計概作業 0983020 資工一甲 黃彥凱

1. MPEG簡介

2. MPEG是Moving Picture Experts Group的簡稱。這個名字本來的含義是指一個研究視頻和音頻編碼標準的小組。現在我們所說的MPEG泛指又該小組制定的一系列視頻編碼標準。該小組於1988年組成，至今已經制定了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3、MPEG-4、MPEG-7等多個標準，MPEG-21正在制定中。MPEG是ISO和IEC的 工作組，它的官方頭銜為：第一技術委員會第二十九子委員會第十一號工作組，英文頭銜為ISO/IEC JTC1/SC29 WG11。MPEG大約每2-3個月舉行一次會議，每次會議大約持續5天，在會議期間，新的建議和技術細節先在小組中討論，成熟後進入標準化的正式審核程 序。與MPEG工作組相關的其他幾個視頻標準化工作組包括ITU-T VCEG以及JVT。

3. 簡圖

4. MPEG相關標準 MPEG-1：第一個官方的視訊音訊壓縮標準，隨後在Video CD中被採用，其中的音訊壓縮的第三級（MPEG-1 Layer 3）簡稱MP3，成為比較流行的音訊壓縮格式。 MPEG-2：廣播質量的視訊、音訊和傳輸協議。被用於無線數位電視-ATSC、DVB以及ISDB、數字衛星電視（例如DirecTV）、數字有線電視信號，以及DVD視頻光碟技術中。 MPEG-3：原本目標是為高解析度電視（HDTV）設計，隨後發現MPEG-2已足夠HDTV應用，故MPEG-3的研發便中止。 MPEG-4：2003年發布的視訊壓縮標準，主要是擴展MPEG-1、MPEG-2等標準以支援視訊／音訊物件（video/audio "objects"）的編碼、3D內容、低位元率編碼（low bitrate encoding）和數位版權管理（Digital Rights Management），其中第10部分由ISO/IEC和ITU-T聯合發布，稱為H.264/MPEG-4 Part 10。參見H.264。 MPEG-7：MPEG-7並不是一個視訊壓縮標準，它是一個多媒體內容的描述標準。 MPEG-21：MPEG-21是一個正在制定中的標準，它的目標是為未來多媒體的應用提供一個完整的平台。

5. MPEG工作原理 MPEG（通常指MPEG-1）影像編碼是基於變換的有損壓縮。光學信號線經過採樣形成視頻信號，視頻信號基本的單位叫做影格，一個影格就是一個獨立的圖像，然後影格被分割成小塊做變換編碼，然後量化，最後進行熵編碼。請參見MPEG-1 MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4實際上採用了的動量估計和動量補償技術。在利用了動量補償的幀（圖像）中，被編碼的是經過動量補償的參考幀與目前圖像的差。 MPEG只規定位元流的格式與解碼精確度（即規定解碼的方法），而任何人可依照MPEG標準以不同方式實現編碼器（程式）。除了可減少因編碼專利造成的商業利益糾紛外，MPEG標準的主要目的在於確保不同的編碼器所產生的位元流可被其他解碼器正確的解碼，只要此位元流符合標準。

6. MPEG-1概述 MPEG-1是為CD光碟介質定製的視頻和音頻壓縮格式。一張70分鐘的CD光碟傳輸速率大約在1.4Mbps。而MPEG-1採用了塊方式的運動補償、離散餘弦變換（DCT）、量化等技術，並為1.2Mbps傳輸速率進行了優化。MPEG-1隨後被Video CD採用作為核心技術。MPEG-1的輸出質量大約和傳統錄像機VCR，信號質量相當，這也許是Video CD在已開發國家未獲成功的原因。MPEG-1音頻分三層，其中第三層協議被稱為MPEG-1 Layer 3，簡稱MP3。MP3目前已經成為廣泛流傳的音頻壓縮技術。 MPEG-1具有以下特點： 1.隨機訪問 2.靈活的幀率 3.可變的圖像尺寸 4.定義了I-幀、P-幀和B-幀 5.運動補償可跨越多個幀 6.半像素精度的運動向量 7.量化矩陣 8.GOF結構 9.slice結構

7. MPEG-2概述 MPEG-2是MPEG工作組於1994年發布的視頻和音頻壓縮國際標準。MPEG-2通常用來為廣播信號提供視頻和音頻編碼，包括衛星電視、有線電視等。MPEG-2經過少量修改後，也成為DVD產品的核心技術。 MPEG-2的系統描述部分（第1部分）定義了傳輸流，它用來一套在非可靠介質上傳輸數位視頻信號和音頻信號的機制，主要用在廣播電視領域。 MPEG-2的第二部分即視頻部分和MPEG-1類似，但是它提供對隔行掃描視頻顯示模式的支持（隔行掃描廣泛應用在廣播電視領域）。MPEG-2視頻並沒有對低位元速率（小於1Mbps）進行優化，在3Mbit/s及以上位元速率情況下，MPEG-2明顯優於MPEG-1。MPEG-2向後兼容，也即是說，所有符合標準的MPEG-2解碼器也能夠正常播放MPEG-1視頻流。 MPEG-2技術也應用在了HDTV傳輸系統中。 MPEG-2的第三部分定義了音頻壓縮標準。該部分改進了MPEG-1的音頻壓縮，支持兩通道以上的音頻。MPEG-2音頻壓縮部分也保持了向後兼容的特點。 MPEG-2的第七部分定義了不能向後兼容的音頻壓縮。該部分提供了更強的音頻功能。通常我們所說的MPEG-2AAC指的就是這一部分。

8. MPEG-4概述 MPEG-4是一套用於音頻、視頻信息的壓縮編碼標準，由國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)下屬的「活動圖像專家組」（Moving Picture Experts Group，即MPEG）制定，第一版在1998年10月通過，第二版在1999年12月通過。MPEG-4格式的主要用途在於網上串流及光碟分發，語音傳送（視頻電話），以及電視廣播。 MPEG-4包含了MPEG-1及MPEG-2的絕大部份功能及其他格式的長處，並加入及擴充對虛擬現實模型語言（VRML for Virtual Reality Modeling Language）的支援，物件導向的合成檔案（包括音效，視訊及VRML物件），以及數碼權限管理/數字版權管理(DRM)及其他互動功能。 MPEG-4大部份功能都留待開發者決定採用是否。這意味著整個格式的功能不一定被某個程式所完全函括。因此，這個格式有所謂『profiles』及『層次（levels）』，定義了MPEG-4用於某些特定應用的某些功能的集合。

9. MPEG-7概述 MPEG-7標準被稱為“多媒體內容描述接口”，為各類多媒體信息提供一種標準化的描述，這種描述將與內容本身有關，允許快速和有效的查詢用戶感興趣的資料。 它將擴展現有內容識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據類型。 換而言之，MPEG-7規定一個用於描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標準集合。 該標準於1998年10月提出。

10. MPEG-21概述 由於多媒體技術的迅猛發展，運營商為各自用戶提供了豐富的信息和媒體業務，用戶幾乎可以隨時隨地的享受這些服務。 但是，對於不同網絡之間用戶的互通問題，至今仍沒有成熟的解決方案。 為了解決以上問題，MPEG-21致力於為多媒體傳輸和使用定義一個標準化的、可互操作的和高度自動化的開放框架，這個框架考慮到了DRM的要求、對象化的多媒體接入以及使用不同的網絡和終端進行傳輸等問題，這種框架還會在一種互操作的模式下為用戶提供更豐富的信息。 制定MPEG-21標準的目的 1.將不同的協議、標準和技術等有機地融合在一起。 2.制定新的標準。 3.將這些不同的標準集成在一起。 MPEG-21標准其實就是一些關鍵技術的集成，通過這種集成環境對全球數字媒體資源進行增強，實習內容描述、創建、發布、使用、識別、收費管理、版權保護、用戶隱私權保護、終端和網絡資源擷取及事件報告等功能。 任何與MPEG-21多媒體框架標準環境交互或使用MPEG-21數字項實體的個人或團體都可以被視為用戶。 從純技術角度來看，MPEG-21對於“內容供應商”和“消費者”沒有任何區別。 MPEG-21多媒體框架標準包括如下用戶需要：內容傳送和價值交換的安全性；數字項的理解；內容的個性化；價值鏈中的商業規則；兼容實體的操作；其他多 媒體框架的引入；對MPEG之外標準的兼容和支持；一般規則的遵從；MPEG-21標準功能及各個部分通信性能的測試；價值鏈中媒體數據的增強使用；用戶 隱私的保護；數據項完整性的保證；內容與交易的跟踪；商業處理過程視圖的提供；通用商業內容處理庫標準的提供；長線投資時商業與技術獨立發展的考慮；用戶 權利的保護，包括服務的可靠性、債務與保險、損失與破壞、付費處理與風險防範等；新商業模型的建立和使用。