【正文】 數(shù)位家庭影音標(biāo)準(zhǔn) onedollar Traditional Home 數(shù)位家庭產(chǎn)品及服務(wù)演進(jìn) 影音娛樂 傳統(tǒng)領(lǐng)域 1990年代 資訊家電時(shí)代 2022年 數(shù)位家庭時(shí)代 2022~ 資訊 /通訊 健康照護(hù) 基礎(chǔ)建設(shè) 與其他 TV Walkman Car Audio PC TV Car CD Game console LCD TV, HDTV,Car AVC On the go Theater, PMP/PSP, online game Entertainment PC Desktop PC 固定式電話 Notebook PC,PC Server Cellular phone, GPS Media/Home Server TOBE, 3G Phone 水銀血壓計(jì) 紙本病歷 電子血壓計(jì) 快速血糖測(cè)試計(jì) 電腦協(xié)助掛號(hào) ?隨身定位器 ?生理訊號(hào)量測(cè)器 ?娛樂 /照護(hù)機(jī)器人 窄頻網(wǎng)路 Analog Modem ADSL Cable modem 2G, IPv4 UWB, FTTx, 3G/4G WiMAX, PLC, IPv6 環(huán)保、節(jié)能、防災(zāi) 無線電視臺(tái) 有線電視臺(tái) 網(wǎng)路電臺(tái) ,Content Sharing 有線電話服務(wù) 有線電話服務(wù) VOIP , Triple Play Service 衛(wèi)生所 健檢中心 電子病歷 /遠(yuǎn)距 照護(hù) 代表產(chǎn)品 代表服務(wù) 資料來源：資訊工業(yè)發(fā)展推動(dòng)小組整理 數(shù)位家庭相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域 遠(yuǎn)距醫(yī)療 社區(qū)照護(hù) 認(rèn)證 /收費(fèi) 方式 電子商務(wù) 家庭門禁 防災(zāi)保全 廣播 /傳播 ISP/內(nèi)容 服務(wù)提供 VOD/ 目錄服務(wù) 通訊 /行動(dòng) 服務(wù) 環(huán)境監(jiān)控 遠(yuǎn)距教學(xué) 寬頻 通訊網(wǎng)路整合 簽章 /認(rèn)證 影音資料處理 資訊安全 與分享 內(nèi)容製作 標(biāo)準(zhǔn)與 驗(yàn)證測(cè)試 感測(cè)元件 網(wǎng)路 服務(wù)代理 系統(tǒng)安全技術(shù) 音視訊技術(shù) 位址判定 通訊基礎(chǔ)技術(shù) 軟體元件 儲(chǔ)存 /記憶 資料運(yùn)算 結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體製程 遙控與 各類感測(cè) Solution Layer 行車安全 控制 平面顯示器 行車資訊 與定位 網(wǎng)路金融 Service Layer Infrastructure Layer 光電顯示 材料 設(shè)計(jì)與界面 上下游技術(shù)鏈 GPS 視訊資料壓縮 ? 數(shù)位化視訊資料處理的重要課題 ? 目標(biāo) – 有效減少視訊資料的儲(chǔ)存空間 – 又能同時(shí)保留視訊資料的內(nèi)涵 ? 影響視訊資料儲(chǔ)存空間的主要因素 – 單一影像畫格 (Frame) 的儲(chǔ)存空間 – 儲(chǔ)存影像的張數(shù) 視訊資料壓縮 ? 作法 – 減少單一影像的儲(chǔ)存空間：套用影像壓縮的部分，利用影像壓縮技術(shù)以比較簡潔的方式來儲(chǔ)存每一張單一的影像 – 減少儲(chǔ)存的影像張數(shù)：視訊資料具連續(xù)性與相似性 ? 記錄關(guān)鍵畫格 (key frame) ? 而介於關(guān)鍵畫格之間的其他畫格，只需儲(chǔ)存與關(guān)鍵畫格影像之間的差異資訊 視訊檔案格式 ? Motion JPEG – 以 JPEG影像壓縮為基礎(chǔ)，常見的 AVI 檔案即為此種格式 – HD (High Definition) 格式 ? JPEG 影像 (Frame) 都是未經(jīng)進(jìn)一步壓縮 ? 所需資料容量大，電腦需有運(yùn)算快速之 CPU ? 但其畫質(zhì)極佳，目前仍運(yùn)用於電視臺(tái)及電影製片公司之?dāng)?shù)位剪接及數(shù)位特效之製作 – SD (Standard Definition)格式 ? 所需的資料量依選取的壓縮比不同而異 ? 壓縮比越大，檔案越小，但影像畫質(zhì)將變差 ? 高壓縮比的 SD 則可用於電腦直接播放、或網(wǎng)際網(wǎng)路的應(yīng)用 視訊檔案格式 ? MPEG影音壓縮技術(shù) – ISO組織的 Motion Picture Expert Group委員會(huì)於 1988年提出，簡稱為 MPEG – 根據(jù)其不同用途，先後提出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有 ? MPEG1 ? MPEG2 ? MPEG4 ? MPEG7 ? MPEG21 視訊檔案格式 ? MPEG影音壓縮技術(shù) – 減低 Motion JPEG巨大的資料量所帶來的不方便性 – MPEG的主要觀念 ? 利用視訊每兩張相鄰畫面之間的物體移動(dòng)變化並不會(huì)太大的特性 ? 只從影像序列當(dāng)中挑出一些關(guān)鍵畫格 (keyframe) 來儲(chǔ)存，而介於關(guān)鍵畫格之間的其他畫格，則只需儲(chǔ)存與關(guān)鍵畫格影像之間變化的資訊即可 視訊檔案格式 ? 串流視訊 (Streaming Media) 技術(shù) – 當(dāng)前在網(wǎng)際網(wǎng)路應(yīng)用上最主要的一種多媒體傳遞與播放方式 – 藉由串流視訊技術(shù)，視訊資料可以在網(wǎng)際網(wǎng)路上進(jìn)行傳輸，而使用者僅需接收到部分的多媒體資料之後便可以開始播放，不用苦等完整檔案下載成功 – 目前較常見的格式有 RealVideo、 WMV、MPEG … 等格式 MPEG1 ? MPEG1為最早發(fā)表的 MPEG格式 ? 標(biāo)準(zhǔn)解析度 – NTSC系統(tǒng)： 352x240 – PAL 系統(tǒng)： 352x288 ? 採樣位元率 (bit rate) – 可由 90Kbit/sec～ 5Mbit/sec 視訊數(shù)位化之壓縮技術(shù) ? MPEG的原理 – 移動(dòng)補(bǔ)償 ( motion pensation)來縮減時(shí)域上多餘的訊息 – DCT壓縮 (transform domain(DCT) based pression)則用來減低頻域的資料量 視訊數(shù)位化之壓縮技術(shù) ? MPEG的原理 – 移動(dòng)補(bǔ)償 ? 第一幅畫面如果已經(jīng)完整傳送了整幅畫面的資訊，那第二幅畫面就可只傳兩幅畫面不同之處的訊息 視訊數(shù)位化之壓縮技術(shù) ? MPEG的原理 – DCT壓縮 ? 利用每個(gè) frame之間的不同的地方 MPEG1中的影像序列儲(chǔ)存 ? I、 P、 B畫格格式 – I 畫格 (Intra Frame) ：畫格的內(nèi)容採用影像壓縮方式加以儲(chǔ)存 – P 畫格是利用前一個(gè) I 畫格再加上位移向量 (Motion Vector) 來加以所得的內(nèi)容 – B 畫格是利用前後的 I 畫格以及 P 畫格，以內(nèi)插法的方式加以產(chǎn)生 ? P 畫格以及 B 畫格不需要記錄畫格內(nèi)的全部資訊，只需記錄與前後 I 畫格或 P 畫格內(nèi)容的差異性 MPEG1中的影像序列儲(chǔ)存 ? 一段播放的影像序列 GOP (Group of Picture) 可以表示成類似 IBBPBBPBBPBBPBBI 這樣的畫格順序 ? 在每 12到 15張影像之中插入一張 I 畫格 ? 只有這張畫格需要針對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行影像壓縮儲(chǔ)存 ? 其餘的畫格 (B 或 P) 都可以利用預(yù)測(cè)或是內(nèi)插的方式加以產(chǎn)生 ? 因此可以保持很高的壓縮比率 MPEG1中的影像序列儲(chǔ)存與播放 MPEG1應(yīng)用 ? VCD光碟製作 – 位元率約為 Mbps – 一個(gè)小時(shí)的視訊資料大約只需要 600MB的儲(chǔ)存空間 ? Inter、 Intra之影音串流 – T1頻寬的通信 – 位元率為 Mbps MPEG2 MPEG2沿用了 MPEG1的標(biāo)準(zhǔn)，並且加以擴(kuò)充： ? 標(biāo)準(zhǔn)解析度 – NTSC系統(tǒng)： 720 480 – PAL 系統(tǒng)： 720 576 ? 色差比例 – 由 MPEG1的 4:2:0 擴(kuò)增為 4:2:2 以及 4:4:4兩種模式 ? 畫面掃描方式 – 除了原先 MPEG1所使用的逐列掃描之外，也增加了交錯(cuò)式 (Interlace) 的掃描方式 ? 採樣位元率 – 可由 2Mbps至 15Mbps MPEG2 Program stream及 Transport stream ? Program Stream – 應(yīng)用於電腦多媒體視訊格式及 DVD影音光碟製作 ? Transport stream – 應(yīng)用於通訊網(wǎng)路之影音傳輸，如衛(wèi)星上傳之?dāng)?shù)位格式 – Transport Stream的資料封包與 TCP/IP的通訊協(xié)定一致，有利於傳輸?shù)姆€(wěn)定性 – 有線電視臺(tái)其播放的視訊是 MPEG2， 4 ~ 6 Mbps的 Transport Stream；中華電信 MOD服務(wù)目前採用位元率為 3Mbps MPEG4 ? MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)除了將視訊資料壓縮到極低的位元比率之外，它還提供了使用者與視訊內(nèi)涵之間的互動(dòng)編輯能力 ? 將視訊當(dāng)中各種不同的資料以各式各樣的「視訊物件」 (VOP， Video Object Plane) 表示，而所有的壓縮以及資料傳遞過程都是以「物件」作為基本的單位來加以處理 ? 適用的位元率範(fàn)圍亦可從 5Kbps到 2Mbps MPEG4 ? 擷取早期標(biāo)準(zhǔn) ITUT (低位元率編碼 ) 與 ISO/IEC MPEG1/2 (高位元率編碼 ) 的優(yōu)點(diǎn)，加上支援物件型態(tài)編碼及合成影像壓縮 ? 適用於高階互動(dòng)功能與特殊視訊製作、容錯(cuò)性編碼技術(shù) (errorresilient) 及細(xì)微式可調(diào)適性編碼技術(shù)，更可適用於頻寬變化劇烈的網(wǎng)路環(huán)境 ? ISO所給 MPEG4的正式規(guī)格編號(hào)為 14496，其中有關(guān)視訊編解碼技術(shù)則分別規(guī)範(fàn)在文件的第二部分 (144962： Visual Part) 及第十部分 (1449610：Advanced Video Coding)。 MPEG7 ? 主要是制訂出一套多媒體內(nèi)容描述介面 (Multimedia Content Description Interface)，藉由這個(gè)描述介面可以做到依內(nèi)容來檢索多媒體資料的功能 ? 資料的描述以及描述方式可以透過描述定義語言 (description definition language) 來加以定義 MPEG7 ? MPEG7中，每一份多媒體資料的描述都是利用描述元 (D： descriptor) 以及描述結(jié)構(gòu) (DS： sescription scheme) 來組成 – 描述結(jié)構(gòu)主要是用結(jié)構(gòu)化的方式來說明如何描述多媒體資料，包括與其他描述結(jié)構(gòu)或是描述元之間的關(guān)係 – 描述元?jiǎng)t是實(shí)際用來描述多媒體資料的內(nèi)容 AVI格式 ? 微軟公司所開發(fā)出來的