【编解码格式】MPEG系列

编程入门行业动态更新时间:2024-10-14 06:23:12

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【编解码格式】MPEG系列

MPEG-1

MPEG-1是MPEG组织制定的第一个视频和音频有损压缩标准，也是最早推出及应用在市场上的MPEG技术，其原来主要目标是在CD光盘上记录影像，后来被广泛应用在VCD光盘。视频压缩算法于1990年定义完成。1992年底，MPEG-1正式被批准成为国际标准。

MPEG-1是为CD光盘介质定制的视频和音频压缩格式。一张70分钟的CD光盘传输速率大约在1.4Mbps。而MPEG-1采用了块方式的运动补偿、离散余弦变换（DCT）、量化等技术，并为1.2Mbps传输速率进行了优化。MPEG-1随后被Video CD采用作为核心技术。VCD的分辨率只有约352×240，并使用固定的比特率（1.15Mbps），因此在播放快速动作的视频时，由于数据量不足，令压缩时宏区块无法全面调整，结果使视频画面出现模糊的方块。因此MPEG-1的输出质量大约和传统录像机VCR相当，这也许是Video CD在发达国家未获成功的原因。MPEG-1音频分三代，其中最著名的第三代协议被称为MPEG-1 Layer 3，简称MP3，目前已经成为广泛流传的音频压缩技术。MPEG-1音频技术在每一代之间，在保留相同的输出质量之外，压缩率都比上一代高。第一代协议MP1被应用在LD作为记录数字音频以及飞利浦公司的DGC上；而第二代协议MP2后来被应用于欧洲版的DVD音频层之一。

MPEG-2

MPEG-2是“运动图像和相关音频信息的通用编码”的标准[1]。它用了有损视频压缩和有损音频数据压缩方法的组合，允许使用当前可用的存储媒体和传输带宽存储和传输电影。虽然MPEG-2的效率不如H.264/AVC和H.265/HEVC等新标准，但与现有硬件和软件的向后兼容性意味着它仍在广泛使用，例如在无线数字电视广播和DVD-Video中。

MPEG-4 SP/ASP

MPEG-4（SP）与MPEG-4（ASP）是MPEG-4早期的产品技术，MPEG-4（SP）与MPEG-4（ASP）是于1998年提出的。它的技术发展到目前，的确有些问题，因此，目前国有对MPEG-4有开发能力的技术人员，在MPEG-4视频监控或视频会议产品并没有采用这一落后的技术。网上所宣传用H.264产品（也就是2005年以后的技术产品）与早期的MPEG-4(SP)技术对比实为不妥．

• MPEG-4 Visual – Simple Profile (SP) 主要设计用于低处理能力编码、低延迟和在不太理想的传输环境中使用。非常适合实时桌面软件编码、移动和无线设备、视频电话和视频会议。

• MPEG-4 Visual - Advanced Simple Profile (ASP) 提供最佳的 MPEG-4 编码性能，可以部署到要求以中等和更高比特率进行视频解码的更苛刻环境中。ASP 也是希望提供适合各种平台的广泛节目质量的广播公司的理想选择，例如广播、互联网和移动电话。

MPEG-4 AVC

MPEG-4是一套用于音频、视频信息的压缩编码标准，由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）下属的“动态影像专家组”（Moving Picture Experts Group，即MPEG）制定，第一版在1998年10月通过，第二版在1999年12月通过。MPEG-4格式的主要用途在于网络上流、光盘、语音发送（视频电话），以及电视广播。

MPEG-4包含了MPEG-1及MPEG-2的绝大部分功能及其他格式的长处，并加入及扩展对虚拟现实模型语言（VRML，Virtual Reality Modeling Language）的支持，面向对象的合成文件（包括音效，视频及VRML物件），以及数字版权管理（DRM）及其他交互功能。而MPEG-4比MPEG-2更先进的其中一个特点，就是不再使用宏区块做影像分析，而是以影像上个体为变化记录，因此尽管影像变化速度很快、码率不足时，也不会出现方块画面。

MPEG-4 是一个由若干子标准(part)组成的, 仍在不断演化的标准. 各个公司产品所宣传的和 MPEG-4 兼容往往没有明确的说明到底和哪些子标准兼容. 最重要的子标准是 MPEG-4 Part 2 和 MPEG-4 Part 10.

由于MPEG-4是一个公开的平台，各公司、机构均可以根据MPEG-4标准开发不同的制式，因此市场上出现了很多基于MPEG-4技术的视频格式，例如WMV 9、Quick Time、DivX、Xvid等。MPEG-4大部分功能都留待开发者决定采用是否。这意味着整个格式的功能不一定被某个程序所完全函括。因此，这个格式有所谓配置（profile）及级别（level），定义了MPEG-4应用于不同平台时的功能集合。

相较于MPEG1,MPEG2，MPEG4有较高的交互性及灵活性，MPEG4技术的标准是对运动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，术语称为“AV对象”，而连续的AV对象组合在一起又可以形成AV场景。因此，MPEG4标准就是围绕着AV对象的编码、存储、传输和组合而制定的，高效率地编码、组织、存储、传输AV对象是MPEG4标准的基本内容。

MPEG4之优势在于其压缩比（最大可达4000:1），由于MPEG4舍弃相同的元素，只处理图像帧与帧之间有差异的元素，因此大大减少了合成多媒体文件的体积。加上其的低比特率，较少之核心程序空间，加强运算功能，及强大之通讯应用集成能力，MPEG4己成为影音数位视频产业，最重要之功及标准格式。

MPEG-H HEVC

高效率视频编码（High Efficiency Video Coding，简称HEVC），又称为H.265和**MPEG-H第2部分**，是一种视频压缩标准，获视为是ITU-T H.264/MPEG-4 AVC标准的继任者。2004年开始由ISO/IEC Moving Picture Experts Group（MPEG）和ITU-T Video Coding Experts Group（VCEG）作为ISO/IEC 23008-2 MPEG-H Part 2或称作ITU-T H.265开始制定[1][2][3][4][5]。第一版的HEVC/H.265视频压缩标准在2013年4月13日获接受为国际电信联盟（ITU-T）的正式标准[1][2][6]。HEVC获认为不仅提升影像质量，同时也能达到H.264/MPEG-4 AVC两倍之压缩率（等同于同样画面质量下比特率减少到了50%），可支持4K清晰度甚至到超高清电视（UHDTV），最高清晰度可达到8192×4320（8K清晰度）。

数个基于HEVC延伸的编码标准正在进行中，包含range extensions（支持高级的视频格式）、可调式编码和3D视频编码标准。