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MPEG-4视频编码技术及在多媒体通信中的应用

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:476

        

    

    

    来源:电讯技术 作者:周冰 徐家品 王维果

     

    摘 要:本文较为详细地介绍了mpeg-4视频编码的主要技术及其功能与特点,并基于此标准提出了一个基于internet网络的多媒体通信系统的设计方案。

    

    关键词:mpeg-4视频编码技术;多媒体传输系统;设计与应用

    

    一、引 言

    

    mpeg-4是运动图像专家组(moving picture ex-pert group)标准家庭中的一员,是国际标准化组织为多媒体通信制定的一种解决方案。当今迅速发展的交互式计算机游戏图像显示、交互式视频点播(vod)都表明电视正由“纯线性”向“非线性”的方向发展。mpeg-1/2均是以音频帧、视频帧为编码对象的,图像中的av(audio、video)对象所组成的场景不能与人们进行交互。而mpeg-4的主要特点是对图像中的内容进行编码,其具体的编码对象就是图像中的音频和视频信号,称为av对象。mpeg-4就是围绕着av对象的编码、存储、传输和组合而制定的。所以,mpeg-4有非线性电视的编码、存储、传输和组合的标准之称。

    

    二、mpeg-4的图像与视频标准的技术结构

    

    1.mpeg-4的图像与视频标准的技术结构

    

    如图1所示,底层是vlbv(very lowbit ratevideo)核心,它为5~64 kbit/s视频操作和应用提供算法与工具,支持较低的空间分辨率(低于352x288像素)和较低的帧频(低于15 hz)。vlbv核心支持的专用功能包括实时多媒体应用:支持矩形图像序列的有效编码,具有高编码效率、高精度、高容错度、低延时等特点;以及多媒体数据库应用:支持多媒体数据库的存储、随机存取以及ff/fr(快进/快退)等功能与操作。

    

    

    

    mpeg-4的hbv(high bit rate video)空间分辨率支持cif-hdtv,码率范围在64 kbit/s~4 mbit/s之间,同样支持上述功能。

    

    三、mpeg-4视频编码标准与mpeg-1/2及其与h.26x的比较

    

    mpeg-1/2/4视频压缩和h.26x视频压缩技术都是以dct(离散全余弦变换)为基础。但它们又各有不同的特点。

    

    mpeg-1标准制定主要针对1.5 mbps以下数据传输率的数字存储媒质运动图像及其伴音编码的国际标准,它用于在cd-rom上存储同步和彩色运动视频信号。采用sif标准交换格式(对于ntsc制式为352×240,对于pal制式为352×288)的图像进行压缩,每秒能够播放30帧,具有cd音质。

    

    mpeg-2标准追求的是ccir601建议的图像质量dvb、hdtv和dvd等制定的3~10 mbps高质量的运动图像及其伴音的编码标准。mpeg-2可用于为广播、有线电视网、电缆网络以及卫星直播(direct broadcast satellite)提供广播级的数字视频。

    

    h.261的制定是适用于isdn网的宽带传输,它提供了p×64 kbit/s的视听业务用的视频编解码。

    

    h.263是适用于pstn(公用电话网)的窄带通信信道的视频编码建议,可用于可视电话极低码率的编***,它是h.261的重要发展。

    

    mpeg-4标准提供用于通信的新方式,其核心是基于内容的av信息存储及操作,支持交互性、高压缩比及能用存储性。同时它在结构上具有适应性和可扩展性,以适应软硬件的迅速发展,及时融入新的技术。由于将内容和交互性作为mpeg-4的核心,就不再把具体的码率范围作为特别的要求,但低码率依然是其一项基本内容,它在极低码率的传输上与h.263具有一定的相似性,但是它也支持高质量的视频语音通信。所以,mpeg-4提供了一个更为广阔的开发平台,更符合于多媒体通信的发展趋势,具有更广阔的应用前景。

    

    四、mpeg-4为标准的多媒体传输系统

    

    1.方案设计

    

    基于以上的各视频

        

    

    

    来源:电讯技术 作者:周冰 徐家品 王维果

     

    摘 要:本文较为详细地介绍了mpeg-4视频编码的主要技术及其功能与特点,并基于此标准提出了一个基于internet网络的多媒体通信系统的设计方案。

    

    关键词:mpeg-4视频编码技术;多媒体传输系统;设计与应用

    

    一、引 言

    

    mpeg-4是运动图像专家组(moving picture ex-pert group)标准家庭中的一员,是国际标准化组织为多媒体通信制定的一种解决方案。当今迅速发展的交互式计算机游戏图像显示、交互式视频点播(vod)都表明电视正由“纯线性”向“非线性”的方向发展。mpeg-1/2均是以音频帧、视频帧为编码对象的,图像中的av(audio、video)对象所组成的场景不能与人们进行交互。而mpeg-4的主要特点是对图像中的内容进行编码,其具体的编码对象就是图像中的音频和视频信号,称为av对象。mpeg-4就是围绕着av对象的编码、存储、传输和组合而制定的。所以,mpeg-4有非线性电视的编码、存储、传输和组合的标准之称。

    

    二、mpeg-4的图像与视频标准的技术结构

    

    1.mpeg-4的图像与视频标准的技术结构

    

    如图1所示,底层是vlbv(very lowbit ratevideo)核心,它为5~64 kbit/s视频操作和应用提供算法与工具,支持较低的空间分辨率(低于352x288像素)和较低的帧频(低于15 hz)。vlbv核心支持的专用功能包括实时多媒体应用:支持矩形图像序列的有效编码,具有高编码效率、高精度、高容错度、低延时等特点;以及多媒体数据库应用:支持多媒体数据库的存储、随机存取以及ff/fr(快进/快退)等功能与操作。

    

    

    

    mpeg-4的hbv(high bit rate video)空间分辨率支持cif-hdtv,码率范围在64 kbit/s~4 mbit/s之间,同样支持上述功能。

    

    三、mpeg-4视频编码标准与mpeg-1/2及其与h.26x的比较

    

    mpeg-1/2/4视频压缩和h.26x视频压缩技术都是以dct(离散全余弦变换)为基础。但它们又各有不同的特点。

    

    mpeg-1标准制定主要针对1.5 mbps以下数据传输率的数字存储媒质运动图像及其伴音编码的国际标准,它用于在cd-rom上存储同步和彩色运动视频信号。采用sif标准交换格式(对于ntsc制式为352×240,对于pal制式为352×288)的图像进行压缩,每秒能够播放30帧,具有cd音质。

    

    mpeg-2标准追求的是ccir601建议的图像质量dvb、hdtv和dvd等制定的3~10 mbps高质量的运动图像及其伴音的编码标准。mpeg-2可用于为广播、有线电视网、电缆网络以及卫星直播(direct broadcast satellite)提供广播级的数字视频。

    

    h.261的制定是适用于isdn网的宽带传输,它提供了p×64 kbit/s的视听业务用的视频编解码。

    

    h.263是适用于pstn(公用电话网)的窄带通信信道的视频编码建议,可用于可视电话极低码率的编***,它是h.261的重要发展。

    

    mpeg-4标准提供用于通信的新方式,其核心是基于内容的av信息存储及操作,支持交互性、高压缩比及能用存储性。同时它在结构上具有适应性和可扩展性,以适应软硬件的迅速发展,及时融入新的技术。由于将内容和交互性作为mpeg-4的核心,就不再把具体的码率范围作为特别的要求,但低码率依然是其一项基本内容,它在极低码率的传输上与h.263具有一定的相似性,但是它也支持高质量的视频语音通信。所以,mpeg-4提供了一个更为广阔的开发平台,更符合于多媒体通信的发展趋势,具有更广阔的应用前景。

    

    四、mpeg-4为标准的多媒体传输系统

    

    1.方案设计

    

    基于以上的各视频

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