【正文】 G4 ?19992023: MPEG4 Standard ? Flexible Multimedia Communications ? 5kbps 50Mbps ? Video object Compression ? Audio object pression ? Synthetic(合成 ) Audio/Speech and Video ? Systems: multiplexing and flexible position What is MPEG4 ? Scene: 場(chǎng)景 ? Audio Objects ? Visual Objects ?“ A coded, streamable representation of audiovisual objects and their associated timevariant data along with a description of how they are bined.” MPEG4: 場(chǎng)景 (Scene) 如何構(gòu)成 MPEG4: Scene Composition 【 場(chǎng)景組合 】 MPEG4： Composition of Scenes 【 場(chǎng)景組合 】 AudioVisual Objects (AVOs) ?AV (Audio/Visual Objects ) MPEG4技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像中的內(nèi)容進(jìn)行編碼，其具體的編碼對(duì)象就是圖像中的音頻和視頻，術(shù)語稱為“ AV對(duì)象” ?而連續(xù)的 AV對(duì)象組合在一起又可以形成 AV場(chǎng)景。 ? 即每個(gè)型定義了 1組新的算法，如：型的性質(zhì)，彩色格式、有否雙向幀等，不同的組合有不同的算法。 ? MPEG2的型有 : ? 簡(jiǎn)單型 (SP – Simple Profile) ? 主型 (MP – Main Profile) ? MPEG2 4:2:2 型 (后增加的 ) ? 信噪比可分級(jí)型 (SNRP) ? 空間可分級(jí)型 (SSP) ? 高型 (HP) MPEG2【 型 /級(jí) 】 概念 (2) ? 在同 1種型里，需要處理的圖像參數(shù)，如圖像尺寸、幀率、碼率，也有不同。 MPEG2 【 碼率壓縮 】 編碼方式 ? 為了提高壓縮比及圖像質(zhì)量， MPEG2視頻編碼采用 【 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè) 】 （時(shí)間預(yù)測(cè) +內(nèi)插）消除時(shí)間冗余和不隨時(shí)間變化的圖像細(xì)節(jié)； ? 采用二維 DCT（圖像像素 +量化傳輸系數(shù)）分解相鄰像素，消除觀眾不可見、不重要的圖像細(xì)節(jié)； ? 采用熵值編碼（已量化參數(shù) +編碼參數(shù)的熵），使bit數(shù)減少到理論上的最小值； ? DCT discrete cosine transform MPEG4：運(yùn)動(dòng)視頻對(duì)象編碼原理 MPEG4支持高效壓縮，仍然采用了 MPEG－ MPEG－ 2中的變換、預(yù)測(cè)混合編碼框架 MPEG2【 型 /級(jí) 】 概念 (1) ? 為適應(yīng)不同場(chǎng)合的需要， MPEG2引進(jìn)型（ Profile）和級(jí)(Level)的概念，為 【 定義句法子集 】 提供了方法。 ?由于視覺心理是 1個(gè)很復(fù)雜的問題，難以得到其規(guī)律。 ? 其二，利用幀序列相鄰幀畫面間的運(yùn)動(dòng)部分具有連續(xù)的時(shí)間相關(guān)性： ? 前向預(yù)測(cè)（ FP） 將當(dāng)前畫面看成是前一畫面某一時(shí)刻圖像的位移，當(dāng)然位移方向及幅值在幀內(nèi)各處未必相同，只要用前面最近時(shí)刻的 I圖或 P圖及代表運(yùn)動(dòng)的位移信息，便可預(yù)測(cè)出當(dāng)前圖像 ? 后向預(yù)測(cè)（ BPBackword Prediction） 根據(jù)某時(shí)刻的圖像及反映位移信息的運(yùn)動(dòng)矢量，預(yù)測(cè)出某時(shí)刻以前的圖像，以便預(yù)測(cè)出前一幀中 沒有顯露 而現(xiàn)在出現(xiàn)的信息 ? B圖是將前向預(yù)測(cè)（ FP）與后向預(yù)測(cè)（ BP）同時(shí)使用并取其平均值后所產(chǎn)生的圖像，稱為雙向預(yù)測(cè)圖或平均值預(yù)測(cè)圖。 雙向預(yù)測(cè)編碼圖（ BPCP） 兩種理解 ? 其一， B圖是同時(shí)以前面的 I圖或 P圖和后面的 P圖或 I圖為基準(zhǔn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)所產(chǎn)生的圖像，稱為雙向預(yù)測(cè)編碼圖 （ BPCPBidirectional Predictive Coded Picture）。平衡的結(jié)果是隨機(jī)存取的高壓縮比、高質(zhì)量圖像的統(tǒng)一 MPEG2 幀間編碼結(jié)構(gòu) 【 2】 幀內(nèi)編碼圖（ ICP） ? （ I）圖為不要基準(zhǔn)圖像編碼作為基準(zhǔn)所產(chǎn)生的圖像，稱為幀內(nèi)編碼圖（ ICPIntra Coded Pictures），特點(diǎn)是： ? 數(shù)據(jù)量最大； ? 幀內(nèi)中等程度壓縮； ? 無運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)， 可采用 自相關(guān)性 ，即幀內(nèi)相鄰像素、相鄰行的亮度、色度信號(hào)都具有漸變的空間相關(guān)性，可作 靜止圖像處理 ，無條件傳送； ? 圖像可隨機(jī)進(jìn)入壓縮圖像數(shù)據(jù)序列，進(jìn)行編碼。 ? 它是高質(zhì)量視頻音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，在常規(guī)電視的數(shù)字化、高清晰電視 H DTV和交互式電視等各個(gè)領(lǐng)域都是核心的技術(shù)之一 ? 用于 【 IP網(wǎng)絡(luò) 】 方面而則需要較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬。 相移鍵控調(diào)制（ PSK） 原理 ? Phase Shift Keying (PSK) Phase of carrier signal is shifted to represent data Binary PSK Constellation (星座 ) ?Binary PSK: 【 二相鍵控調(diào)制 】 ? Two phases represent two binary digits DVBC【 接受機(jī) 】 端：信號(hào)流程 ? 接收端設(shè)備對(duì)信號(hào)的處理流程正好與廣播系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的處理流程相反，即： ? 數(shù)字調(diào)諧 —解調(diào)制 —解糾錯(cuò) —解擾 —解復(fù)用 —MPEG解碼 —D/A轉(zhuǎn)換 —音、視頻信號(hào)。 DVB常用的數(shù)字調(diào)制方式 數(shù)字調(diào)制技術(shù)基本原理 模擬傳輸和數(shù)字傳輸 話音 電話 模擬 數(shù)字 Modem 模擬 模 擬 CODEC 數(shù) 字 數(shù)字 數(shù)字傳輸 數(shù)字 模擬數(shù)據(jù) , 模擬信號(hào) Analog data, analog signal 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬信號(hào) Digital data, analog signal 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào) Digital data, digital signal 模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào) Analog data, digital signal Encoder Decoder Modulator Demodulator 數(shù)字或 模擬 數(shù)字或 模擬 數(shù)字 模擬 g(t) m(t) fc s(f) x(t) t f fc g(t) m(t) x(t) s(t) 編碼和調(diào)制基本原理： ? 無論是模擬信息還是數(shù)字信息都能編碼成模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。 ? 數(shù)字調(diào)制可以對(duì)載波的幅度、頻率和相位三個(gè)特征分量進(jìn)行單獨(dú)調(diào)制，或進(jìn)行三者之間的聯(lián)合調(diào)制，相應(yīng)的得到： ?幅移鍵控 ASK ?頻移鍵控 FSK ?相移鍵控 PSK， ?幅度相位聯(lián)合鍵控或稱為正交幅度調(diào)制 QAM。 6. 信道編碼 （ 2） ? 數(shù)字電視通常采用前向糾錯(cuò)編碼 FEC方式，包括四個(gè)部分： ? 能量擴(kuò)散、 ? RS編碼、 ? 交織和 ? 卷積編碼 ? 這種糾錯(cuò)方式中，接收端能夠根據(jù)接收到的碼元自動(dòng)檢出錯(cuò)誤并糾正錯(cuò)誤； ? 由于糾錯(cuò)編碼時(shí)在原有的 TS包中加入了糾錯(cuò)碼，因此經(jīng)信道編碼后 TS包的固定長(zhǎng)度由 188字節(jié)增加為 204字節(jié) 。 6. 信道編碼 （ 1） ? 信道編碼： 也叫 糾錯(cuò)編碼 ，是為了增強(qiáng)數(shù)字信號(hào)對(duì)在長(zhǎng)距離傳輸過程中產(chǎn)生的碼元失真（誤碼）和傳輸信道受各種噪聲干擾的抵抗能力，提高數(shù)字通信傳輸?shù)目煽啃远扇〉拇胧? ? 信道編碼是通過犧牲信息 傳輸效率 來換取傳輸可靠性的提高； ? 基本思想是：在所要傳輸?shù)男畔⑿蛄猩细郊右恍┐a元，附加碼元與信號(hào)的信息碼元之間以某種確定的規(guī)則（各種糾錯(cuò)碼的編碼方式）相關(guān)聯(lián)。 ? SPTS Single Program Transport Stream 4. 系統(tǒng)復(fù)用原理： 【 1】 ? 在 DVBC數(shù)字電視廣播中，一路模擬電視信號(hào)信道中可傳輸多路數(shù)字電視節(jié)目； ? 在數(shù)字電視信號(hào)調(diào)制前要將多路數(shù)字電視節(jié)目的傳輸流TS 進(jìn)行再復(fù)用； ? 將多路節(jié)目傳輸流（ MPTS）復(fù)合為一路單一的 【 傳輸碼流： TS】 的過程稱為 【 系統(tǒng)復(fù)用 】 ? 通常一個(gè) 【 TS 流 】 由多個(gè)節(jié)目及業(yè)務(wù)組成； ? 在 TS流中如果沒有引導(dǎo)信息，數(shù)字電視的終端設(shè)備將無法找到需要的碼流 （用戶看那個(gè)臺(tái)的節(jié)目） ? MPTS Multi Programs Transport Stream 單路傳輸碼流（ SPTS）幀結(jié)構(gòu) 傳輸碼流（ TS）的幀結(jié)構(gòu) 【 1】 ?傳輸碼流 TS的幀長(zhǎng)度定義為 188個(gè)字節(jié)（ 204字節(jié)的格式僅僅是在 188字節(jié)的 Packet后部加上 16字節(jié)的 CRC數(shù)據(jù) ,其他格式是一樣的 )