MPEG到底代表什么? - 视频流媒体 - 兰健

(这条文章已经被阅读了 93 次) 时间:2001-05-23 21:24:36 来源:兰健 (河马兰兰) 转载

MPEG到底代表什么?在互联网开发中,这一多媒体格式背后的真实含义可以归结为两个字:“集中”。

对于身处多媒体化趋势日益明显产业中的互联网建设者,对各种格式和标准有足够的了解是至关重要的。我们讨论过Flash、SMIL、QuickTime、Real Media和Windows Media,但是关于MPEG——也即视频方面的玩意儿呢?通过介绍新标准如MPEG-7和MPEG-21,您将发现,这个数字媒体缩写词将在可达性、搜索和网络内容的圣杯“集中”上扮演角色。

您所熟悉的MPEG可能只是作为互联网或DVD录像所使用的一种视频格式。然而毫无疑问,MPEG小组正逐渐由纯音频-视频编码扩展到完整的媒体创造、元数据和甚至数字版权管理。

我们将在本文探讨现存的MPEG标准,创立这些标准的小组的性质,这些标准的用途,当然还包括新兴的格式和这门技术对未来的影响。

视频压缩和标准

MPEG代表Motion Picture Experts Group (运动图象专家组)和该小组创立的标准格式。MPEG是ISO(国际标准组织)下的一个作业小组,他们的工作成果被用于全世界范围的数字产品生产。自从1988年成立以来,MPEG已经推出了大量重要标准。

数字视频占用大量的存储空间,因为它要存储音轨和每一帧的像素(全速运动图像每秒30帧)。视频压缩是门艺术,也是门科学,专业压缩专家致力于使数字视频既少占空间,又要保证好的视觉效果。

为了减少影片对空间的要求,MPEG的压缩算法采取了选择关键帧的方法,即根据上一帧之后的变化来描述剩下的每一帧。例如,在一段说着话的头部的录像中,只有脸部的表情在变化,因为背景在关键帧中得到了描述,所以可以实现大幅压缩。MPEG压缩中还采用了许多数学技巧来减小数据的体积。

什么是MPEG-1?

MPEG委员会网站对MPEG-1的解释是:在存储介质上保存和重获运动图像和声音的标准。它以525或者625解析线压缩影片,数据密度1.5mbps(兆比特每秒)。MPEG-1视频的质量和VHS等同,用于制作VCD、CD-ROM和网上发布的视频。MP3(MPEG-1 Audio Layer 3的缩写)也是源于MPEG-1。

什么是MPEG-2?

MPEG-2是数字电视的标准,用于制作DVD,首次于1994年被通过。MPEG-2提供720 x 480像素和1280 x 720像素的解析度,每秒播放60帧。

什么是MPEG-4?

MPEG-4基于QuickTime格式。之前的MPEG格式大多只涉及压缩,而MPEG-4中加入了多种功能,例如比特率的可伸缩性、动画精灵、交互性和甚至版权保护。

MPEG的将来

不同于运动图像专家组之前推出的标准,MPEG-7设计用于辅助媒体文件。虽然听起来很简单,MPEG-7是一个相当激进的创意。从MPEG-1到MPEG-4都提供音频和视频的压缩和解压缩,而MPEG-7是一种多媒体内容描述界面(MCDI)。MPEG-7文件基于XML,可以容纳巨大的影片数据序列,无论是数字形式或者胶片形式。

MPEG-7释义

音频、视频内容制作的发展使得筛分网上视频变得越来越困难。为了检索视频数据,MPEG-7实现了能方便计算机处理的内容描述。可以把MPEG-7看作和任何给定的视频捆绑在一起并提供有用元数据(例如场景主题、字幕和对显示色彩的分析)的一整套检索卡片。这种描述性数据以类XML的格式储存,可以很方便在网络中传输,可以在任意数量的计算机系统上处理。

MPEG-7标准不包括用于创建内容描述数据的软件,也不包括用于搜索和管理的软件。MPEG小组决定着重于描述本身的格式,而把创建相应软件系统的任务交给那些使用这一技术的部门。MPEG-7也不依附于其他MPEG标准或数字文件。也可以为模拟媒体创建MPEG-7数据,例如胶片、磁带或幻灯片。

创建MPEG-7数据

虽然一些数据(例如颜色或运动分析)可以自动生成,更多的主题分析(例如对场景中演员的描述)需要通过人工编码来创建。语音识别软件可以代替人工;然而,字幕的复杂性也时而要求人工操作。

MPEG-7的应用

MPEG-7的可爱之处在于它允许为普通的音频、视频内容加上内涵。在斯坦利·库勃利克的影片《2001年:星际旅行》中,一台叫HAL-9000的计算机拥有人脑般敏感和复杂的感知能力。当然,实际上你的PC或VCR还是大大不如HAL主动和聪慧。

MPEG-7作为影片和节目的助手,允许应用计算机逻辑。例如,当媒体制作者想搜索某一解析度之上的公用视频片段,他就可以上网对MPEG-7文件数据库进行搜索,很快就能得出相符的列表。MPEG-7还可能构成下一代可达技术如字幕(封闭字幕)的基础。场景描述有利于视觉障碍者,虽然细节的质量和深度可能有时不是很理想。

MPEG-7面临的挑战

到2002年,MPEG-7才能最终完成,正式公布成为标准。然而,它还遇到其他一些障碍。

执行费用:创建数据需要时间,而时间就是金钱。虽然DVD可以包含多角度摄影和其他特殊功能,大多数却不能。即使所有的MPEG-7数据使用强大的计算机软件来提取,而无需人工分析,但是创建和管理这些文件需要花钱。内容创作者和工作室也许不愿负担费用,而把任务交给第三方,由此导致更多的版权纷争。

版权考虑:虽然MPEG-7是关于数据的数据,音频、视频内容的制作者会特意控制对与他们的内容相关的MPEG-7文件的访问。我预计版权问题将成为将来法律纠纷的主题,这决定了对于一件作品的高度详细的描述能否受到版权法的保护,即使这一描述是通过软件自动生成的。

MPEG-21远瞻

MPEG-21标准目前尚处于前期开发阶段,这项雄心勃勃的计划旨在创立一种普及性的“多媒体框架”。理论上而言,这一多媒体框架将处理以下事务:

1. 网络发送
2. 服务质量和适应性
3. 内容质量(再现)
4. 内容质量(艺术)
5. 服务和设备的简单易用(在线和离线)
6. 物理媒体格式的互用性
7. 支付/订阅模型(在线和离线)
8. 多平台解码和再现
9. 搜索、过滤、定位、重获和储存内容
10.消费者内容出版
11.消费者使用权
12.消费者隐私

MPEG小组在对待MPEG-21时不同于其他的MPEG标准,他们首先从消费者的需要入手,而不是一开始就处理压缩和描述技术的细节。因为采用了这种对使用者友好的方法,所以我们期待MPEG-21技术的推出。