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MPEG-4,MPEG-4是什么意思

发布时间:2023-12-06 13:54:11编辑:温柔的背包来源:

MPEG-4,MPEG-4是什么意思

很多朋友对MPEG-4,MPEG-4是什么意思不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

MPEG-4,MPEG-4是什么意思?MPEG-4于1998年11月发布。最初预计于1999年1月投入使用的国际标准MPEG-4,不仅以一定比特率的视频和音频编码为目标,而且更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG专家组的专家们正在为MPEG-4的制定而努力。MPEG-4标准主要用于可视电话、可视电子邮件和电子新闻等。其传输速率较低,从4800-64000比特/秒不等,分辨率为176X144。

MPEG-4使用非常窄的带宽,通过帧重构技术压缩和传输数据,以便用最少的数据获得最好的图像质量。与MPEG-1和MPEG-2相比,MPEG-4更适合交互式AV服务和远程监控。MPEG-4是第一个让你变被动为主动(不再只是看,允许你加入其中,也就是互动)的动态图像标准;它的另一个特点是综合性;MPEG-4从根源上试图将自然物体与人造物体融合在一起(视觉效果意义上)。

MPEG-4的设计目标是更广泛的适应性和可扩展性。MPEG-4试图达到两个目标一、低比特率多媒体通信;二、是多行业多媒体通信的综合。根据这个目标,MPEG-4引入了AV对象,使得更多的交互操作成为可能。

MPEG-4是最新的MPEG标准,用于在互联网或移动通信设备(如移动电话)上实时传输音频/视频信号。MPEG-4采用基于对象的解压缩,压缩比指标远优于以上几个,压缩倍数达到450倍(静态图像可达800倍),分辨率输入可从320240到12801024,是同等质量的MPEG-1和M。

MPEG-4采用“层”的模式,可以智能选择图像。不同的是,可以根据图像内容对对象(人、物、背景)进行分离和压缩,大大降低了图像文件容量,加快了音视频传输。这不仅大大提高了压缩比,而且充分体现了图像检测的功能和准确性。

在网络传输中,可以设置MPEG-4的码率,在一定范围内可以相应改变清晰度,方便用户根据自己对录制时间、传输路径、清晰度的不同要求进行不同的设置,大大提高了系统的适应性和灵活性。还可以采用动态帧测量技术、动态时间快录和静态时间慢录,从而降低平均数据量,节省存储空间。

而且传输中出现误码或丢包时,MPEG-4受影响很小,可以快速恢复。MPEG-4的应用前景将非常广阔。

它的出现将极大地促进以下几个方面:数字电视、动态图像、万维网(WWW)、实时多媒体监控、低比特率移动多媒体通信、内容存储和检索的多媒体系统、Internet/Intranet上的视频流和可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、DVD上的交互式多媒体应用、基于计算机网络的可视协同实验室场景应用、广播电视等。

当然,除了MPEG-4,还有更高级的下一个版本MPEG-7。准确地说,MPEG-7不是一种压缩编码方法,而是一种多媒体内容描述接口。MPEG-4之后,要解决的矛盾是对日益庞大的图像和声音信息的管理和快速搜索。MPEG-7是这一矛盾的解决方案。MPEG-7致力于快速有效地搜索用户所需的不同类型的多媒体资料。预计该计划将于2001年初定稿并公布。

根据MPEG-4以往的经验,MPEG-7至少还需要两年时间才能进入实际应用阶段。MPEG-4简介MPEG-4于1998年11月出版。原本预计在1999年1月投入使用的国际标准MPEG-4,不仅仅是针对一定比特率的视音频编码,更注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG专家组的专家们正在为MPEG-4的制定而努力。

MPEG-4标准主要用于可视电话、视频邮件和电子新闻等。其传输速率较低,从4800-64000比特/秒不等,分辨率为176X144。MPEG-4使用非常窄的带宽,通过帧重构技术压缩和传输数据,以便用最少的数据获得最好的图像质量。与MPEG-1和MPEG-2相比,MPEG-4更适合交互式AV服务和远程监控。

MPEG-4是第一个让你变被动为主动(不再只是看,允许你加入其中,也就是互动)的动态图像标准。MPEG-4的另一个特点是它的全面性。MPEG-4从根源上试图将自然物体与人造物体融合在一起(视觉效果意义上)。MPEG-4的设计目标是更广泛的适应性和更灵活的可扩展性。MPEG-4目标一、低比特率多媒体通信;二、是多行业多媒体通信的综合。

根据这一目标,MPEG4-4引入了AV对象,使更多的交互式操作成为可能。MPEG-4是最新的MPEG标准,用于在互联网或移动通信设备(如移动电话)上实时传输音频/视频信号。MPEG-4采用基于对象的解压缩,压缩比指标远优于以上,压缩倍数达450倍(静态图像可达800倍),分辨率输入可达320240-12801024,是同质量MPEG-1和MJEPG的十倍。

MPEG4-4采用“图层”模式,可以智能选择图像。不同的是,可以根据图像内容对物体(人、物、背景)进行分离压缩,大大降低了图像的文件容量,加速了音频/视频的传输,不仅大大提高了压缩比,还充分体现了图像检测的功能和准确性。

在网络传输中,可以设置MPEG4-4的码率,在一定范围内可以相应改变清晰度,方便用户根据自己对录制时间、传输路径、清晰度的不同要求进行不同的设置,大大提高了系统的适应性和灵活性。还可以采用动态帧测量技术、动态时间快录和静态时间慢录,从而降低平均数据量,节省存储空间。而且传输中出现误码或丢包时,MPEG4-4受影响很小,可以快速恢复。

MPEG4四号的应用前景将非常广阔。它的出现将极大地促进以下几个方面:数字电视、动态图像、万维网(WWW)、实时多媒体监控、低比特率移动多媒体通信、内容存储和检索的多媒体系统、Internet/Intranet上的视频流和可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、DVD上的交互式多媒体应用、基于计算机网络的可视协同实验室场景应用、广播电视等。

当然,除了MPEG-4,还有更高级的MPEG-7版本。准确地说,MPEG-7不是一种压缩编码方法,而是一种多媒体内容描述接口。MPEG4-4之后,要解决的矛盾是对日益庞大的图像和声音信息的管理和快速搜索。MPEG 7就是这个矛盾的解决方案。MPEG7-7力求快速有效地搜索用户所需的不同类型的多媒体资料。预计该计划将于2001年初定稿并公布。

根据MPEG-4以往的经验,MPEG-7至少还需要两年才能进入实际应用阶段。MPEG是一个多媒体视频编码运动图像专家组,于1999年2月正式发布了第一版MPEG-4(ISO/IEC14496)标准。同年年底,MPEG-4第二版定稿,MPEG-4多媒体编码卫星电视数字机顶盒于2000年初正式成为国际标准。MPEG-4与MPEG-1和MPEG-2有很大不同。

MPEG-4不仅是一种特定的压缩算法,也是数字电视、交互式绘图应用(视听复合内容)和交互式多媒体(WWW,数据采集和分发)等集成和压缩技术要求的国际标准。MPEG -4标准将众多多媒体应用集成到一个完整的框架中,旨在为多媒体通信和应用环境提供标准的算法和工具,从而建立一种可以广泛应用于多媒体传输、存储、检索等应用领域的统一数据格式。

MPEG-4的编码理念是,MPEG-4标准与以往标准最显著的区别在于,它采用了基于对象的编码理念,即在编码时,将一个场景分成若干个在时间和空间上相互关联的视频和音频对象,然后将它们复用传输到接收端,再分别对不同的对象进行解码,从而组合出所需的视频和音频。

这不仅方便我们对不同的对象采用不同的编码方法和表示方法,有利于不同数据类型的集成,也方便我们对各种对象进行操作和编辑。比如,我们可以把一个卡通人物放在真实的场景中,或者把一个真人放在虚拟的工作室中,我们可以在互联网上轻松地进行交互,并根据自己的需要有选择地组合各种视频、音频和图形文本对象。

MPEG-4系统的一般框架是:自然或合成视听内容的表示;视听内容数据流的管理,如多点、同步、缓冲区管理等。支持系统不同部分的灵活性和配置。MPEG-4的优点(1)基于内容的交互性MPEG-4提供了基于内容的多媒体数据访问工具,如索引、超链接、上传、下载、删除等。

利用这些工具,用户可以方便地、有选择地从多媒体数据库中获取与自己对象相关的内容,并提供内容操纵和比特流编辑功能,可应用于交互式家庭购物、淡入淡出的数字效果等。MPEG-4提供了一种有效的自然或合成多媒体数据编码方法。它可以将自然场景或物体组合成合成的多媒体数据。(2)高效压缩MPEG-4是基于较高的编码效率。

与其他现有的或即将形成的标准相比,它基于相同比特率下更高的视觉和听觉质量,这使得在低带宽信道上传输视频和音频成为可能。同时,MPEG-4也可以对同步数据流进行编码。一个场景的多视图或多通道数据流可以被高效且同步地合成为最终的数据流。这可以用于虚拟三维游戏、三维电影、飞行模拟练习等等。

(3)通用可访问性MPEG-4提供了在易错环境中的健壮性,以确保其在许多无线和有线网络以及存储介质中的应用。此外,MPEG-4还支持基于内容的可伸缩性,即将内容、质量和复杂度分成许多小块,以满足不同用户的不同需求,支持不同带宽和存储容量的传输信道和接收机。

这些特点无疑会加速多媒体应用的发展,从中受益的应用领域有:互联网多媒体应用;广播和电视;互动视频游戏;实时视觉交流;交互式存储媒体应用;演播室技术和电视后期制作;使用面部动画技术的虚拟会议;多媒体邮件;移动通信条件下的多媒体应用:远程视频监控;通过ATM网络的远程数据库服务等等。

MPEG-4视频编码的核心思想和关键技术研究MPEG-4视频编码的核心思想和技术MPEG-4是新一代基于内容的多媒体数据压缩编码国际标准。MPEG-4与传统视频编码标准的最大区别在于,它首次提出了基于对象的视频编码新概念。基于内容的交互性是MPEG-4标准的核心思想,对视频编码技术的发展方向和广泛应用具有重要意义。

刘达毛家轩文章来源:中国数据通信关键词MPEG-4数据压缩视频编码音视频对象提取基于内容编码的运动估计与补偿视频对象1引言当今时代,信息技术和计算机互联网飞速发展,在此背景下,多媒体信息成为人类获取信息的最重要载体,也成为电子信息技术发展和研究的热点。

多媒体信息经过数字化处理后,具有易加密、抗干扰能力强、可再生中继等优点,但同时随着海量数据的产生,对信息存储设备和通信网络提出了很高的要求,成为阻碍人们有效获取和使用信息的一大瓶颈。因此,研究高效的多媒体数据压缩编码方法,以压缩形式存储和传输数字多媒体信息具有重要意义。

多媒体数据压缩编码作为多媒体技术的核心和关键,近年来在技术和应用方面取得了长足的进步,其进步和完善正在深刻地影响着现代社会的方方面面。2视频编码及MPEG标准演进研究人类获取的信息70%来自视觉,视频信息在多媒体信息中占有重要地位;同时,视频数据的冗余度最大,压缩视频的质量是决定多媒体服务质量的关键因素。

因此,数字视频技术是多媒体应用的核心技术,对视频编码的研究已经成为信息技术领域的热点。视频编码的研究课题主要包括数据压缩比、压缩/解压缩速度和快速实现算法。根据压缩/解压缩后的数据是否与压缩前的原始数据完全一致,数据压缩可分为无损压缩(即逆压缩)和失真压缩(即不可逆压缩)两种。

传统的压缩编码是以香农信息论为基础,以经典集合论为工具,用概率统计模型来描述信息源。它的压缩思想是基于数据统计的,所以只能去除数据冗余,属于低级压缩编码的范畴。随着视频编码相关学科和新兴学科的快速发展,新一代数据压缩技术诞生并走向成熟,其编码思想也从像素和像素块转变为基于内容。

它突破了香农信息论框架的约束,充分考虑了人类视觉和信息源的特点,通过去除内容冗余来实现数据压缩,分为基于对象和基于语义两种。前者属于中级压缩编码,后者属于高级压缩编码。与此同时,视频编码相关的标准也越来越完善。视频编码标准主要由ITU-T和ISO/IEC制定。

ITU-T公布的视频标准有h . 261、h . 262、h . 263、h.263和h . 263,ISO/IEC公布的MPEG系列标准有MPEG-1、MPEG-2和MPEG-2。MPEG即运动图像专家组,是一个专门制定多媒体视频和音频压缩编码标准的国际组织。

MPEG系列标准已经成为世界上最有影响力的多媒体技术标准。其中,MPEG-1和MPEG-2是基于香农信息论的第一代数据压缩编码技术,如预测编码、变换编码、熵编码和运动补偿等。MPEG-4(ISO/IEC 14496)是基于第二代压缩编码技术的国际标准。它以视听媒体对象为基本单位,采用基于内容的压缩编码,实现数字视听、图形合成应用和交互式多媒体的集成。

MPEG系列标准对VCD、DVD等视听消费电子产品和数字电视、DTVHDTV、多媒体通信等信息产业的发展产生了重大而深远的影响。3 MPEG-4视频编码核心思想和关键技术3.1核心思想在MPEG-4制定之前,MPEG-1、 MPEG-2、h . 261、h . 263都是采用第一代压缩编码技术,着眼于图像信号的统计特性来设计编码器,属于波形编码的范畴。

第一代压缩编码方案把视频序列按时间先后分为一系列帧,每一帧图像又分成宏块以进行运动补偿和编码,这种编码方案存在以下缺陷: 将图像固定地分成相同大小的块,在高压缩比的情况下会出现严重的块效应,即马赛克效应; 不能对图像内容进行访问、编辑和回放等操作; 未充分利用人类视觉系统(HVS,Human Visual System)的特性。

MPEG-4则代表了基于模型/对象的第二代压缩编码技术,它充分利用了人眼视觉特性,抓住了图像信息传输的本质,从轮廓、纹理思路出发,支持基于视觉内容的交互功能,这适应了多媒体信息的应用由播放型转向基于内容的访问、检索及操作的发展趋势。 AV对象(AVO,Audio Visual Object)是MPEG-4为支持基于内容编码而提出的重要概念。

对象是指在一个场景中能够访问和操纵的实体,对象的划分可根据其独特的纹理、运动、形状、模型和高层语义为依据。在MPEG-4中所见的视音频已不再是过去MPEG-1、MPEG-2中图像帧的概念,而是一个个视听场景(AV场景),这些不同的AV场景由不同的AV对象组成。AV对象是听觉、视觉、或者视听内容的表示单元,其基本单位是原始AV对象,它可以是自然的或合成的声音、图像。

原始AV对象具有高效编码、高效存储与传输以及可交互操作的特性,它又可进一步组成复合AV对象。因此MPEG-4标准的基本内容就是对AV对象进行高效编码、组织、存储与传输。AV对象的提出,使多媒体通信具有高度交互及高效编码的能力,AV对象编码就是MPEG-4的核心编码技术。

MPEG-4不仅可提供高压缩率,同时也可实现更好的多媒体内容互动性及全方位的存取性,它采用开放的编码系统,可随时加入新的编码算法模块,同时也可根据不同应用需求现场配置解码器,以支持多种多媒体应用。

MPEG-4 采用了新一代视频编码技术,它在视频编码发展史上第一次把编码对象从图像帧拓展到具有实际意义的任意形状视频对象,从而实现了从基于像素的传统编码向基于对象和内容的现代编码的转变,因而引领着新一代智能图像编码的发展潮流。

3.2 关键技术MPEG-4除采用第一代视频编码的核心技术,如变换编码、运动估计与运动补偿、量化、熵编码外,还提出了一些新的有创见性的关键技术,并在第一代视频编码技术基础上进行了卓有成效的完善和改进。下面重点介绍其中的一些关键技术。

1. 视频对象提取技术MPEG-4实现基于内容交互的首要任务就是把视频/图像分割成不同对象或者把运动对象从背景中分离出来,然后针对不同对象采用相应编码方法,以实现高效压缩。因此视频对象提取即视频对象分割,是MPEG-4视频编码的关键技术,也是新一代视频编码的研究热点和难点。

视频对象分割涉及对视频内容的分析和理解,这与人工智能、图像理解、模式识别和神经网络等学科有密切联系。目前人工智能的发展还不够完善,计算机还不具有观察、识别、理解图像的能力;同时关于计算机视觉的研究也表明要实现正确的图像分割需要在更高层次上对视频内容进行理解。

因此,尽管MPEG-4 框架已经制定,但至今仍没有通用的有效方法去根本解决视频对象分割问题,视频对象分割被认为是一个具有挑战性的难题,基于语义的分割则更加困难。

目前进行视频对象分割的一般步骤是:先对原始视频/图像数据进行简化以利于分割,这可通过低通滤波、中值滤波、形态滤波来完成;然后对视频/图像数据进行特征提取,可以是颜色、纹理、运动、帧差、位移帧差乃至语义等特征;再基于某种均匀性标准来确定分割决策,根据所提取特征将视频数据归类;最后是进行相关后处理,以实现滤除噪声及准确提取边界。

在视频分割中基于数学形态理论的分水岭(watershed)算法被广泛使用,它又称水线算法,其基本过程是连续腐蚀二值图像,由图像简化、标记提取、决策、后处理四个阶段构成。分水岭算法具有运算简单、性能优良,能够较好提取运动对象轮廓、准确得到运动物体边缘的优点。但分割时需要梯度信息,对噪声较敏感,且未利用帧间信息,通常会产生图像过度分割。

2. VOP视频编码技术视频对象平面(VOP,Video Object Plane)是视频对象(VO)在某一时刻的采样,VOP是MPEG-4视频编码的核心概念。MPEG-4在编码过程中针对不同VO采用不同的编码策略,即对前景VO的压缩编码尽可能保留细节和平滑;对背景VO则采用高压缩率的编码策略,甚至不予传输而在解码端由其他背景拼接而成。

这种基于对象的视频编码不仅克服了第一代视频编码中高压缩率编码所产生的方块效应,而且使用户可与场景交互,从而既提高了压缩比,又实现了基于内容的交互,为视频编码提供了广阔的发展空间。 MPEG-4支持任意形状图像与视频的编解码。对于任意形状视频对象。

对于极低比特率实时应用,如可视电话、会议电视,MPEG-4则采用VLBV(Very Low Bit-rate Video,极低比特率视频)核进行编码。 传统的矩形图在MPEG-4中被看作是VO的一种特例,这正体现了传统编码与基于内容编码在MPEG-4中的统一。

VO概念的引入,更加符合人脑对视觉信息的处理方式,并使视频信号的处理方式从数字化进展到智能化,从而提高了视频信号的交互性和灵活性,使得更广泛的视频应用及更多的内容交互成为可能。因此VOP视频编码技术被誉为视频信号处理技术从数字化进入智能化的初步探索。

3. 视频编码可分级性技术随着因特网业务的巨大增长,在速率起伏很大的IP(Internet Protocol)网络及具有不同传输特性的异构网络上进行视频传输的要求和应用越来越多。在这种背景下,视频分级编码的重要性日益突出,其应用非常广泛,且具有很高的理论研究及实际应用价值,因此受到人们的极大关注。

视频编码的可分级性(scalability)是指码率的可调整性,即视频数据只压缩一次,却能以多个帧率、空间分辨率或视频质量进行解码,从而可支持多种类型用户的各种不同应用要求。 MPEG-4通过视频对象层(VOL,Video Object Layer)数据结构来实现分级编码。

MPEG-4提供了两种基本分级工具,即时域分级(Temporal Scalability)和空域分级(Spatial Scalability),此外还支持时域和空域的混合分级。每一种分级编码都至少有两层VOL,低层称为基本层,高层称为增强层。基本层提供了视频序列的基本信息,增强层提供了视频序列更高的分辨率和细节。

在随后增补的视频流应用框架中,MPEG-4提出了FGS(Fine Granularity Scalable,精细可伸缩性)视频编码算法以及PFGS(Progressive Fine Granularity Scalable,渐进精细可伸缩性)视频编码算法。 FGS编码实现简单,可在编码速率、显示分辨率、内容、解码复杂度等方面提供灵活的自适应和可扩展性,且具有很强的带宽自适应能力和抗误码性能。

但还存在编码效率低于非可扩展编码及接收端视频质量非最优两个不足。 PFGS则是为改善FGS编码效率而提出的视频编码算法,其基本思想是在增强层图像编码时使用前一帧重建的某个增强层图像为参考进行运动补偿,以使运动补偿更加有效,从而提高编码效率。 4. 运动估计与运动补偿技术MPEG-4采用I-VOP、P-VOP、B-VOP三种帧格式来表征不同的运动补偿类型。

它采用了H.263中的半像素搜索(half pixel searching)技术和重叠运动补偿(overlapped motion compensation)技术,同时又引入重复填充(repetitive padding)技术和修改的块(多边形)匹配(modified block (polygon)matching)技术以支持任意形状的VOP区域。 此外,为提高运动估计算法精度,MPEG-4采用了MVFAST(Motion Vector Field Adaptive Search Technique)和改进的PMVFAST(Predictive MVFAST)方法用于运动估计。

对于全局运动估计,则采用了基于特征的快速顽健的FFRGMET(Feature-based Fast and Robust Global Motion Estimation Technique)方法。 在MPEG-4视频编码中,运动估计相当耗时,对编码的实时性影响很大。因此这里特别强调快速算法。运动估计方法主要有像素递归法和块匹配法两大类,前者复杂度很高,实际中应用较少,后者则在H.263和MPEG中广泛采用。

在块匹配法中,重点研究块匹配准则及搜索方法。目前有三种常用的匹配准则: (1)绝对误差和(SAD, Sum of Absolute Difference)准则; (2)均方误差(MSE, Mean Square Error)准则; (3)归一化互相关函数(NCCF, Normalized Cross Correlation Function)准则。 在上述三种准则中,SAD准则具有不需乘法运算、实现简单方便的优点而使用最多,但应清楚匹配准则的选用对匹配结果影响不大。

在选取匹配准则后就应进行寻找最优匹配点的搜索工作。最简单、最可靠的方法是全搜索法(FS, Full Search),但计算量太大,不便于实时实现。因此快速搜索法应运而生,主要有交叉搜索法、二维对数法和钻石搜索法,其中钻石搜索法被MPEG-4校验模型(VM, Verification Model)所采纳,下面详细介绍。

钻石搜索(DS, Diamond Search)法以搜索模板形状而得名,具有简单、鲁棒、高效的特点,是现有性能最优的快速搜索算法之一。其基本思想是利用搜索模板的形状和大小对运动估计算法速度及精度产生重要影响的特性。在搜索最优匹配点时,选择小的搜索模板可能会陷入局部最优,选择大的搜索模板则可能无法找到最优点。

因此DS算法针对视频图像中运动矢量的基本规律,选用了两种形状大小的搜索模板。 大钻石搜索模板(LDSP, Large Diamond Search Pattern),包含9个候选位置; 小钻石搜索模板(SDSP, Small Diamond Search Pattern),包含5个候选位置。 DS算法搜索过程如下:开始阶段先重复使用大钻石搜索模板,直到最佳匹配块落在大钻石中心。

由于LDSP步长大,因而搜索范围广,可实现粗定位,使搜索不会陷于局部最小,当粗定位结束后,可认为最优点就在LDSP 周围8 个点所围菱形区域中。然后再使用小钻石搜索模板来实现最佳匹配块的准确定位,以不产生较大起伏,从而提高运动估计精度。 此外Sprite视频编码技术也在MPEG-4中应用广泛,作为其核心技术之一。

Sprite又称镶嵌图或背景全景图,是指一个视频对象在视频序列中所有出现部分经拼接而成的一幅图像。利用Sprite可以直接重构该视频对象或对其进行预测补偿编码。 Sprite视频编码可视为一种更为先进的运动估计和补偿技术,它能够克服基于固定分块的传统运动估计和补偿技术的不足,MPEG-4正是采用了将传统分块编码技术与Sprite编码技术相结合的策略。

  4 结束语多媒体数据压缩编码的发展趋势是基于内容的压缩,这实际上是信息处理的高级阶段,更加向人自身的信息处理方式靠近。人的信息处理并不是基于信号的,而是基于一个比较抽象的、能够直接进行记忆和处理的方式。 MPEG-4作为新一代多媒体数据压缩编码的典型代表,它第一次提出了基于内容、基于对象的压缩编码思想。

它要求对自然或合成视听对象作更多分析甚至是理解,这正是信息处理的高级阶段,因而代表了现代数据压缩编码技术的发展方向。 MPEG-4实现了从矩形帧到VOP的转变以及基于像素的传统编码向基于对象和内容的现代编码的转变,这正体现了传统视频编码与新一代视频编码的有机统一。

基于内容的交互性是MPEG-4的核心思想,这对于视频编码技术的发展方向及广泛应用都具有特别重要的意义。MPEG-4的应用(1)应用于因特网视音频广播由于上网人数与日俱增,传统电视广播的观众逐渐减少,随之而来的便是广告收入的减少,所以现在的固定式电视广播最终将转向基于TCP/IP的因特网广播,观众的收看方式也由简单的遥控器选择频道转为网上视频点播。

视频点播的概念不是先把节目下载到硬盘,然后再播放,而是流媒体视频(streaming video),点击即观看,边传输边播放。现在因特网中播放视音频的有:Real Networks公司的Real Media,微软公司的Windows Media,苹果公司的QuickTime,它们定义的视音频格式互不兼容,有可能导致媒体流中难以控制的混乱,而MPEG-4为因特网视频应用提供了一系列的标准工具,使视音频码流具有规范一致性。

因此在因特网播放视音频采用MPEG-4,应该说是一个安全的选择。(2)应用于无线通信MPEG-4高效的码率压缩,交互和分级特性尤其适合于在窄带移动网上实现多媒体通信,未来的手机将变成多媒体移动接收机,不仅可以打移动电视电话、移动上网,还可以移动接收多媒体广播和收看电视。

(3)应用于静止图像压缩静止图像(图片)在因特网中大量使用,现在网上的图片压缩多采用JPEG技术。 MPEG-4中的静止图像(纹理)压缩是基于小波变换的,在同样质量条件下,压缩后的文件大小约是JPEG压缩文件的十分之一。把因特网上使用的JPEG 图片转换成MPEG-4格式,可以大幅度提高图片在网络中的传输速度。

(4)应用于电视电话传统用于窄带电视电话业务的压缩编码标准,如H261,采用帧内压缩、帧间压缩、减少象素和抽帧等办法来降低码率,但编码效率和图像质量都难以令人满意。MPEG-4的压缩编码可以做到以极低码率传送质量可以接受的声像信号,使电视电话业务可以在窄带的公用电话网上实现。

(5)应用于计算机图形、动画与仿真MPEG-4特殊的编码方式和强大的交互能力,使得基于MPEG-4的计算机图形和动画可以从各种来源的多媒体数据库中获取素材,MPEG4 高清技术算计显卡并实时组合出所需要的结果。因而未来的计算机图形可以在MPEG-4语法所允许的范围内向所希望的方向无限发展,产生出今天无法想象的动画及仿真效果。

(6)应用于电子游戏MPEG-4可以进行自然图像与声音同人工合成的图像与声音的混合编码,在编码方式上具有前所未有的灵活性,并且能及时从各种来源的多媒体数据库中调用素材。这可以在将来产生象电影一样的电子游戏,实现极高自由度的交互式操作。(7)硬件产品上面的应用目前,MPEG4技术在硬件产品上也已开始逐步得到应用。

特别是在视频监控、播放上,这项高清晰度,高压缩的技术得到了众多硬件厂商的钟爱,而市场上支持MPEG4技术的产品也是种类繁多。下面笔者就列举一些代表性的产品,旨在让读者了解MPEG4技术在今天应用范围之广。(1)、摄像机:日本夏普公司推出过应用在互联网上的数字摄像机VNEZ1。

这台网络摄像机利用MPEG4格式,可把影像文件压缩为ASF(高级流格式),用户只要利用微软公司的MediaPlayer播放程序,就可以直接在电脑上进行播放。(2)、播放机:飞利浦公司于今年八月份推出了一款支持DivX的DVD播放机DVD737。它可以支持DivX 3.11、4.xx、5.xx等MPEG4标准,而对于新标准的支持则可以通过升级固件来实现。

(3)、数码相机:日本京瓷公司在11月中旬发售其最新款数码相机Finecam L30,这款是采用300万像素、3倍光学变焦设计的数码相机产品, L30采用了MPEG4格式动态视频录制,可以让动态视频录制画面效果比传统数码相机更出色。

(4)、手机:在手机领域,MPEG4技术更是得到了广泛的应用,各大手机厂商也都推出了可拍摄MPEG4动态视频的手机型号,如西门子ST55、索尼爱立信P900/P908、LG 彩屏G8000等。(5)、MPEG4数字硬盘:在今年深圳举行的安防展览会上,开发数字录像监控产品的厂家纷纷推出了他们的最新产品,而支持MPEG4的DVR压缩技术也成为改展会上的亮点。

如北京华青紫博科技推出的'E眼神MPEG4数字视频王'便是一款基于网络环境的高清晰数字化监控报警系统。内置多画面处理器,集现场监控、监听、多路同时数字录像与回放等多种功能为一体。其实,市场上还有许多基于MPEG4技术的硬件产品,笔者这里就不一一列举了,不过笔者相信,随着视频压缩技术的不断发展,MPEG4技术的产品会越来越多的出现在我们生活,工作中。

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