【正文】 . 數(shù)字聲像壓縮標(biāo)準(zhǔn)（ MPEG1） ? MPEG標(biāo)準(zhǔn) MPEG1（ ISO 11172）設(shè)計(jì)用于視頻錄像機(jī)質(zhì)量的輸出（對(duì) NTSC制式為 352 240），它使用的位率為。該標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG視頻、 MPEG音頻和 MPEG系統(tǒng)三大部分。 MPEG標(biāo)準(zhǔn) ? MPEG（ motion picture experts group）標(biāo)準(zhǔn)是 ISO/IEC委員會(huì)針對(duì)全活動(dòng)視頻的壓縮標(biāo)準(zhǔn)系列，是用于壓縮視頻的主要算法，并于 1993年成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。解碼一幅 JPEG圖像需要反過(guò)來(lái)運(yùn)行上述算法。 JPEG定義在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO 10918中，它具有 4種模式和許多選項(xiàng)。這后一種算法進(jìn)行圖像壓縮信息雖有損失，但壓縮比可以很大，例如壓縮比在 20:1時(shí)，眼睛基本上看不出失真。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）和國(guó)際電報(bào)電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì)（ CCITT）聯(lián)合成立“聯(lián)合圖像專(zhuān)家組” JPEG（ joint photographic experts group），在 ITU、 ISO和 IEC等其他標(biāo)準(zhǔn)組織的支持下，該小組致力于制定適用于連續(xù)色調(diào)、多極灰度、彩色或單色靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）經(jīng)過(guò) 5年細(xì)致的工作，于1991年 3月提出了 JPEG標(biāo)準(zhǔn)“多灰度靜止圖像的數(shù)字壓縮編碼”，這是一個(gè)適用于彩色和單色多灰度或連續(xù)色調(diào)靜止數(shù)字圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。 ? ：幀內(nèi)編碼和幀間編碼，相當(dāng)于MPEG編碼的 I幀和 P幀。對(duì)此， ITUT對(duì) ，于 1998年 1月提出了 +建議。 視聽(tīng)業(yè)務(wù)視頻編譯碼標(biāo)準(zhǔn)（ ） ? 1995年 11月完成。幀內(nèi)用改進(jìn)的 DCT變換并量化，在幀間采用 1/2像素運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)補(bǔ)償技術(shù)，使運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償更加精確，量化后使用改進(jìn)的變長(zhǎng)編碼表（ VLC）對(duì)量化數(shù)據(jù)進(jìn)行嫡編碼，得到最終的編碼系數(shù)。在 ， 運(yùn)動(dòng)矢量的搜索增加為半像素點(diǎn)搜索，同時(shí)又增加了無(wú)限制運(yùn)動(dòng)矢量、基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼、高級(jí)預(yù)測(cè)技術(shù)和 PB幀編碼等 4個(gè)高級(jí)選項(xiàng)，從而達(dá)到了進(jìn)一步降低碼速率和提高編碼質(zhì)量的目的。 視聽(tīng)業(yè)務(wù)視頻編譯碼標(biāo)準(zhǔn)（ ） ? 64Kb/s比特率的窄帶通道視頻編碼建議，其目的是能在現(xiàn)有的電話(huà)網(wǎng)上傳輸活動(dòng)圖像。 視聽(tīng)業(yè)務(wù)視頻編譯碼標(biāo)準(zhǔn)（ ） ? 由于 中傳輸?shù)?，帶寬和碼率是其考慮的核心問(wèn)題。因此這種方法是屬于恒定碼流可變質(zhì)量編碼而非恒定質(zhì)量可變碼流編碼。 視聽(tīng)業(yè)務(wù)視頻編譯碼標(biāo)準(zhǔn)（ ） ? 實(shí)際的編碼算法類(lèi)似于 MPEG算法，但不能與后者兼容。 視聽(tīng)業(yè)務(wù)視頻編譯碼標(biāo)準(zhǔn)（ ） ? 1980年，國(guó)際電報(bào)電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì) CCITT所屬的視頻編碼專(zhuān)家組的 ，這是 CCITT制定的國(guó)際上第一個(gè)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，已成為可視電話(huà)和電話(huà)會(huì)議的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)解碼輸出不與原始輸入嚴(yán)格相等時(shí)，系統(tǒng)被稱(chēng)為是有損的。對(duì)于多媒體，這樣的要求是不存在的。 視頻壓縮 ? 第二個(gè)不對(duì)稱(chēng)性是編碼 /解碼過(guò)程不必是 100％可逆的。這一不對(duì)稱(chēng)性意味著，假若解碼算法速度快并且不需要昂貴的硬件，那么編碼算法速度慢并且需要昂貴的硬件也是可以接受的。這些算法具有某些不對(duì)稱(chēng)性，這對(duì)于理解數(shù)據(jù)壓縮是十分重要的。在過(guò)去幾十年，在大量研究的基礎(chǔ)上已經(jīng)發(fā)明了許多壓縮技術(shù)和算法，使多媒體傳輸成為可能。事實(shí)上，所有專(zhuān)業(yè)的聲音記錄與編輯系統(tǒng)如今都是數(shù)字化的。數(shù)字化的聲音可以十分容易地在計(jì)算機(jī)上用軟件進(jìn)行處理。如果量化噪聲太大，耳朵就會(huì)感覺(jué)到。 8位樣本可以有 256個(gè)不同的值， 16位樣本可以有 65 536 個(gè)不同的值。 圖 32 音頻的采樣與量化 1 . 0 000 . 7 50 . 5 00 . 2 5 0 . 2 5 0 . 5 0 0 . 7 5 1 . 0 012TT12TT12TTa ） 正 弦 波 b ） 對(duì) 正 弦 波 進(jìn) 行 采 樣 c ） 對(duì) 樣 本 進(jìn) 行 4 位 量 化 音頻編碼 ? 數(shù)字樣本是不準(zhǔn)確的。為了數(shù)字化地表示該信號(hào)，我們可以每隔△ T秒對(duì)其進(jìn)行采樣，如圖 32 b）中的條棒高度所示。ADC以電壓作為輸入，并且生成二進(jìn)制數(shù)作為輸出。類(lèi)似地，當(dāng)聲波沖擊麥克風(fēng)的時(shí)候，麥克風(fēng)將產(chǎn)生電信號(hào)，將聲音的振幅表示為時(shí)間的函數(shù)。 音頻編碼 ? 音頻（聲音）波是一維的聲（壓）波。一幅靜止的圖像以每秒 20幀的頻率顯示不會(huì)表現(xiàn)出斷斷續(xù)續(xù)的運(yùn)動(dòng)，但是卻會(huì)出現(xiàn)閃爍，因?yàn)楫?dāng)一幀畫(huà)面在視網(wǎng)膜上消退時(shí)下一幀還沒(méi)有出現(xiàn)。 視頻編碼 ? 換言之，運(yùn)動(dòng)的平滑性是由每秒不同的圖像數(shù)決定的，而閃爍則是由每秒刷新屏幕的次數(shù)決定的。然而，由于高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)顯示器通常用存放在視頻 RAM中的圖像每秒鐘掃描屏幕 75次或更多次，因此所有計(jì)算機(jī)顯示器都采用逐行掃描。對(duì)于彩色視頻，每一像素RGB三色中的每種顏色用 8個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示，這樣可以表示 224≈1600萬(wàn)種不同的顏色，而人的眼睛沒(méi)有能力區(qū)分這么多顏色。理解亮度和色度對(duì)于理解視頻壓縮的工作原理是十分必要的。兩個(gè)色度信號(hào)則可以以更高的頻率用較窄的波段進(jìn)行廣播。 視頻編碼 ? 由于人的眼睛對(duì)亮度信號(hào)比對(duì)色度信號(hào)敏感得多，所以色度信號(hào)不必非要精確地進(jìn)行傳輸。然而，為了在一個(gè)信道上進(jìn)行傳輸，三個(gè)彩色信號(hào)必須組合成一個(gè)復(fù)合信號(hào)。 視頻編碼 ? 彩色視頻采用與單色（黑白）視頻相同的掃描模式，只不過(guò)使用了三個(gè)同時(shí)運(yùn)動(dòng)的電子束而不是一個(gè)運(yùn)動(dòng)電子束來(lái)顯示圖像，對(duì)于紅、綠和藍(lán)（ RGB）這三個(gè)加性原色中的每一顏色使用一個(gè)電子束。此處的半幀稱(chēng)為一個(gè)場(chǎng)（ field）。 視頻編碼 ? 雖然每秒 25幀足以捕獲平滑的運(yùn)動(dòng)，但是在這樣的幀率下，有許多人會(huì)感覺(jué)到圖像閃爍（因?yàn)樾碌膱D像尚未出現(xiàn)以前舊的圖像就已經(jīng)在視網(wǎng)膜上消失）。NTSC有 525條掃描線(xiàn)（為了在過(guò)去的圓形 CRT上顯示一個(gè)近似矩形的圖像，頂端和底端的幾條線(xiàn)是不顯示的，只顯示 483條），水平與垂直方向的縱橫比為 4:3，每秒為 30幀。這一作為時(shí)間函數(shù)的光的強(qiáng)度以廣播方式傳播出去，接收機(jī)則重復(fù)掃描過(guò)程以重構(gòu)圖像。為了將二維圖像表示為作為時(shí)間函數(shù)的一維電壓，攝像機(jī)用一個(gè)電子束對(duì)圖像進(jìn)行橫向掃描并緩慢地向下移動(dòng)，記錄下電子束經(jīng)過(guò)處光的強(qiáng)度。所有基于視頻或影片膠片的運(yùn)動(dòng)圖像系統(tǒng)都利用了這一原理產(chǎn)生活動(dòng)的畫(huà)面。 視頻編碼 ? 人類(lèi)的眼睛具有這樣的特性：當(dāng)一幅圖像閃現(xiàn)在視網(wǎng)膜上時(shí)，在它衰退之前將保持幾毫秒的時(shí)間。一般而言，其組織必須能夠使觀(guān)眾觀(guān)看電影時(shí)可以動(dòng)態(tài)地選擇使用哪個(gè)音頻及字幕軌跡。一種可能的方案是像傳統(tǒng)的文件一樣管理每個(gè)子文件（例如，使用 i節(jié)點(diǎn)來(lái)跟蹤文件的塊），并且要有一個(gè)新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)列出每個(gè)多媒體文件的全部子文件。 DVD能夠存放至多 32種語(yǔ)言的字幕文件。在其他國(guó)家使用的是原始的聲音軌跡，配以當(dāng)?shù)卣Z(yǔ)言的字幕。對(duì)于某些國(guó)家，需要產(chǎn)生一個(gè)額外的聲音軌跡，用當(dāng)?shù)卣Z(yǔ)言進(jìn)行配音，但是不包含音效。 多媒體文件 ? 此外，大多數(shù)電影現(xiàn)在針對(duì)的是全世界的觀(guān)眾，而這些觀(guān)眾語(yǔ)言不同。 多媒體文件 ? 在大多數(shù)系統(tǒng)中，普通的文本文件由字節(jié)的線(xiàn)性序列組成，而對(duì)多媒體而言，情況就復(fù)雜多了。此外，算法的復(fù)雜性和延時(shí)等也是應(yīng)當(dāng)考慮的因素。壓縮比最為可觀(guān)的是動(dòng)態(tài)視頻數(shù)據(jù)，采用混合編碼的 DVI多媒體系統(tǒng)，壓縮比通?？蛇_(dá) l00:1到 200:1。如采用混合編碼的 JPEG標(biāo)準(zhǔn)，它對(duì)自然景物的灰度圖像，一般可壓縮幾倍到十幾倍，而對(duì)于自然景物的彩色圖像，壓縮比將達(dá)到幾十倍甚至上百倍。新一代的數(shù)據(jù)壓縮方法，如矢量量化和子帶編碼、基于模型的壓縮、分形壓縮和小波變換壓縮等也已經(jīng)接近或達(dá)到實(shí)用水平。因?yàn)殪囟x為平均信息量，而損失的信息是不能再恢復(fù)的，因此這種壓縮法是不可逆的。但這種方法壓縮比較低，如 LZ編碼、游程編碼、霍夫曼編碼的壓縮比一般在 2:1 ~ 5:1之間。典型的無(wú)損壓縮法主要是基于統(tǒng)計(jì)的編碼方案，如霍夫曼（ Huffman）編碼、 FanoShannon編碼、算術(shù)編碼、游程編碼（ Runlength）、 LZ編碼等。例如，需壓縮的數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)