¿Qué es el estándar de compresión MEPG?
MPEG-1 fue formulado en 1992. Está diseñado para estándares industriales y puede aplicarse a dispositivos con diferentes anchos de banda, como CD-ROM, Video-CD, CD-R, etc. Dirigido principalmente al estándar internacional para medios de almacenamiento digital, imágenes en movimiento y codificación de audio con una velocidad de transmisión de datos inferior a 1,5 Mbps. Se utiliza para almacenar señales de video en movimiento sincronizadas y en color en CD-ROM. Puede optimizarse a resolución media. Modo de optimización A continuación, la imagen se comprime utilizando el llamado formato de intercambio estándar SIF (352X240 para el formato NTSC y 352X288 para el formato PAL). La velocidad de transmisión es de 1,5 Mbits/seg. Puede reproducir 30 cuadros por segundo y tiene CD (. (refiriéndose al disco láser) calidad de sonido, el nivel de calidad es básicamente equivalente al VHS. La velocidad de codificación de MPEG-1 puede alcanzar hasta 4-5 Mbits/seg, pero a medida que aumenta la velocidad, la calidad de la imagen decodificada disminuye. MPEG-1 utiliza una tasa de submuestreo de 4:1:1 para los componentes de diferencia de color, con el objetivo de lograr calidad VRC, y su tasa de compresión de video es de 26:1.
MPEG-1 se ha convertido ahora en un subconjunto del estándar de vídeo general, llamado flujo CPB. Al mismo tiempo, también se utiliza para la transmisión de vídeo en redes telefónicas digitales, como la línea de abonado digital asimétrica (ADSL), vídeo bajo demanda (VOD), redes educativas, etc. Por lo tanto, MPEG-1 se puede utilizar como grabación. multimedia o en INTERNET Transferir audio.
2. MPEG-2 y MPEG-AAC
El estándar MPEG-2 se formuló en 1994. El objetivo del diseño es lograr una calidad de imagen estándar avanzada de la industria y velocidades de transmisión más altas. Lo que se persigue es la calidad de imagen recomendada por CCIR601, que es el estándar de codificación de 3Mbps a 10Mbps para imágenes en movimiento y los sonidos que las acompañan establecido por DVB, HDTV y DVD. El propósito original de este estándar era lograr una baja velocidad de bits y una expansión multicanal basada en la compatibilidad con MPEG-1. Posteriormente, para adaptarse a los requisitos de la televisión de estudio, se comenzó a trabajar en la definición de un estándar de audio multicanal. que pueden alcanzar una mayor calidad. Este estándar no es compatible con MPEG-1 y se denomina MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding).
El estándar AAC se completó en 1997. Ha sido utilizado por la BBC (Reino Unido) y la NHK (Japón) y probado para demostrar que ha alcanzado la resolución óptima recomendada por ITU-R601 y es adecuado para Codificación multicanal de baja velocidad de bits. Puede proporcionar una calidad de sonido bastante alta. Como no es compatible con versiones anteriores, tiene una mayor compresión. Según las pruebas, la señal de audio transmitida a 320 Kbps tiene una calidad de sonido ligeramente mejor que la señal de audio transmitida por MPEG-2 a 640 Kbps. El desarrollo del estándar AAC marca la evolución del trabajo de estandarización hacia la modularización. La velocidad de transmisión que MPEG-2 puede proporcionar está entre 3 y 10 Mbits/seg, y la resolución en el formato NTSC puede alcanzar 720X486. MPEG-2 también puede proporcionar video a nivel de transmisión y calidad de sonido a nivel de CD. La codificación de audio MPEG-2 puede proporcionar canales izquierdo, derecho, central y dos canales envolventes, así como un canal de graves acentuados y hasta 7 canales de sonido de acompañamiento (razón por la cual los DVD se pueden doblar a 8 idiomas). Debido al ingenioso diseño de MPEG-2, la mayoría de los decodificadores MPEG-2 también pueden reproducir datos en formato MPEG-1 (como VCD, etc.).
Dado que MPEG-2 puede proporcionar estándares específicos para CD y DVD, MPEG-2 también se puede utilizar para proporcionar video digital de nivel de transmisión para transmisiones, redes de televisión por cable, redes de cable y satélites de transmisión directa (DirectBroadcastSatellite ). Sin embargo, para los usuarios finales, debido a las limitaciones de las resoluciones de TV actuales, la calidad de imagen de alta definición (como las imágenes de DVD) que ofrece MPEG-2 no es obvia en el televisor, pero sus características de audio (como los graves acentuados). múltiples canales de audio, etc.) son más llamativos.
3. MPEG-3
MPEG-3 es un estándar de codificación y compresión desarrollado originalmente por ISO/IEC para HDTV. Requiere una velocidad de transmisión de entre 20 Mbits/sev y 40 Mbits/seg. Pero esto distorsionará ligeramente la imagen.
Sin embargo, debido al excelente rendimiento de MPEG-2, se ha aplicado a HDTV, por lo que MPEG-3, que fue diseñado originalmente para HDTV, fue estrangulado en la cuna incluso antes de nacer.
2. MPEG hoy
Actualmente, el estándar MPEG-2 y el estándar MPEG-4 se utilizan principalmente en videoteléfonos (VideoPhone) y. correos de vídeo (VideoEmail) y noticias electrónicas (ElectronicNews), etc. En comparación con MPEG-1 y MPEG-2, tiene requisitos más bajos de velocidad de transmisión, entre 4800-64000 bits/seg, y una resolución de 176X144. MPEG-4 utiliza un ancho de banda muy estrecho para comprimir y transmitir datos mediante tecnología de reconstrucción de cuadros para obtener la mejor calidad de imagen utilizando la menor cantidad de datos.
Una característica de MPEG-4 es que es más adecuado para servicios AV interactivos y monitoreo remoto. Es el primero en hacerle cambiar de pasivo a activo (ya no solo mirar, permitiéndole participar). , es decir, interactuar) estándar de imagen dinámica (sexual). Otra característica es su amplitud. Desde sus raíces, MPEG-4 intenta integrar objetos naturales y objetos creados por el hombre en el sentido de efectos visuales, por lo que sus objetivos de diseño tienen una mayor adaptabilidad y escalabilidad. A diferencia de los dos primeros, MPEG-4 no sólo está destinado a la codificación de vídeo y audio a una determinada velocidad de bits, sino que también presta más atención a la interactividad y flexibilidad de los sistemas multimedia.
MPEG-4 introduce el concepto de AVO (Audio/Visaul Objects), haciendo posibles operaciones más interactivas. La unidad básica de AVO es el "AVO" original, que puede ser una persona hablando sin antecedentes, o puede ser la voz de la persona o una pieza musical de fondo, etc. Tiene las características de codificación eficiente, almacenamiento y transmisión eficientes e interoperabilidad. AVO juega un papel importante en MPEG-4, porque MPEG-4 usa AVO para representar contenido combinado auditivo, visual o audiovisual, lo que permite combinar AVO existente para generar AVO compuesto, generando así escenas AV y utilizando el método SNHC para organizar estos AVO. Los datos AVO también se pueden sintetizar y sincronizar multicanal de manera flexible, de modo que se pueda seleccionar la red adecuada para transmitir los datos AVO y el usuario en el extremo receptor pueda interactuar con el AVO en la escena AV.
Para lograr los dos objetivos de la comunicación multimedia a bajas velocidades de bits y la integración de la comunicación multimedia multisectorial, también se ha actualizado la composición del estándar MPEG-4.
1. DMIF (The Dellivery Multimedia Integration Framework)
DMIF es el marco general para la transmisión multimedia. Resuelve principalmente los problemas de operación de aplicaciones multimedia en redes interactivas, entornos de transmisión y disco. aplicaciones. El protocolo de enlace y la transmisión entre el cliente y el servidor se establecen mediante la transmisión de información de bits multiplexada. A través de DMIF, MPEG-4 puede establecer canales con calidad de servicio (QoS) y ancho de banda especiales para cada flujo elemental.
2. Plano de datos El plano de datos en MPEG-4 se puede dividir en dos partes: la parte de relación de transmisión y la parte de relación de medios. Para hacer que las transmisiones elementales y AVO aparezcan en la misma escena, MPEG-4 se refiere a los conceptos de descripción de objetos (OD) y Stream Graph Desktop (SMT). Diagrama de flujo de información de flujos elementales de transporte OD asociados con un AVO particular. El escritorio conecta cada transmisión a una CAT (etiqueta de asociación de canal) que puede realizar la transmisión fluida de la transmisión.
3. Gestión de búfer y reconocimiento en tiempo real MPEG-4 define un modo de decodificación del sistema (SDM). Este modo de decodificación describe un dispositivo de decodificación ideal para procesar la sintaxis y la semántica del flujo de bits. Requiere un búfer especial y real. -modos de tiempo. Con una gestión eficiente, se puede utilizar mejor el espacio limitado de buffer.
4. Codificación de audio La ventaja de MPEG-4 es que no sólo admite sonidos naturales, sino que también admite sonidos sintéticos. La parte de audio de MPEG-4 combina la codificación sintética de audio con la codificación de sonidos naturales y admite las características del objeto de audio.
5. Codificación de vídeo De manera similar a la codificación de audio, MPEG-4 también admite la codificación de objetos visuales naturales y sintéticos.
Los objetos visuales sintetizados incluyen animación 2D, 3D y animación de expresiones faciales humanas.
6. Descripción de la escena MPEG-4 proporciona una serie de herramientas para componer un grupo de objetos en una escena. Alguna información sintética necesaria forma la descripción de la escena. Estas descripciones de escena se expresan en formato binario BIFS (el formato binario para la descripción de escena se transmite y codifica junto con AVO). La descripción de escena se utiliza principalmente para describir cómo se organiza y sincroniza cada AVO bajo una coordenada de escena AV específica. Al mismo tiempo, también existen cuestiones como la protección de la propiedad intelectual en los ámbitos AVO y AV. MPEG-4 nos proporciona ricas escenas AV.
Las perspectivas de aplicación de MPEG-4 son muy amplias. Su aparición tendrá un gran efecto de promoción en los siguientes aspectos: TV digital, imágenes dinámicas, Internet, monitoreo multimedia en tiempo real y multimedia móvil de bajo bit. comunicaciones a altas velocidades, sistemas multimedia para almacenamiento y recuperación de contenidos, streaming de vídeo y juegos visuales en Internet/Intranet, reuniones virtuales basadas en simulación de expresiones faciales, aplicaciones multimedia interactivas en DVD y experimentos visuales colaborativos basados en redes informáticas. Aplicaciones de escenas interiores. estudio de televisión, etc. Para los entusiastas de la informática, el rendimiento más directo es permitir que su reproductor multimedia reproduzca archivos de vídeo ultra claros en formato MPEG-4. Porque ya han aparecido en el mercado discos de este formato y la compresión MPEG-4 requiere solo 2 CDROM para comprimir un DVD. Esto significa que no necesita comprar un DVD ROM para obtener una calidad de video similar, y todo lo que necesita es un CDROM. Aunque SVCD está un poco lejos de eso, tiene la ventaja de ser compatible con muchos fabricantes. La calidad de imagen de MINI-DVD es mejor que ella, pero requiere DVD ROM para reproducirse. Parece que es otra batalla entre dragones y tigres. está a punto de realizarse.
3. El futuro de MPEG
Uno de los objetivos más importantes de las futuras aplicaciones de red es la comunicación multimedia. La información multimedia incluye principalmente tres categorías: imágenes, sonidos y texto, entre los que se encuentra el vídeo. , audio La cantidad de información en las señales de espera es muy grande. Además, los métodos de expresión y los requisitos de entrada y salida de esta información también son diferentes. Por lo tanto, en la comunicación multimedia, es muy importante expresar y procesar adecuadamente estos datos. Entre ellas, la tecnología de compresión de información multimedia es una de las tecnologías clave en el campo de las comunicaciones multimedia.
Por tanto, tras MPEG-4, la contradicción a resolver es la gestión y búsqueda rápida de imágenes e información sonora cada vez más grandes. Para abordar esta contradicción, MPEG propuso una solución, MPEG-7, para buscar rápida y eficazmente diferentes tipos de multimedia requeridos por los usuarios. MPEG-7 estandarizará la descripción de varios tipos de información multimedia y vinculará la descripción con el contenido descrito para lograr una búsqueda rápida y efectiva. Este estándar no incluye la extracción automática de funciones de descripción, ni especifica herramientas ni procedimientos para buscar utilizando descripciones. Su nombre formal es "Interfaz de descripción de contenido multimedia". MPEG-7 se puede utilizar independientemente de otros estándares MPEG, pero las descripciones de objetos de audio y vídeo definidos en MPEG-4 son aplicables a MPEG-7, por lo que las descripciones de MPEG-7 se pueden utilizar para mejorar las funciones de otros estándares MPEG. .
MPEG-7 tiene una amplia gama de aplicaciones. Puede usarse para almacenamiento (en línea o fuera de línea), aplicaciones de transmisión (como transmisión, agregar modelos a Internet, etc.) y también puede ser. utilizado en tiempo real o no Aplicaciones en entornos de tiempo real, tales como: bibliotecas digitales (catálogos de imágenes, diccionarios de música, etc.), servicios de directorio multimedia (como páginas amarillas), selección de medios de difusión (canales de radio, canales de televisión , etc.), edición multimedia (servicios personales de noticias electrónicas, redacción de medios) espere. Además, MPEG-7 tiene un gran potencial de aplicación en educación, noticias, información de guías turísticos, entretenimiento, servicios de investigación, sistemas de información geográfica, medicina, compras, construcción y otros aspectos.
En comparación con los estándares de la serie AC de Dolby, que también son estándares de compresión de audio, la serie de estándares MPEG es más adecuada para las condiciones nacionales de mi país debido a problemas de patentes. MPEG-1 permitirá que el VCD reemplace las cintas de vídeo tradicionales, MPEG-2 permitirá que la televisión digital eventualmente reemplace completamente la televisión analógica existente, y el DVD de imagen y sonido de alta calidad también reemplazará al VCD existente.
Con la introducción continua de nuevos estándares MPEG-4 y MPEG-7, la tecnología de transmisión y compresión de datos inevitablemente se volverá más estandarizada.