組合、合成和編排等重要概念。 與MPEG-1和2相比，MPEG-4更適于交互AV服務(wù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控，其設(shè)計(jì)目標(biāo)使它具有更廣的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性：MPEG-4最低傳輸速率可在4.8-64kbps之間，分辨率為176144， 可以利用很窄的帶寬通過(guò)幀重建技術(shù)壓縮和傳輸數(shù)據(jù)。它應(yīng)用在數(shù)字電視、動(dòng)態(tài)圖像、互聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)多媒體監(jiān)控、移動(dòng)多媒體通信、Internet/Intranet上的視頻流與可視游戲、DVD上的交互多媒體等方面。采用MPEG-4壓縮算法的DI

22、VX編碼技術(shù)可以將120分鐘的電影壓縮到600MB左右，也可以將一部 DVD影片壓縮到 2 張 CD-ROM上.nMPEG-4系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)名是ISO/IEC DIS 14496-1 Very-low bitrate audio-visual coding Part 1: Systems。nMPEG-4電視圖像標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)名是ISO/IEC DIS 14496-2 Very low bitrate audio-visual coding Part 2: Video。nMPEG-4聲音標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)名是ISO/IEC DIS 14496-3 Very low bitrate audio-visual

23、coding Part 3: Audio。nMPEG-4一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)名是ISO/IEC DIS 14496-4 Very-low bitrate audio-visual coding Part 4: Conformance Testing。nMPEG-4參考軟件，標(biāo)準(zhǔn)名是ISO/IEC DIS 14496-5 Very-low bitrate audio-visual coding Part 5: Reference softwarenMPEG-4傳輸多媒體集成框架，標(biāo)準(zhǔn)名是ISO/IEC DIS 14496-6 Very-low bitrate audio-visual codin

24、g Part 6: Delivery Multimedia Integration Framework (DMIF)。nMPEG-4 Video不像MPEG-1/-2 Video那樣把視頻圖像認(rèn)為是一個(gè)矩形區(qū)，而是假設(shè)每幀圖像被分割成許多任意形狀的圖像區(qū)，每個(gè)區(qū)都有可能覆蓋描述場(chǎng)景中感興趣的物理對(duì)象或者內(nèi)容，被定義為圖像對(duì)象區(qū)VOP。nMPEG-4可單獨(dú)對(duì)屬于相同電視圖像對(duì)象(VO)的電視圖像區(qū)(VOP)的形狀、運(yùn)動(dòng)(motion)和紋理(texture)信息進(jìn)行編碼和傳送，或者把它們編碼成一個(gè)單獨(dú)的電視圖像對(duì)象層(Video Object Layer，VOL)。 背景全景圖+視頻對(duì)象(VO)

25、=合成圖像MPEG-4的應(yīng)用領(lǐng)域包括：數(shù)字廣播電視、實(shí)時(shí)多媒體監(jiān)控、低比特率下的移動(dòng)多媒體通信、基于內(nèi)容的信息存儲(chǔ)和檢索多媒體系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻流與可視游戲、基于面部表情模擬的虛擬會(huì)議、DVD上的交互多媒體應(yīng)用、演播室和電視的節(jié)目制作等。2MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)MPEG-7也稱為多媒體內(nèi)容描述接口（Multimedia Content Description Interface），目的是制定一套描述符標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)描述各種類型的多媒體信息和它們之間的關(guān)系，以便更快、更有效地檢索信息。這些媒體包括靜態(tài)圖像、圖形、3D模型、聲音、話音、電視以及在多媒體演示中它們之間的關(guān)系。在某些情況下，數(shù)據(jù)類型還可以包括面

26、部特性和個(gè)人特性的表達(dá)。 MPEG-7的處理鏈包括三個(gè)部分：特征抽取、標(biāo)準(zhǔn)描述和檢索工具。 MPEG-7的應(yīng)用領(lǐng)域包括：數(shù)字圖書(shū)館（Digital Library），如圖像目錄、音樂(lè)詞典等；多媒體目錄服務(wù)（Multimedia Directory Services）；廣播媒體的選擇等。MPEG-7潛在應(yīng)用領(lǐng)域還包括：教育、娛樂(lè)、新聞、旅游、醫(yī)療、購(gòu)物等。3MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（1）MPEG-21的目標(biāo)。MPEG-21總體上來(lái)講是一個(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。支持以下功能：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和/或設(shè)備存取、使用并交互操作多媒體對(duì)象。實(shí)

27、現(xiàn)多種業(yè)務(wù)模型，包括在價(jià)值鏈中對(duì)版權(quán)和支付交易的自動(dòng)管理。對(duì)內(nèi)容使用者隱私的尊重。MPEG-21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。（2）MPEG-21的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容MPEG-21多媒體框架是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的框架，從結(jié)構(gòu)上可分成7大要素：1）數(shù)字項(xiàng)聲明，即一種對(duì)數(shù)字項(xiàng)進(jìn)行聲明的統(tǒng)一而靈活的提取和可交互方案。2）內(nèi)容展現(xiàn)手法，它是不同媒體的數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式，如音頻、視頻的播放。3）數(shù)字項(xiàng)的標(biāo)記和描述，這是對(duì)不同自然屬性、類型和粒度的數(shù)字項(xiàng)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)記和描述的結(jié)構(gòu)。4）內(nèi)容的管理和使用，它為以下過(guò)程提供接口和協(xié)議

28、：經(jīng)內(nèi)容傳輸和消費(fèi)價(jià)值鏈創(chuàng)建、制作、存儲(chǔ)、傳送和使用的內(nèi)容。5）知識(shí)產(chǎn)權(quán)的管理和保護(hù)，是內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備上持久穩(wěn)固的、可信的被管理和保護(hù)的方法。6）終端和網(wǎng)絡(luò)，它們提供可交互和透明的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備存取內(nèi)容的能力。7）事件報(bào)告，它可以使用戶準(zhǔn)確了解在框架中發(fā)生的事件的可表征性能的語(yǔ)法和接口。同時(shí)，MPEG-21多媒體框架標(biāo)準(zhǔn)提出了許多用戶需求，可以歸結(jié)為兩大類：一是MPEG-21應(yīng)用發(fā)展所需的新標(biāo)準(zhǔn)；二是為現(xiàn)有其他或者將來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)提供標(biāo)準(zhǔn)接口，如：將為XML、MPEG-2、TCP/IP等標(biāo)準(zhǔn)提供應(yīng)用于MPEG-21框架中的標(biāo)準(zhǔn)接口，為未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)的發(fā)展提供應(yīng)用于MPEG-21框架中的擴(kuò)

29、展接口。最終，MPEG將在制定標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的多媒體框架。（3）應(yīng)用范疇。MPEG-21的目標(biāo)是要為多媒體信息的用戶提供透明而有效的電子交易和使用環(huán)境。nMPEG-7的工作于1996年啟動(dòng)，目的是制定一套描述符標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)描述各種類型的多媒體信息及它們之間的關(guān)系，以便更快更有效地檢索信息n這些媒體材料可包括靜態(tài)圖像、圖形、3D模型、聲音、話音、電視以及在多媒體演示中它們之間的組合關(guān)系。n在某些情況下，數(shù)據(jù)類型還可包括面部特性和個(gè)人特性的表達(dá)。nMPEG-7是為滿足特定需求而制定的視聽(tīng)信息標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)也是建筑在其他的標(biāo)準(zhǔn)之上的，例如，PCM, MPEG-1, MPEG-2和MPEG-

30、4等等nMPEG-4中使用的形狀描述符、MPEG-1和MPEG-2中使用的移動(dòng)矢量(motion vector)等都可能在MPEG-7中用到。 特征的自動(dòng)分析和抽取對(duì)MPEG-7是至關(guān)重要的，抽象程度越高，自動(dòng)抽取也越困難，而且不是都能夠自動(dòng)抽取的，因此開(kāi)發(fā)自動(dòng)的和交互式半自動(dòng)抽取的算法和工具都是很有用的。特征抽取和檢索工具都不包含在MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)中。 nMPEG-7的應(yīng)用領(lǐng)域包括：n數(shù)字圖書(shū)館(Digital library)，例如圖像目錄、音樂(lè)詞典等n多媒體目錄服務(wù)(multimedia directory services)，例如黃頁(yè)(yellow pages)；n廣播媒體的選擇，例如

31、無(wú)線電頻道，TV頻道等；n多媒體編輯，例如個(gè)人電子新聞服務(wù)，多媒體創(chuàng)作等等n潛在應(yīng)用的應(yīng)用領(lǐng)域包括：教育、娛樂(lè)、新聞、旅游、醫(yī)療、購(gòu)物等等。 nMPEG-21標(biāo)準(zhǔn)（ ISO/IEC21000 ）的正式名稱是多媒體框架，其制訂工作于2000年6月開(kāi)始。nMPEG-21將創(chuàng)建一個(gè)開(kāi)放的多媒體傳輸和消費(fèi)的框架，通過(guò)將不同的協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)結(jié)合在一起，使用戶可以通過(guò)現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備透明地使用網(wǎng)絡(luò)上的多媒體資源。n通過(guò)這種集成環(huán)境就對(duì)全球數(shù)字媒體資源進(jìn)行透明和增強(qiáng)管理，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容描述、創(chuàng)建、發(fā)布、使用、識(shí)別、收費(fèi)管理、產(chǎn)權(quán)保護(hù)、用戶隱私權(quán)保護(hù)、終端和網(wǎng)絡(luò)資源抽取、事件報(bào)告等功能。 nH.26X系列視頻標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際電信聯(lián)盟的視頻編碼專家組ITU-T在制定的系列圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要有H.261、H.263、H.264等n主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)視頻通信領(lǐng)域，如會(huì)議電視、可視電話等 nH.261方案標(biāo)題“64kbps視