作者:陳萍概述多媒體技術(shù)是新興的信息高科技產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)之一,而圖像視頻的編碼技術(shù)是多媒體技術(shù)的關(guān)鍵。視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)主要由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IEC和國際電信聯(lián)盟ITU-T開發(fā),ISO/IEC發(fā)布的MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4及MPEG-7,ITU-T發(fā)布的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.262、H.263系列等。視頻編碼從目前業(yè)界應(yīng)用來看主要以MPEG標(biāo)準(zhǔn)族為主,各廠家和不同行業(yè)都仿效MPEG標(biāo)準(zhǔn),出臺(tái)了一系列參照MPEG標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)規(guī)范和國家規(guī)
作者:陳萍
概述
多媒體技術(shù)是新興的信息高科技產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)之一,而圖像視頻的編碼技術(shù)是多媒體技術(shù)的關(guān)鍵。視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)主要由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/
IEC和國際電信聯(lián)盟ITU-T開發(fā),ISO/IEC發(fā)布的MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4及MPEG-7,ITU-T發(fā)布的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.262、H.263
系列等。
視頻編碼從目前業(yè)界應(yīng)用來看主要以MPEG標(biāo)準(zhǔn)族為主,各廠家和不同行業(yè)都仿效MPEG標(biāo)準(zhǔn),出臺(tái)了一系列參照MPEG標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)規(guī)范和國家規(guī)范,從而使MPEG及其派生的產(chǎn)品應(yīng)用越來越廣。
MPEG-1制定于1992年,主要是針對(duì)CIF標(biāo)準(zhǔn)分析率(NTSC制為352×
240,
PAL制為352×288)的圖像進(jìn)行壓縮,視音頻信息經(jīng)過壓縮后的數(shù)據(jù)碼率最大為1.5Mbit/s,主要應(yīng)用在CD-ROM、Video-CD等數(shù)字媒體上進(jìn)行存儲(chǔ),也可以在局域網(wǎng)、ISDN網(wǎng)上進(jìn)行視音頻信息的傳輸。
MPEG-2制定于1995年,該標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應(yīng)用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細(xì)規(guī)定,編碼碼率可達(dá)
100Mbit/s。MPEG-2特別適用于廣播級(jí)的數(shù)字電視的編碼和傳送,被認(rèn)定為SDTV和HDTV的編碼標(biāo)準(zhǔn)。
MPEG-4于1998年定案,隨后該標(biāo)準(zhǔn)仍在不停發(fā)展和補(bǔ)充。它的特點(diǎn)是更適于交互式AV服務(wù)及遠(yuǎn)程監(jiān)控,是一個(gè)有交互性的動(dòng)態(tài)圖像標(biāo)準(zhǔn)。它可以將較大的媒體文件在保證視音頻質(zhì)量下壓縮得非常小,利于在網(wǎng)絡(luò)中傳播,因此MPEG-4被ISMA作為流媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前已經(jīng)有很多編解碼器都是參照MPEG-4標(biāo)準(zhǔn),如WMV9、Dvix等。
二、 MPEG-4編碼標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)
MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)由6個(gè)主要部分構(gòu)成:
(1)多媒體傳送整體框架(DMIF,The Deliveries Multimedia Integration Framework)
DMIF主要用于解決交互網(wǎng)絡(luò)中、廣播環(huán)境下及磁盤存儲(chǔ)應(yīng)用中多媒體應(yīng)用的操作問題,通過傳輸多路合成信息來建立客戶端和服務(wù)器端的連接與傳輸。
(2)數(shù)據(jù)平面
(3)緩沖區(qū)管理和實(shí)時(shí)識(shí)別
MPEG-4定義了一個(gè)系統(tǒng)解碼模式,該解碼模式描述了一種理想的處理比特流句法語義的解碼裝置,它要求特殊的緩沖區(qū)和實(shí)時(shí)模式,通過有效地管理,可以更好地利用有限的緩沖區(qū)空間。
(4)音頻編碼
MPEG-4不僅支持自然聲音,而且支持合成聲音。MPEG-4的音頻部分將音頻的合成編碼和自然聲音的編碼相結(jié)合,并支持音頻的對(duì)象特征。
(5)視頻編碼
與音頻編碼類似,MPEG-4也支持對(duì)自然和合成的視覺對(duì)象的編碼。合成的視覺對(duì)象包括二維、三維動(dòng)畫和人面部表情動(dòng)畫等。
(6)場(chǎng)景描述
MPEG-4提供了一系列工具,用于組成場(chǎng)景中的一組對(duì)象,并提供一些必要的合成信息組成場(chǎng)景描述。
MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)仍在不停發(fā)展,目前比較受矚目的就是MPEG-4(Part10),即H.264標(biāo)準(zhǔn)的研究。H.264標(biāo)準(zhǔn)是由ISO/IEC和ITU-T兩大國際標(biāo)準(zhǔn)化組織共同制定的面向?qū)嶋H應(yīng)用的視頻編碼新標(biāo)準(zhǔn)。它具有一系列優(yōu)于MPEG-4(part2)的新特性,可適應(yīng)更高圖像質(zhì)量和低碼速率應(yīng)用的需求。
在相同的重建圖像質(zhì)量下,H.264比H.263+和MPEG-4(
SP)減小50%碼率,而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能,它引入了面向
IP包的編碼機(jī)制,有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸,支持網(wǎng)絡(luò)中視頻的流媒體傳輸;同時(shí),具有較強(qiáng)的抗誤碼特性,可適應(yīng)丟包率高、干擾嚴(yán)重的無線信道中的視頻傳輸;此外,能適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)傳輸,網(wǎng)絡(luò)親和力強(qiáng)。