| mpeg_4编解码技术意义
来源： 作者： 发布时间：2005-12-5 10:21:16
现在，我们又迎来了一次媒体革命，它就是mpeg_4，它以其出色的媒体性能，图形质量接近dvd,声音品质接近cd，同时又有更高的压缩比而迅速火爆起来，在多媒体领域掀起狂澜。那么，到底什么是mpeg呢？
我们知道，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。对于音频处理来说，传输数字图像所需的带宽远高于前者，例如，ntsc图像以大约640*480的分辨率，24bits像素，每秒30帧的质量传输时，其数据率达28mb字节/秒或221mb/秒。而且以这个速率保存的15秒的未压缩视频图像将占用420mb字节的内存空间，显然这样的要求对台式计算机来说是难以接受的，所以，视频图像的压缩编码方法mpeg就应运而生了。
mpeg本是动态图像专家组（moving pictures experts group）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，对于今天我们所泛指的mpeg_x版本，是指一组由itu(international telecommunications union)和iso(international standards organization)制定发面的视频、音频、数据的压缩标准。mpeg_4就是mpeg的第4个版本，mpeg的缔造者们原先打算开发4个版本；mpeg_1~mpeg_4，以适用于不同带宽和数字字影像质量的要求。后由于mpeg—3被放弃，所以现存只有三个版本的mpeg:mpeg-1,mpeg-2,mpeg-4.
总体来说，mpeg在三方面优于其他压缩/解压方案。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在发展过程中经历了以下过程：
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，发cd-rom、video-cd、cd-i.它可针对sif标准分辨率（对于 ntsc制为352*240；对于pal制为352*288）的图像进行压缩，传输速率为1.5mbits/s，最高可达4-5mbits/s，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-2 制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图像质量以及更高的传输率，mpeg-2所能提供的传输率在3-15mbits/sec间，其在ntsc制式下的分辨率可达720*486，mpeg-2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。除了做为dvd的指定标准外，mpeg-2还可用于广播，有线电视网，电缆网以及卫星直播提供广播级的数字视频。
mpeg-4就是在mpeg-1、mpeg-2进入广泛的实际应用之时，mpeg小组又于1998年发布了mpeg-4标准的草稿，该标准对压缩算法进行了改进：mpeg-1和mpeg-2的压缩率大概在20到30倍之间，而DVD一片4.7gb的资料量。可以存放超过两小时的影片。mpeg-1和mpeg-2的压缩率用在储存媒体上是足够了，但是运用在网络传输上还是很低，尤其是无线通讯方面。于是mpeg-4在订定标准时，为了达到更好的压缩效果，采用了许多新的技术与观念。mpeg-4里是采用了物件的观念。压缩之前先将影片中各个主要物件区分开来。例如电视新闻播报的场景中，主播是一个物件，播报台、背后的布景、主播旁边的3D玩偶也分别是一个物件。主播的声音也是一个物件，在影片进行中，主播会有轻微的移动。播报台是固定不动的。而布景则有时候会播放新闻影片。将各个物件分隔开来有什么好处呢？那就是可以针对不同的物件特性采取不同的压缩编码技巧，以得到最好的压缩效果。例如播报台只要传送一次资料，以后不再传送，以节省资料量。3D玩偶则用3D动画适用的演算法。主播和新闻影片采用mpeg-2的格式。声音采用MP3的格式。将这些不同的资料整合后结合起来一起传送。解码器收到资料后，先将各个不同格式的资料分开。依照自自的格式解码。再根据时间和空间的关系，将各个物件加以组合。就可以得到原来的影片了。为了达到以上的压缩观念，MPEG—4引进了许多新的压缩技术来应用于各种不同的物件。对于声音部分，可以分成自音、语音和合成音。针对不同发声原理采用不同演算算法。可以根据对音质的要求，而得到2KBITS/64KBITS/S之间的资料量。在影像方面，则可细分为自然物体、2D影像、3D影像、人脸、背景等不同特性物件。根据不同影像特性可以有5KBITS/S到10MBITS/S的资料量，mpeg-4的压缩率可以超过100倍，而仍然保有极佳的音质和画质。可以用最少的数据获得最佳的图像质量，因此满足了低码率应用需求；另外，mpeg-4还把提高多媒体系统的交互性和灵活性作为一项重要的目标，因此它更适合于交互式av服务以及远程监控。为了满足各种应用的需求，mpeg-4标准实际上相当宏大，它具有广泛的适应性和可扩展性。
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