隨著Internet帶寬的不斷增長(zhǎng)，在Internet上傳輸視頻的相關(guān)技術(shù)也成為Internet節(jié)研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。目前，許多實(shí)驗(yàn)性的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)都把視頻傳輸?shù)募夹g(shù)和應(yīng)用作為研究的重點(diǎn)課題。在Internet上傳輸視頻有許多困難，其根本的原因在于Internet的無連接每包轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制主要為突發(fā)性的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)，不適用于對(duì)連續(xù)媒體流的傳輸。為了在Internet上有效的、高質(zhì)量的傳輸視頻流，需要多種技術(shù)的支持，其中數(shù)字視頻的壓縮編碼技術(shù)是Internet視頻傳輸中的關(guān)鍵技術(shù)之一。此外，在多媒體的傳輸、處理、應(yīng)用中還有許多問題：如何在網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻？如何通過手機(jī)上網(wǎng)并接收視頻和圖像？如何對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行快速有效的檢索？如何對(duì)多媒體信息進(jìn)行統(tǒng)一的存??？等等。

目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國際電聯(lián)的H.261、H.263，運(yùn)動(dòng)靜止圖像專家組的M-JPEG和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動(dòng)圖像專家組的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應(yīng)用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMT以及Apple公司的QuickTime等。具體如下：

一、國際電聯(lián)的H.261、H.263標(biāo)準(zhǔn)

1．H.261

H.261又稱為P*64，其中P為64kb/s的取值范圍，是1到30的可變參數(shù)，它最初是針對(duì)在ISDN上實(shí)現(xiàn)電信會(huì)議應(yīng)用特別是面對(duì)面的可視電話和視頻會(huì)議而設(shè)計(jì)的。實(shí)際的編碼算法類似于MPEG算法，但不能與后者兼容。H.261在實(shí)時(shí)編碼時(shí)比MPEG所占用的CPU運(yùn)算量少得多，此算法為了優(yōu)化帶寬占用量，引進(jìn)了在圖像質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)幅度之間的平衡折中機(jī)制，也就是說，劇烈運(yùn)動(dòng)的圖像比相對(duì)靜止的圖像質(zhì)量要差。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。

2．H.263

H.263是國際電聯(lián)ITU-T的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案，是為低碼流通信而設(shè)計(jì)的。但實(shí)際上這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可用在很寬的碼流范圍，而非只用于低碼流應(yīng)用，它在許多應(yīng)用中可以認(rèn)為被用于取代H.261。H.263的編碼算法與H.261一樣，但做了一些改善和改變，以提高性能和糾錯(cuò)能力。.263標(biāo)準(zhǔn)在低碼率下能夠提供比H.261更好的圖像效果，兩者的區(qū)別有：(1)H.263的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用半象素精度，而H.261則用全象素精度和循環(huán)濾波；(2)數(shù)據(jù)流層次結(jié)構(gòu)的某些部分在H.263中是可選的，使得編解碼可以配置成更低的數(shù)據(jù)率或更好的糾錯(cuò)能力；(3)H.263包含四個(gè)可協(xié)商的選項(xiàng)以改善性能；(4)H.263采用無限制的運(yùn)動(dòng)向量以及基于語法的算術(shù)編碼；(5)采用事先預(yù)測(cè)和與MPEG中的P-B幀一樣的幀預(yù)測(cè)方法；(6)H.263支持5種分辨率，即除了支持H.261中所支持的QCIF和CIF外，還支持SQCIF、4CIF和16CIF，SQCIF相當(dāng)于QCIF一半的分辨率，而4CIF和16CIF分別為CIF的4倍和16倍。

1998年IUT-T推出的H.263＋是H.263建議的第2版，它提供了12個(gè)新的可協(xié)商模式和其他特征，進(jìn)一步提高了壓縮編碼性能。如H.263只有5種視頻源格式，H.263＋允許使用更多的源格式，圖像時(shí)鐘頻率也有多種選擇，拓寬應(yīng)用范圍；另一重要的改進(jìn)是可擴(kuò)展性，它允許多顯示率、多速率及多分辨率，增強(qiáng)了視頻信息在易誤碼、易丟包異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的傳輸。另外，H.263＋對(duì)H.263中的不受限運(yùn)動(dòng)矢量模式進(jìn)行了改進(jìn)，加上12個(gè)新增的可選模式，不僅提高了編碼性能，而且增強(qiáng)了應(yīng)用的靈活性。H.263已經(jīng)基本上取代了H.261。

二、M-JPEG

M-JPEG（Motion- Join Photographic Experts Group）技術(shù)即運(yùn)動(dòng)靜止圖像（或逐幀）壓縮技術(shù)，廣泛應(yīng)用于非線性編輯領(lǐng)域可精確到幀編輯和多層圖像處理，把運(yùn)動(dòng)的視頻序列作為連續(xù)的靜止圖像來處理，這種壓縮方式單獨(dú)完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機(jī)存儲(chǔ)每一幀，可進(jìn)行精確到幀的編輯，此外M-JPEG的壓縮和解壓縮是對(duì)稱的，可由相同的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。但M-JPEG只對(duì)幀內(nèi)的空間冗余進(jìn)行壓縮。不對(duì)幀間的時(shí)間冗余進(jìn)行壓縮，故壓縮效率不高。采用M-JPEG數(shù)字壓縮格式，當(dāng)壓縮比7:1時(shí)，可提供相當(dāng)于Betecam SP質(zhì)量圖像的節(jié)目。

JPEG標(biāo)準(zhǔn)所根據(jù)的算法是基于DCT（離散余弦變換）和可變長(zhǎng)編碼。JPEG的關(guān)鍵技術(shù)有變換編碼、量化、差分編碼、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、霍夫曼編碼和游程編碼等

M-JPEG的優(yōu)點(diǎn)是：可以很容易做到精確到幀的編輯、設(shè)備比較成熟。缺點(diǎn)是壓縮效率不高。

此外，M-JPEG這種壓縮方式并不是一個(gè)完全統(tǒng)一的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的編解碼器和存儲(chǔ)方式并沒有統(tǒng)一的規(guī)定格式。這也就是說，每個(gè)型號(hào)的視頻服務(wù)器或編碼板有自己的M-JPEG版本，所以在服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸、非線性制作網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸都根本是不可能的。

三、MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)

MPEG是活動(dòng)圖像專家組(Moving Picture Exports Group)的縮寫，于1988年成立，是為數(shù)字視/音頻制定壓縮標(biāo)準(zhǔn)的專家組，目前已擁有300多名成員，包括IBM、SUN、BBC、NEC、INTEL、AT&T等世界知名公司。MPEG組織最初得到的授權(quán)是制定用于“活動(dòng)圖像”編碼的各種標(biāo)準(zhǔn)，隨后擴(kuò)充為“及其伴隨的音頻”及其組合編碼。后來針對(duì)不同的應(yīng)用需求，解除了“用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體”的限制，成為現(xiàn)在制定“活動(dòng)圖像和音頻編碼”標(biāo)準(zhǔn)的組織。MPEG組織制定的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有不同的目標(biāo)和應(yīng)用，目前已提出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)。

1．MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)

MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)于1993年8月公布，用于傳輸1.5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的編碼。該標(biāo)準(zhǔn)包括五個(gè)部分：

第一部分說明了如何根據(jù)第二部分（視頻）以及第三部分（音頻）的規(guī)定，對(duì)音頻和視頻進(jìn)行復(fù)合編碼。第四部分說明了檢驗(yàn)解碼器或編碼器的輸出比特流符合前三部分規(guī)定的過程。第五部分是一個(gè)用完整的C語言實(shí)現(xiàn)的編碼和解碼器。

該標(biāo)準(zhǔn)從頒布的那一刻起，MPEG-1取得一連串的成功，如VCD和MP3的大量使用，Windows95以后的版本都帶有一個(gè)MPEG-1軟件解碼器，可攜式MPEG-1攝像機(jī)等等。

2．MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)

MPEG組織于1994年推出MPEG-2壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)視/音頻服務(wù)與應(yīng)用互操作的可能性。　MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應(yīng)用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細(xì)規(guī)定，編碼碼率從每秒3兆比特～100兆比特，標(biāo)準(zhǔn)的正式規(guī)范在ISO/IEC13818中。MPEG-2不是MPEG-1的簡(jiǎn)單升級(jí)，MPEG-2在系統(tǒng)和傳送方面作了更加詳細(xì)的規(guī)定和進(jìn)一步的完善。MPEG-2特別適用于廣播級(jí)的數(shù)字電視的編碼和傳送，被認(rèn)定為SDTV和HDTV的編碼標(biāo)準(zhǔn)。

MPEG-2圖像壓縮的原理是利用了圖像中的兩種特性：空間相關(guān)性和時(shí)間相關(guān)性。這兩種相關(guān)性使得圖像中存在大量的冗余信息。如果我們能將這些冗余信息去除，只保留少量非相關(guān)信息進(jìn)行傳輸，就可以大大節(jié)省傳輸頻帶。而接收機(jī)利用這些非相關(guān)信息，按照一定的解碼算法，可以在保證一定的圖像質(zhì)量的前提下恢復(fù)原始圖像。一個(gè)好的壓縮編碼方案就是能夠最大限度地去除圖像中的冗余信息。

MPEG-2的編碼圖像被分為三類，分別稱為I幀，P幀和B幀。

I幀圖像采用幀內(nèi)編碼方式，即只利用了單幀圖像內(nèi)的空間相關(guān)性，而沒有利用時(shí)間相關(guān)性。P幀和B幀圖像采用幀間編碼方式，即同時(shí)利用了空間和時(shí)間上的相關(guān)性。P幀圖像只采用前向時(shí)間預(yù)測(cè)，可以提高壓縮效率和圖像質(zhì)量。P幀圖像中可以包含幀內(nèi)編碼的部分，即P幀中的每一個(gè)宏塊可以是前向預(yù)測(cè)，也可以是幀內(nèi)編碼。B幀圖像采用雙向時(shí)間預(yù)測(cè)，可以大大提高壓縮倍數(shù)。

MPEG-2的編碼碼流分為六個(gè)層次。為更好地表示編碼數(shù)據(jù)，MPEG-2用句法規(guī)定了一個(gè)層次性結(jié)構(gòu)。它分為六層，自上到下分別是：圖像序列層、圖像組(GOP)、圖像、宏塊條、宏塊、塊。

MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)在廣播電視領(lǐng)域中的主要應(yīng)用如下：

（1）視音頻資料的保存

一直以來，電視節(jié)目、音像資料等都是用磁帶保存的。這種方式有很多弊端：易損，占地大，成本高，難于重新使用。更重要的是難以長(zhǎng)期保存，難以查找、難以共享。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，高速寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)給電視臺(tái)節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)、查詢、共享、交流提供了可能。

采用MPEG-2壓縮編碼的DVD視盤，給資料保存帶來了新的希望。電視節(jié)目、音像資料等可通過MPEG-2編碼系統(tǒng)編碼，保存到低成本的CD-R光盤或高容量的可擦寫DVD-RAM上，也可利用DVD編著軟件(如Daikin Scenarist NT、Spruce DVDMaestro等)制作成標(biāo)準(zhǔn)的DVD視盤，既可節(jié)約開支，也可節(jié)省存放空間。

（2）電視節(jié)目的非線性編輯系統(tǒng)及其網(wǎng)絡(luò)

在非線性編輯系統(tǒng)中，節(jié)目素材是以數(shù)字壓縮方式存儲(chǔ)、制作和播出的, 視頻壓縮技術(shù)是非線性編輯系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。目前主要有M-JPEG和MPEG-2兩種數(shù)字壓縮格式。

M-JPEG技術(shù)即運(yùn)動(dòng)靜止圖像（或逐幀）壓縮技術(shù)，可進(jìn)行精確到幀的編輯，但壓縮效率不高。

MPEG-2采用幀間壓縮的方式，只需進(jìn)行I幀的幀內(nèi)壓縮處理，B幀和P幀通過偵測(cè)獲得，因此 ，傳輸和運(yùn)算的數(shù)據(jù)大多由幀之間的時(shí)間相關(guān)性得到，相對(duì)來說，數(shù)據(jù)量小，可以實(shí)現(xiàn)較高的壓縮比。隨著逐幀編輯問題的解決，MPEG-2將廣泛應(yīng)用于非線性編輯系統(tǒng)，并大大地降低編輯成本，同時(shí)MPEG-2的解壓縮是標(biāo)準(zhǔn)的,不同廠家設(shè)計(jì)的壓縮器件壓縮的數(shù)據(jù)可由其他廠家設(shè)計(jì)解壓縮器來解壓縮,這一點(diǎn)保證了各廠家的設(shè)備之間能完全兼容。

由于采用MPEG-2 IBP視頻壓縮技術(shù)，數(shù)據(jù)量成倍減少，降低了存儲(chǔ)成本，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，減少了對(duì)計(jì)算機(jī)總線和網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力，可采用純以太網(wǎng)組建非線性編輯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已成為可能，而在目前以太網(wǎng)是最為成熟的網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)管理比較完善，價(jià)格也比較低廉。

基于MPEG-2的非線性編輯系統(tǒng)及非線性編輯網(wǎng)絡(luò)將成為未來的發(fā)展方向。

（3）衛(wèi)星傳輸

MPEG-2已經(jīng)通過ISO認(rèn)可，并在廣播領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，如數(shù)字衛(wèi)星視頻廣播(DVB-S)、DVD視盤和視頻會(huì)議等。目前，全球有數(shù)以千萬計(jì)的DVB-S用戶，DVB-S信號(hào)采用MPEG-2壓縮格式編碼，通過衛(wèi)星或微波進(jìn)行傳輸，在用戶端經(jīng)MPEG-2衛(wèi)星接收解碼器解碼，以供用戶觀看。此外，采用MPEG-2壓縮編碼技術(shù)，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程電視新聞或節(jié)目的傳輸和交流。

（4）電視節(jié)目的播出

在整個(gè)電視技術(shù)中播出是一個(gè)承上啟下的環(huán)節(jié)，對(duì)播出系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化改造是非常必要的，其中最關(guān)鍵一步就是構(gòu)建硬盤播出系統(tǒng)。MPEG-2硬盤自動(dòng)播出系統(tǒng)因編播簡(jiǎn)便、儲(chǔ)存容量大、視頻指標(biāo)高等優(yōu)點(diǎn)，而為人們所青睞。但以往MPEG-2播出設(shè)備因非常昂貴，而只有少量使用。隨著MPEG-2技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)品成本的下降，MPEG-2硬盤自動(dòng)系統(tǒng)播出可望得到普及。

3．MPEG-4標(biāo)

運(yùn)動(dòng)圖像專家組MPEG 于1999年2月正式公布了MPEG-4（ISO/IEC14496）標(biāo)準(zhǔn)第一版本。同年年底MPEG-4第二版亦告底定，且于2000年年初正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。

MPEG-4與MPEG-1和MPEG-2有很大的不同。MPEG-4不只是具體壓縮算法，它是針對(duì)數(shù)字電視、交互式繪圖應(yīng)用（影音合成內(nèi)容）、交互式多媒體（WWW、資料擷取與分散）等整合及壓縮技術(shù)的需求而制定的國際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)將眾多的多媒體應(yīng)用集成于一個(gè)完整的框架內(nèi)，旨在為多媒體通信及應(yīng)用環(huán)境提供標(biāo)準(zhǔn)的算法及工具，從而建立起一種能被多媒體傳輸、存儲(chǔ)、檢索等應(yīng)用領(lǐng)域普遍采用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。

MPEG-4的編碼理念是：MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)同以前標(biāo)準(zhǔn)的最顯著的差別在于它是采用基于對(duì)象的編碼理念，即在編碼時(shí)將一幅景物分成若干在時(shí)間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對(duì)象，分別編碼后，再經(jīng)過復(fù)用傳輸?shù)浇邮斩耍缓笤賹?duì)不同的對(duì)象分別解碼，從而組合成所需要的視頻和音頻。這樣既方便我們對(duì)不同的對(duì)象采用不同的編碼方法和表示方法，又有利于不同數(shù)據(jù)類型間的融合，并且這樣也可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種對(duì)象的操作及編輯。例如，我們可以將一個(gè)卡通人物放在真實(shí)的場(chǎng)景中，或者將真人置于一個(gè)虛擬的演播室里，還可以在互聯(lián)網(wǎng)上方便的實(shí)現(xiàn)交互，根據(jù)自己的需要有選擇的組合各種視頻音頻以及圖形文本對(duì)象。

MPEG-4系統(tǒng)的一般框架是：對(duì)自然或合成的視聽內(nèi)容的表示；對(duì)視聽內(nèi)容數(shù)據(jù)流的管理，如多點(diǎn)、同步、緩沖管理等；對(duì)靈活性的支持和對(duì)系統(tǒng)不同部分的配置。

與MPEG-1、MPEG-2相比，MPEG-4具有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

（1） 基于內(nèi)容的交互性

MPEG-4提供了基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)訪問工具，如索引、超級(jí)鏈接、上下載、刪除等。利用這些工具，用戶可以方便地從多媒體數(shù)據(jù)庫中有選擇地獲取自己所需的與對(duì)象有關(guān)的內(nèi)容，并提供了內(nèi)容的操作和位流編輯功能，可應(yīng)用于交互式家庭購物，淡入淡出的數(shù)字化效果等。MPEG-4提供了高效的自然或合成的多媒體數(shù)據(jù)編碼方法。它可以把自然場(chǎng)景或?qū)ο蠼M合起來成為合成的多媒體數(shù)據(jù)。

（2）高效的壓縮性

MPEG-4基于更高的編碼效率。同已有的或即將形成的其它標(biāo)準(zhǔn)相比，在相同的比特率下，它基于更高的視覺聽覺質(zhì)量，這就使得在低帶寬的信道上傳送視頻、音頻成為可能。同時(shí)MPEG-4還能對(duì)同時(shí)發(fā)生的數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼。一個(gè)場(chǎng)景的多視角或多聲道數(shù)據(jù)流可以高效、同步地合成為最終數(shù)據(jù)流。這可用于虛擬三維游戲、三維電影、飛行仿真練習(xí)等

（3）通用的訪問性

MPEG-4提供了易出錯(cuò)環(huán)境的魯棒性，來保證其在許多無線和有線網(wǎng)絡(luò)以及存儲(chǔ)介質(zhì)中的應(yīng)用，此外，MPEG-4還支持基于內(nèi)容的的可分級(jí)性，即把內(nèi)容、質(zhì)量、復(fù)雜性分成許多小塊來滿足不同用戶的不同需求，支持具有不同帶寬，不同存儲(chǔ)容量的傳輸信道和接收端。

這些特點(diǎn)無疑會(huì)加速多媒體應(yīng)用的發(fā)展，從中受益的應(yīng)用領(lǐng)域有：因特網(wǎng)多媒體應(yīng)用；廣播電視；交互式視頻游戲；實(shí)時(shí)可視通信；交互式存儲(chǔ)媒體應(yīng)用；演播室技術(shù)及電視后期制作；采用面部動(dòng)畫技術(shù)的虛擬會(huì)議；多媒體郵件；移動(dòng)通信條件下的多媒體應(yīng)用；遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控；通過ATM網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)等。MPEG-4主要應(yīng)用如下：

（1）應(yīng)用于因特網(wǎng)視音頻廣播

由于上網(wǎng)人數(shù)與日俱增，傳統(tǒng)電視廣播的觀眾逐漸減少，隨之而來的便是廣告收入的減少，所以現(xiàn)在的固定式電視廣播最終將轉(zhuǎn)向基于TCP/IP的因特網(wǎng)廣播，觀眾的收看方式也由簡(jiǎn)單的遙控器選擇頻道轉(zhuǎn)為網(wǎng)上視頻點(diǎn)播。視頻點(diǎn)播的概念不是先把節(jié)目下載到硬盤，然后再播放，而是流媒體視頻（streaming video），點(diǎn)擊即觀看，邊傳輸邊播放。

現(xiàn)在因特網(wǎng)中播放視音頻的有：Real Networks公司的 Real Media，微軟公司的 Windows Media，蘋果公司的 QuickTime，它們定義的視音頻格式互不兼容，有可能導(dǎo)致媒體流中難以控制的混亂，而MPEG-4為因特網(wǎng)視頻應(yīng)用提供了一系列的標(biāo)準(zhǔn)工具，使視音頻碼流具有規(guī)范一致性。因此在因特網(wǎng)播放視音頻采用MPEG-4，應(yīng)該說是一個(gè)安全的選擇。

（2）應(yīng)用于無線通信

MPEG-4高效的碼率壓縮，交互和分級(jí)特性尤其適合于在窄帶移動(dòng)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)多媒體通信，未來的手機(jī)將變成多媒體移動(dòng)接收機(jī)，不僅可以打移動(dòng)電視電話、移動(dòng)上網(wǎng)，還可以移動(dòng)接收多媒體廣播和收看電視。

（3）應(yīng)用于靜止圖像壓縮

靜止圖像（圖片）在因特網(wǎng)中大量使用，現(xiàn)在網(wǎng)上的圖片壓縮多采用JPEG技術(shù)。MPEG-4中的靜止圖像（紋理）壓縮是基于小波變換的，在同樣質(zhì)量條件下，壓縮后的文件大小約是JPEG壓縮文件的十分之一。把因特網(wǎng)上使用的JPEG圖片轉(zhuǎn)換成MPEG-4格式，可以大幅度提高圖片在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度。

（4）應(yīng)用于電視電話

傳統(tǒng)用于窄帶電視電話業(yè)務(wù)的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，如H261，采用幀內(nèi)壓縮、幀間壓縮、減少象素和抽幀等辦法來降低碼率，但編碼效率和圖像質(zhì)量都難以令人滿意。MPEG-4的壓縮編碼可以做到以極低碼率傳送質(zhì)量可以接受的聲像信號(hào)，使電視電話業(yè)務(wù)可以在窄帶的公用電話網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)。

（5）應(yīng)用于計(jì)算機(jī)圖形、動(dòng)畫與仿真

MPEG-4特殊的編碼方式和強(qiáng)大的交互能力，使得基于MPEG-4的計(jì)算機(jī)圖形和動(dòng)畫可以從各種來源的多媒體數(shù)據(jù)庫中獲取素材，并實(shí)時(shí)組合出所需要的結(jié)果。因而未來的計(jì)算機(jī)圖形可以在MPEG-4語法所允許的范圍內(nèi)向所希望的方向無限發(fā)展，產(chǎn)生出今天無法想象的動(dòng)畫及仿真效果。

（6）應(yīng)用于電子游戲

MPEG-4可以進(jìn)行自然圖像與聲音同人工合成的圖像與聲音的混合編碼，在編碼方式上具有前所未有的靈活性，并且能及時(shí)從各種來源的多媒體數(shù)據(jù)庫中調(diào)用素材。這可以在將來產(chǎn)生象電影一樣的電子游戲，實(shí)現(xiàn)極高自由度的交互式操作。

4．MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)

MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)被稱為“多媒體內(nèi)容描述接口”，為各類多媒體信息提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的描述，這種描述將與內(nèi)容本身有關(guān)，允許快速和有效的查詢用戶感興趣的資料。它將擴(kuò)展現(xiàn)有內(nèi)容識(shí)別專用解決方案的有限的能力，特別是它還包括了更多的數(shù)據(jù)類型。換而言之，MPEG-7規(guī)定一個(gè)用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標(biāo)準(zhǔn)集合。該標(biāo)準(zhǔn)于1998年10月提出。

MPEG-7的目標(biāo)是支持多種音頻和視覺的描述，包括自由文本、N維時(shí)空結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)信息、客觀屬性、主觀屬性、生產(chǎn)屬性和組合信息。對(duì)于視覺信息，描述將包括顏色、視覺對(duì)象、紋理、草圖、形狀、體積、空間關(guān)系、運(yùn)動(dòng)及變形等。

MPEG-7的目標(biāo)是根據(jù)信息的抽象層次，提供一種描述多媒體材料的方法以便表示不同層次上的用戶對(duì)信息的需求。以視覺內(nèi)容為例，較低抽象層將包括形狀、尺寸、紋理、顏色、運(yùn)動(dòng)（軌道）和位置的描述。對(duì)于音頻的較低抽象層包括音調(diào)、調(diào)式、音速、音速變化、音響空間位置。最高層將給出語義信息：如“這是一個(gè)場(chǎng)景：一個(gè)鴨子正躲藏在樹后并有一個(gè)汽車正在幕后通過?！背橄髮优c提取特征的方式有關(guān)：許多低層特征能以完全自動(dòng)的方式提取，而高層特征需要更多人的交互作用。MPEG-7還允許依據(jù)視覺描述的查詢?nèi)z索聲音數(shù)據(jù)，反之也一樣。

MPEG-7的目標(biāo)是支持?jǐn)?shù)據(jù)管理的靈活性、數(shù)據(jù)資源的全球化和互操作性。

MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)化的范圍包括：一系列的描述子（描述子是特征的表示法，一個(gè)描述子就是定義特征的語法和語義學(xué)）；一系列的描述結(jié)構(gòu)（詳細(xì)說明成員之間的結(jié)構(gòu)和語義）；一種詳細(xì)說明描述結(jié)構(gòu)的語言、描述定義語言（DDL）；一種或多種編碼描述方法。

在我們的日常生活中，日益龐大的可利用音視頻數(shù)據(jù)需要有效的多媒體系統(tǒng)來存取、交互。這類需求與一些重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問題相關(guān)，并且在許多專業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用方面都是急需的，尤其是在網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)展的今天，而MPEG-7的最終目的是把網(wǎng)上的多媒體內(nèi)容變成象現(xiàn)在的文本內(nèi)容一樣，具有可搜索性。這使得大眾可以接觸到大量的多媒體內(nèi)容，MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)可以支持非常廣泛的應(yīng)用，具體如下：

（1）音視數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)和檢索；

（2）廣播媒體的選擇（廣播、電視節(jié)目）；

（3）因特網(wǎng)上的個(gè)性化新聞服務(wù)；

（4）智能多媒體、多媒體編輯；

（5）教育領(lǐng)域的應(yīng)用（如數(shù)字多媒體圖書館等）；

（6）遠(yuǎn)程購物；

（7）社會(huì)和文化服務(wù)（歷史博物館、藝術(shù)走廊等）；

（8）調(diào)查服務(wù)（人的特征的識(shí)別、辯論等）；

（9）遙感；

（10）監(jiān)視（交通控制、地面交通等）；

（11）生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用；

（12）建筑、不動(dòng)產(chǎn)及內(nèi)部設(shè)計(jì)；

（13）多媒體目錄服務(wù)（如，黃頁、旅游信息、地理信息系統(tǒng)等）；

（14）家庭娛樂（個(gè)人的多媒體收集管理系統(tǒng)等）。

原則上，任何類型的AV（Audio-Video）材料都可以通過任何類型的查詢材料來檢索，例如，AV材料可以通過視頻、音樂、語言等來查詢，通過搜索引擎來匹配查詢數(shù)據(jù)和MPEG-7的音視頻描述。下面給出幾個(gè)查詢例子：

音樂：在鍵盤上彈幾個(gè)音符就能得到包含（或近似）要求曲調(diào)的音樂作品列表，或以某種方式匹配音符的圖象，例如，從情感方面。

圖形：在屏幕上畫幾條線就能得到類似圖形、標(biāo)識(shí)、表意文字（符號(hào)）等的一組圖象。

運(yùn)動(dòng)：對(duì)一組給定的物體，描述在物體之間的運(yùn)動(dòng)和關(guān)系，就會(huì)得到實(shí)現(xiàn)所描述的時(shí)空關(guān)系的動(dòng)畫列表。

電影拍攝劇本（劇情說明）：對(duì)給定的內(nèi)容，描述出動(dòng)作就會(huì)得到發(fā)生類似動(dòng)作的電影拍攝劇本（劇情說明）列表。

四、MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)

互聯(lián)網(wǎng)改變了物質(zhì)商品交換的商業(yè)模式，這就是“電子商務(wù)”。新的市場(chǎng)必然帶來新的問題：如何獲取數(shù)字視頻、音頻以及合成圖形等“數(shù)字商品”，如何保護(hù)多媒體內(nèi)容的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，如何為用戶提供透明的媒體信息服務(wù)，如何檢索內(nèi)容，如何保證服務(wù)質(zhì)量等。此外，有許多數(shù)字媒體(圖片、音樂等)是由用戶個(gè)人生成、使用的。這些“內(nèi)容供應(yīng)者”同商業(yè)內(nèi)容供應(yīng)商一樣關(guān)心相同的事情：內(nèi)容的管理和重定位、各種權(quán)利的保護(hù)、非授權(quán)存取和修改的保護(hù)、商業(yè)機(jī)密與個(gè)人隱私的保護(hù)等。目前雖然建立了傳輸和數(shù)字媒體消費(fèi)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)并確定了與此相關(guān)的諸多要素，但這些要素、規(guī)范之間還沒有一個(gè)明確的關(guān)系描述方法，迫切需要一種結(jié)構(gòu)或框架保證數(shù)字媒體消費(fèi)的簡(jiǎn)單性，很好地處理“數(shù)字類消費(fèi)”中諸要素之間的關(guān)系。MPEG-21就是在這種情況下提出的。

制定MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)的目的是：(1)將不同的協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)等有機(jī)地融合在一起；(2)制定新的標(biāo)準(zhǔn)；(3)將這些不同的標(biāo)準(zhǔn)集成在一起。MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)就是一些關(guān)鍵技術(shù)的集成，通過這種集成環(huán)境就對(duì)全球數(shù)字媒體資源進(jìn)行透明和增強(qiáng)管理，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容描述、創(chuàng)建、發(fā)布、使用、識(shí)別、收費(fèi)管理、產(chǎn)權(quán)保護(hù)、用戶隱私權(quán)保護(hù)、終端和網(wǎng)絡(luò)資源抽取、事件報(bào)告等功能。

任何與MPEG-21多媒體框架標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境交互或使用MPEG-21數(shù)字項(xiàng)實(shí)體的個(gè)人或團(tuán)體都可以看作是用戶。從純技術(shù)角度來看，MPEG-21對(duì)于“內(nèi)容供應(yīng)商”和“消費(fèi)者”沒有任何區(qū)別。MPEG-21多媒體框架標(biāo)準(zhǔn)包括如下用戶需求：(1)內(nèi)容傳送和價(jià)值交換的安全性；(2)數(shù)字項(xiàng)的理解；(3)內(nèi)容的個(gè)性化；(4)價(jià)值鏈中的商業(yè)規(guī)則；(5)兼容實(shí)體的操作；(6)其它多媒體框架的引入；(7)對(duì)MPEG之外標(biāo)準(zhǔn)的兼容和支持；(8)一般規(guī)則的遵從；(9)MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)功能及各個(gè)部分通信性能的測(cè)試；(10)價(jià)值鏈中媒體數(shù)據(jù)的增強(qiáng)使用；(11)用戶隱私的保護(hù)；(12)數(shù)據(jù)項(xiàng)完整性的保證；(13)內(nèi)容與交易的跟蹤；(14)商業(yè)處理過程視圖的提供；(15)通用商業(yè)內(nèi)容處理庫標(biāo)準(zhǔn)的提供；(16)長(zhǎng)線投資時(shí)商業(yè)與技術(shù)獨(dú)立發(fā)展的考慮；(17)用戶權(quán)利的保護(hù)，包括：服務(wù)的可靠性、債務(wù)與保險(xiǎn)、損失與破壞、付費(fèi)處理與風(fēng)險(xiǎn)防范等；(18)新商業(yè)模型的建立和使用。

五、其它壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)

1．Real Video

Real Video是Real Networks公司開發(fā)的在窄帶(主要的互聯(lián)網(wǎng))上進(jìn)行多媒體傳輸?shù)膲嚎s技術(shù)。

2．WMT

WMT是微軟公司開發(fā)的在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行媒體傳輸?shù)囊曨l和音頻編碼壓縮技術(shù)，該技術(shù)已與WMT服務(wù)器與客戶機(jī)體系結(jié)構(gòu)結(jié)合為一個(gè)整體，使用MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的一些原理。

3．QuickTime

QuickTime是一種存儲(chǔ)、傳輸和播放多媒體文件的文件格式和傳輸體系結(jié)構(gòu)，所存儲(chǔ)和傳輸?shù)亩嗝襟w通過多重壓縮模式壓縮而成，傳輸是通過RTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。

標(biāo)準(zhǔn)化是產(chǎn)業(yè)化成功的前提，H.261、H.263推動(dòng)了電視電話、視頻會(huì)議的發(fā)展。早期的視頻服務(wù)器產(chǎn)品基本都采用M——JPEG標(biāo)準(zhǔn)，開創(chuàng)視頻非線性編輯時(shí)代。MPEG-1成功地在中國推動(dòng)了VCD產(chǎn)業(yè)，MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)了DVD及數(shù)字電視等多種消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)，其它MPEG標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用也在實(shí)施或開發(fā)中，Real-Networks的Real Video、微軟公司的WMT以及Apple公司的QuickTime帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)流媒體的發(fā)展，視頻壓縮編解碼標(biāo)準(zhǔn)緊扣應(yīng)用發(fā)展的脈搏，與工業(yè)和應(yīng)用同步。未來是信息化的社會(huì)，各種多媒體數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)是信息處理的基本問題，因此，可以肯定視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)將發(fā)揮越來越大的作用。