【正文】 四大部分內(nèi)容。所以 MPEG涉及的問題是視頻壓縮、音頻壓縮及多種壓縮數(shù)據(jù)流的復(fù)合和同步問題。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) （ 1）時(shí)間冗余量的減少 為了減少時(shí)間冗余量， MPEG將 1/30秒時(shí)間間隔的幀序列電視圖像，以三種類型的圖像格式表示：內(nèi)碼幀（ I）、 預(yù)測幀（ P） 和插補(bǔ)幀（ B）。 另有第四種類型幀是 D幀，它是一種專用幀格式，僅僅用于實(shí)現(xiàn)快速查詢中。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) I幀，又稱內(nèi)碼幀，是完整的獨(dú)立編碼的圖像，是不能由其他幀構(gòu)造的幀，必須存儲或傳輸。 P幀，也稱為預(yù)測幀，通過對它之前的 I幀進(jìn)行預(yù)測，對預(yù)測誤差作有條件的存儲和傳輸。 B幀，又稱為雙向幀或插補(bǔ)幀，是根據(jù)其前后的 I幀或者 P幀的信息進(jìn)行插值編碼而獲得。該過程有時(shí)也稱為雙向插值。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償有兩種算法： ? 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測法 畫面上的運(yùn)動(dòng)部分在幀與幀之間必然有連續(xù)性，預(yù)測法根據(jù)這一特性，將當(dāng)前的圖像畫面看作是前面某時(shí)刻圖像的位移，位移的幅度和方向在圖像畫面的各處可有不同。 ? 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償插補(bǔ)法 用插補(bǔ)的方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償，可以大幅度地壓縮運(yùn)動(dòng)圖像的信息。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) （ 2）空間冗余量的減少 MPEG視頻信息的幀內(nèi)圖和預(yù)測圖都有很高的空域冗余度，用于減少這方面冗余的技術(shù)很多。在正交變換中， DCT具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)，且相對來說較易實(shí)現(xiàn)，所以幀內(nèi)壓縮也采用基于 DCT的方法。這和靜態(tài)圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn) JPEG相同，且實(shí)現(xiàn)的步驟也一樣。只是在 JPEG壓縮算法中，針對靜止圖像，對 DCT系數(shù)采用等寬量化。而在 MPEG中的視頻信號包含有靜止畫面（幀內(nèi)圖）和運(yùn)動(dòng)信息（幀間預(yù)測圖）等不同的內(nèi)容，量化器的設(shè)計(jì)需作特殊考慮。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) （ 3） MPEG的分層結(jié)構(gòu)和位流 MPEG視頻圖像數(shù)據(jù)流是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)，目的是把位流中邏輯上獨(dú)立的實(shí)體分開，防止語意模糊，并減輕解碼過程的負(fù)擔(dān)。 MPEG視頻位流分層結(jié)構(gòu)共包括六層，每一層支持一個(gè)確定的函數(shù)，或是一個(gè)信號處理函數(shù)（ DCT， 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償），或是一個(gè)邏輯函數(shù)（同步，隨機(jī)存取點(diǎn)）等。每一個(gè)層的開始有一個(gè)頭，作為說明參數(shù)。在圖像序列層的頭中，裝有視頻序列參數(shù)，如圖像寬度、圖像高度、象素長寬比、幀率、位率、緩沖區(qū)尺寸等。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 層次名稱 功能 圖像序列層 隨機(jī)存取單元：上下文 圖像組層 隨機(jī)存取單元：視頻編碼 圖像層 基本編碼單元 宏塊片層 重同步單元 宏塊層 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元 塊層 DCT單元 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 2. MPEG Ⅱ 壓縮標(biāo)準(zhǔn) MPEGⅡ 標(biāo)準(zhǔn)包括 MPEG系統(tǒng)、 MPEG視頻、MPEG音頻和一致性四大部分內(nèi)容，是運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的通用編碼國際標(biāo)準(zhǔn)。克服并解決了 MPEGⅠ 標(biāo)準(zhǔn)不能滿足的日益增長的多媒體技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)、多媒體分辨率和傳輸率等方面的技術(shù)要求的缺陷。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) (1) MPEGⅡ 系統(tǒng) MPEGⅡ 系統(tǒng)支持五項(xiàng)基本功能： ? 解碼時(shí)多壓縮流的同步； ? 將多個(gè)壓縮流交織成單個(gè)的數(shù)據(jù)流； ? 解碼時(shí)緩沖器初始化； ? 緩沖區(qū)管理； ? 時(shí)間識別 。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) (2) MPEGⅡ 視頻 MPEGⅡ 視頻體系的視頻分量的位速率范圍大約為 2到 15Mbps。 MPEGⅡ 視頻體系要求保證與MPEGⅠ 視頻體系向下兼容，并且同時(shí)應(yīng)力求滿足數(shù)字存儲媒體、可視電話、數(shù)字電視、高清晰度電視（ HDTV）、 通信網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的應(yīng)用。分辨率有低（ 352 288）、中（ 720 480）、次高（ 1440 1080）、高（ 1920 1080）等不同檔次，壓縮編碼方法也從簡單到復(fù)雜有不同等級。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) MPEGⅡ 視頻具有以下特色： ? 框架和級別 ? MPEGⅡ 視頻壓縮編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 圖像組塊層是由宏塊構(gòu)成，一個(gè)組塊可由多個(gè)宏塊組成。宏塊結(jié)構(gòu)有三種格式。 ? 視頻比特流的語義規(guī)則 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 3. MPEGⅣ 壓縮標(biāo)準(zhǔn) MPEGⅣ 是多媒體信息描述的最新標(biāo)準(zhǔn)，它所涉及的應(yīng)用范疇包括有線、無線、移動(dòng)通信和因特網(wǎng)等領(lǐng)域。 MPEGⅣ 是以內(nèi)容為中心的描述方法，對信息元的描述更加符合人的心理，不僅可以獲得比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)更為優(yōu)越的性能，還提供了各種新的功能。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) MPEGⅣ 具有高速壓縮、基于內(nèi)容交互和基于內(nèi)容分級擴(kuò)展等特點(diǎn)，并且具有基于內(nèi)容方式表示的視頻數(shù)據(jù)。 MPEGⅣ 在信息描述中首次采用了對象（ Object） 的概念。 基于內(nèi)容的視頻編碼過程可由三步完成： ? VO的形成 。 先從原始視頻流中分割出 VO。 ? 編碼 。 對各 VO分別獨(dú)立編碼 ， 即對不同 VO的運(yùn)動(dòng)信息 、形狀信息和紋理信息這三類信息分別編碼 ， 分配不同的碼字 。 ? 復(fù)合 。 將各個(gè) VO的碼流復(fù)合成一個(gè)符合 MPEGⅣ 標(biāo)準(zhǔn)的位流 。 在編碼和復(fù)合階段可以加入用戶的交互控制或由智能化算法進(jìn)行控制。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) VOP是某一時(shí)刻某一幀畫面的 VO， VOP編碼就是對某一時(shí)刻該幀畫面 VO的形狀、運(yùn)動(dòng)和紋理等三類信息進(jìn)行編碼。 ? 形狀編碼 ? 運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 ? 紋理編碼 ? 分級擴(kuò)展編碼 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 4. MPEGⅦ 簡介 MPEGⅦ 的正式名稱為多媒體內(nèi)容描述接口。它將為各種類型的多媒體信息規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)化的描述，這種描述與多媒體信息的內(nèi)容一起，支持對用戶感興趣的圖形、圖像、 3D模型、視頻、音頻等信息以及它們的組合的快速有效查詢，滿足實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)以及推－拉應(yīng)用的需求。 MPEGⅦ 只規(guī)定信息內(nèi)容描述格式，而不規(guī)定如何從原始的多媒體資料中抽取內(nèi)容描述的方法。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) MPEGⅦ 將擴(kuò)展現(xiàn)有標(biāo)識內(nèi)容的專用方案及有限的能力，包含更多的多媒體數(shù)據(jù)類型。它將規(guī)范一組“描述子”，用于描述各種多媒體信息，也將對定義其他描述子以及結(jié)構(gòu)（描述模式）的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容的描述 ? 描述原則 ? 多媒體特征類型 ? 視覺數(shù)據(jù)的描述 ? 聽覺數(shù)據(jù)的描述 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 5. MPEG21簡介 MPEG21是一個(gè)剛開始制定的國際標(biāo)準(zhǔn)。 MPEG21的正式名稱為多媒體框架（ Multimedia Framework）。 MPEG21將標(biāo)準(zhǔn)集成起來支持和諧的技術(shù)以管理多媒體商務(wù)。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 人民郵電出版社 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 版權(quán)所有 小 結(jié) 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 本章重點(diǎn) ?數(shù)據(jù)壓縮的基本概念 ?各種壓縮技術(shù)的分類 ?預(yù)測編碼的基本原理 ?變換編碼的基本原理 ?統(tǒng)計(jì)編碼的基本原理 ?分析 –合成編碼的基本原理 ?聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn) ?圖像視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)