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发信人: god (Watch your back), 信区: Multimedia
标 题: Mpeg-4编解码技术意义
发信站: 荔园晨风BBS站 (Mon Sep 23 17:24:16 2002), 站内信件
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位／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）制定发布的视频、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
带宽和数字影像质量的要求。后由于MPEG-3被放弃，所以现存只有3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/解压缩方案。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，如
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（DVD可有8种语言
配音的原因）。除了做为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播，有线电视网
，电缆网络以及卫星直播 （Direct Broadcast Satellite） 提供广播级的数字视
频。
MPEG-4 就在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。市面上常见的VCD光碟片大概是每片650 MB 的资料量，存放
74分钟的影片。相当于VHS录影带的画质。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
网络传输上还是太低，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。声音则采用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
照各自的格式解码。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。对于声音部份，可以分成自然音、语音和合成音。针对不同发
声原理采用不同演算法。可以根据对音质的要求，而得到2Kbits/s到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的需求；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标准实际上相当庞大，它具有广泛
的适应性和可扩展性。
就其应用前景而言，MPEG-4未来将在多个应用领域大显身手，如
Internet/Intranet上的多媒体流服务、视频点播、可视游戏、低码率的移动多媒
体通信（视频手机等）、交互式多媒体应用、实时多媒体监控、数字电视与演播电
视、虚拟会议等等。
MPEG-4可以达到两个目标： 低比特率下的多媒体通信和多工业的多媒体通信的综
合
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※ 来源:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 61.144.235.41]
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