多媒体通信新标准——MPEG4

总沿着误差判决函数减小的方向进行。由H.261和M PEG所推荐的简单有效的三步法(T T S)是基于如下假设:物体的运动是均匀分布的。这些假设有利于简化问题,但现实世界与这些假设是不完全一致的。针对这些不太合理的假设,后人做出了一些改进算法。有实验表明真实图像序列的运动矢量不是均匀分布的而是中心分布的,在TT S的基础上,提出了一种增强T T S的鲁棒性和减少补偿误差的新三步法(NT T S);Y.L C han等针对传统块匹配算法中采用统一像素抽样的局限性,提出了一种自适应的两步块匹配算法。可见,快速搜索方法的改进包括两个方面,一是提高搜索的鲁棒性,减小误差,二是加快搜索速度。对于前者一是通过实验等措施来探索真实图像序列的分布规律,修正原来的假设来改进算法;二是采用新的数学工具,如将小波变换同运动补偿相结合或采用神经网络法等。对于后者,一是针对不同的应用场合,如可视电话应用中主要是变化平缓的表情运动为主的头肩像,来简化算法;二是设法去除冗余的搜索点和减少搜索步骤。

帧间预测技术是活动图像编码的关键技术之一,H.263在这方面花费了大量的精力,提出了半像素精度、非限制运动矢量、B帧、高级预测等方法,设计者若在优化算法(如选择好的搜索策略等)的基础上充分利用这些技术则可大大降低码率和提高图像质量。

多媒体通信新标准

———MPEG4

○周敬利罗为民余胜生

摘要M PE G4是国际标准化组织正在制定的多媒体通信标准。本文概述了M P EG4的背景、M PE G4与以前的M PE G1和M P EG2的主要区别以及M PEG4的主要内容。最后,展望了M PEG4的应用前景。

关键词M PEG4多媒体通信音频编码视频编码

多媒体技术获得实用的关键技术之一就是解决视频、音频数字化后数据量大与数字存储媒体和通信网容量之间的矛盾,其解决的途径就是压缩。为此,国际标准化组织先后于1993年、1995年制定了视频音频编码的国际标准M PEG1和M P EG2,这两个标准的制定使得基于C D-R O M的数字视频和数字电视成为可能。始于1993年,将于1998年11月发布的M P EG4(I S O/IEC14496)即是国际标准化组织针对多媒体通信提出的一个关键解决方案。

一、从MPEG1、MPEG2到MPEG4

M P EG1是针对1.5M b/s数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码的国际标准。M PE G2主要是针对数字视频广播(DV B)、高清晰度电视(HDTV)和数字视盘(D VD)等制定的4M b/s～9M b/s运动图像及其伴音的编码标准。因此,这二者的应用相对单一,主要的目标是提高压缩比,并改善音频、视频质量。采用的技术主要是基于信息论的波形编码理论。

与M P EG1、M PEG2不同,M PE G4并不仅仅是着眼于定义不同码流下的压缩编码标准,而是更多地强调多媒体通信的交互性和灵活性,以及多工业领域的融合。M PEG4的目标定义大致来源于两方面:一是极低比特率下的多媒体通信,二是多工业多媒体通信的融合,主要有通信业、计算机业、消费电子业和娱乐影视业。关于多工业的融合,其先驱要数始于1994年的D AVI C(D i g ital Audio-V isua l C ouncil),它致力于广播、通信和计算机界的中立的多媒体解决方案。然而,由于产业界利益的冲突,终于使D AVI C的计划以失败而告终。M PE G4就是试图达到以上两个主要目标而制定的多媒体通信标准。因而,一方面,M PE G4要求有高效的压缩编码方法;另一方面,M P EG4要求有独立于网络的基于视频/音频对象(AV对象)的交互性。

二、MPEG4的内容与特点

制定中的M PEG4将提供一系列技术以满足视听内容的提供者、网络服务和最终用户的要求。对于视听内容的提供者,M P EG4将使得他们有更大的灵活性和更丰富的内容;同时,这些视听内容易于重复利用,并且易于管理,便于保护知识产权。对于网络服务商,M PEG4将使多媒体信息在不同网络中提供透明的传输。M P EG4的多媒体信息将独立于网络特性并能针对不同网络特性进行优化传输。对于最终用户, M PE G4将支持更多的功能,尤其是支持对A V对象的交互作用。

为了达到这些目标,M P EG4采用如下方法:

计算机与通信

1998年第8期

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