概述

一、

    多媒體技術是新興的信息高科技產業的核心技術之一，而圖像視頻的編碼技術是多媒體技術的關鍵。視頻編碼標準主要由國際標準化組織ISO/IEC和國際電信聯盟ITU-T開發，ISO/IEC發布的MPEG標準主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4及MPEG-7，ITU-T發布的視頻編碼標準有H.261、H.262、H.263系列等。

    視頻編碼從目前業界應用來看主要以MPEG標準族為主，各廠家和不同行業都仿效MPEG標準，出臺了一系列參照MPEG標準的行業規范和國家規范，從而使MPEG及其派生的產品應用越來越廣。

    MPEG-1制定于1992年，主要是針對CIF標準分析率（NTSC制為352×240，PAL制為352×288）的圖像進行壓縮，視音頻信息經過壓縮后的數據碼率最大為1.5Mbit/s，主要應用在CD-ROM、Video-CD等數字媒體上進行存儲，也可以在局域網、ISDN網上進行視音頻信息的傳輸。

    MPEG-2制定于1995年，該標準主要針對標準數字電視和高清晰度電視在各種應用下的壓縮方案和系統層的詳細規定，編碼碼率可達100Mbit/s。

    MPEG-2特別適用于廣播級的數字電視的編碼和傳送，被認定為SDTV和HDTV的編碼標準。

    MPEG-4于1998年定案，隨后該標準仍在不停發展和補充。它的特點是更適于交互式AV服務及遠程監控，是一個有交互性的動態圖像標準。它可以將較大的媒體文件在保證視音頻質量下壓縮得非常小，利于在網絡中傳播,因此MPEG-4被ISMA作為流媒體技術標準。目前已經有很多編解碼器都是參照MPEG-4標準，如WMV9、Dvix等。

MPEG-4編碼標準技術

二、

MPEG-4標準由6個主要部分構成：

    （1）多媒體傳送整體框架（DMIF，The Deliveries Multimedia Integration Framework）

    DMIF主要用于解決交互網絡中、廣播環境下及磁盤存儲應用中多媒體應用的操作問題，通過傳輸多路合成信息來建立客戶端和服務器端的連接與傳輸。

    （2）數據平面

    （3）緩沖區管理和實時識別

    MPEG-4定義了一個系統解碼模式，該解碼模式描述了一種理想的處理比特流句法語義的解碼裝置，它要求特殊的緩沖區和實時模式，通過有效地管理，可以更好地利用有限的緩沖區空間。

    （4）音頻編碼

    MPEG-4不僅支持自然聲音，而且支持合成聲音。MPEG-4的音頻部分將音頻的合成編碼和自然聲音的編碼相結合，并支持音頻的對象特征。

    （5）視頻編碼

    與音頻編碼類似，MPEG-4也支持對自然和合成的視覺對象的編碼。合成的視覺對象包括二維、三維動畫和人面部表情動畫等。

    （6）場景描述

    MPEG-4提供了一系列工具，用于組成場景中的一組對象，并提供一些必要的合成信息組成場景描述。

    MPEG-4標準仍在不停發展，目前比較受矚目的就是MPEG-4（Part10），即H.264標準的研究。H.264標準是由ISO/IEC和ITU-T兩大國際標準化組織共同制定的面向實際應用的視頻編碼新標準。它具有一系列優于MPEG-4（part2）的新特性，可適應更高圖像質量和低碼速率應用的需求。

    在相同的重建圖像質量下，H.264比H.263+和MPEG-4（SP）減小50%碼率，而且對網絡傳輸具有更好的支持功能，它引入了面向IP包的編碼機制，有利于網絡中的分組傳輸，支持網絡中視頻的流媒體傳輸；同時，具有較強的抗誤碼特性，可適應丟包率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸；此外，能適應不同網絡傳輸，網絡親和力強。

MPEG-4 AVC/ H.264編碼的應用

三、

    正如MPEG-4 AVC/ H.264的特性，將來在多媒體業務里將有廣泛應用：

    （1）目前世界一些電視組織及媒體運營商紛紛選擇H.264作為媒體格式標準，例如（DVB）歐洲標準組織、美國 ATSC、韓國DMB及日本的 ISDB-T已批準MPEG-4 AVC/ H.264 用于廣播電視。

    （2）眾多主流編碼器廠家（如：哈雷、Skystream、科學亞特蘭大、Tandberg、湯姆遜、Optibase等）支持H.264，已有產品進入商業應用，而且大多數編碼器廠家將推出基于H.264的高清編碼器。

    （3）H.264新一代DVD的標準，得到大部分內容供應商的認可，目前兩大下一代DVD格式的競爭對手（HD-DVD 格式和Blu-ray光盤格式）都在定義H.264/AVC HP（HIGH PROFILE）作為必選項支持。

    （4）隨著目前IPTV業務的發展，H.264標準將成為電信運營商選擇的終極媒體格式，同時國內外設備廠家紛紛推出支持H.264標準的機頂盒。

    （5）H.264在編碼中引入了抗誤碼的功能，最適合有噪聲的無線傳輸環境，H.264標準被3GPP采納為移動視頻壓縮標準。

四、亟待解決的問題

    眾所周知，H.264的高效性是建立在其實現的高復雜度的算法基礎上，就其基本規范（Baseline Profile）而言，解碼器復雜度將是H.263解碼器的3倍左右，而編碼器的復雜度更是高達10多倍，這對當前的多媒體處理芯片性能提出了極大的挑戰，特別是對于攜帶式應用來說，意味著生產成本的提高和電池壽命的縮短。

    目前越來越多的視頻研究機構、設備生產廠商及相關研究單位都展開對H.264標準的研究，同時已生產出一系列的基于H.264標準（主要基于）的設備，包括編解碼器、移動終端、家電及相關的媒體設備等。但由于各廠家或研究機構對H.264標準進行不同程度優化，不同廠家生產的設備互通性較差，尤其對于移動終端及發展IPTV業務必不可少的機頂盒，這也是目前電信運營商在推廣IPTV、流媒體等多媒體業務時最為關心的問題。