MPEG-4视频编码技术及其在多媒体通信中的应用

　　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解码器，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。