一、概述
多媒體技術(shù)是新興的信息高科技產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)之一，而圖像視頻的編碼技術(shù)是多媒體技術(shù)的關(guān)鍵。視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)主要由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IEC和國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T開(kāi)發(fā)，ISO/IEC發(fā)布的MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4及MPEG-7，ITU-T發(fā)布的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.262、H.263系列等。
視頻編碼從目前業(yè)界應(yīng)用來(lái)看主要以MPEG標(biāo)準(zhǔn)族為主，各廠(chǎng)家和不同行業(yè)都仿效MPEG標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)了一系列參照MPEG標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)規(guī)范和國(guó)家規(guī)范，從而使MPEG及其派生的產(chǎn)品應(yīng)用越來(lái)越廣。
MPEG-1制定于1992年，主要是針對(duì)CIF標(biāo)準(zhǔn)分析率（NTSC制為352×240，PAL制為352×288）的圖像進(jìn)行壓縮，視音頻信息經(jīng)過(guò)壓縮后的數(shù)據(jù)碼率最大為1.5Mbit/s，主要應(yīng)用在CD-ROM、Video-CD等數(shù)字媒體上進(jìn)行存儲(chǔ)，也可以在局域網(wǎng)、ISDN網(wǎng)上進(jìn)行視音頻信息的傳輸。
MPEG-2制定于1995年，該標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應(yīng)用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細(xì)規(guī)定，編碼碼率可達(dá)100Mbit/s。MPEG-2特別適用于廣播級(jí)的數(shù)字電視的編碼和傳送，被認(rèn)定為SDTV和HDTV的編碼標(biāo)準(zhǔn)。
MPEG-4于1998年定案，隨后該標(biāo)準(zhǔn)仍在不停發(fā)展和補(bǔ)充。它的特點(diǎn)是更適于交互式AV服務(wù)及遠(yuǎn)程監(jiān)控，是一個(gè)有交互性的動(dòng)態(tài)圖像標(biāo)準(zhǔn)。它可以將較大的媒體文件在保證視音頻質(zhì)量下壓縮得非常小，利于在網(wǎng)絡(luò)中傳播,因此MPEG-4被ISMA作為流媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前已經(jīng)有很多編解碼器都是參照MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)，如WMV9、Dvix等。
二、 MPEG-4編碼標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)
MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)由6個(gè)主要部分構(gòu)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(wǎng)絡(luò)中、廣播環(huán)境下及磁盤(pán)存儲(chǔ)應(yīng)用中多媒體應(yīng)用的操作問(wèn)題，通過(guò)傳輸多路合成信息來(lái)建立客戶(hù)端和服務(wù)器端的連接與傳輸。
�。�2）數(shù)據(jù)平面
（3）緩沖區(qū)管理和實(shí)時(shí)識(shí)別
MPEG-4定義了一個(gè)系統(tǒng)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(yǔ)義的解碼裝置，它要求特殊的緩沖區(qū)和實(shí)時(shí)模式，通過(guò)有效地管理，可以更好地利用有限的緩沖區(qū)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(jié)合，并支持音頻的對(duì)象特征。
（5）視頻編碼
與音頻編碼類(lèi)似，MPEG-4也支持對(duì)自然和合成的視覺(jué)對(duì)象的編碼。合成的視覺(jué)對(duì)象包括二維、三維動(dòng)畫(huà)和人面部表情動(dòng)畫(huà)等。
（6）場(chǎng)景描述
MPEG-4提供了一系列工具，用于組成場(chǎng)景中的一組對(duì)象，并提供一些必要的合成信息組成場(chǎng)景描述。
MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)仍在不停發(fā)展，目前比較受矚目的就是MPEG-4
（Part10），即H.264標(biāo)準(zhǔn)的研究。H.264標(biāo)準(zhǔn)是由ISO/IEC和ITU-T兩大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織共同制定的面向?qū)嶋H應(yīng)用的視頻編碼新標(biāo)準(zhǔn)。它具有一系列優(yōu)于MPEG-4（part2）的新特性，可適應(yīng)更高圖像質(zhì)量和低碼速率應(yīng)用的需求。
在相同的重建圖像質(zhì)量下，H.264比H.263+和MPEG-4（SP）減小50%碼率，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能，它引入了面向IP包的編碼機(jī)制，有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸，支持網(wǎng)絡(luò)中視頻的流媒體傳輸；同時(shí)，具有較強(qiáng)的抗誤碼特性，可適應(yīng)丟包率高、干擾嚴(yán)重的無(wú)線(xiàn)信道中的視頻傳輸；此外，能適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)傳輸，網(wǎng)絡(luò)親和力強(qiáng)。
三、 MPEG-4 AVC/ H.264編碼的應(yīng)用
正如MPEG-4 AVC/ H.264的特性，將來(lái)在多媒體業(yè)務(wù)里將有廣泛應(yīng)用：
�。�1）目前世界一些電視組織及媒體運(yùn)營(yíng)商紛紛選擇H.264作為媒體格式標(biāo)準(zhǔn)，例如（DVB）歐洲標(biāo)準(zhǔn)組織、美國(guó) ATSC、韓國(guó)DMB及日本的 ISDB-T已批準(zhǔn)MPEG-4 AVC/ H.264 用于廣播電視。
�。�2）眾多主流編碼器廠(chǎng)家（如：哈雷、Skystream、科學(xué)亞特蘭大、Tandberg、湯姆遜、Optibase等）支持H.264，已有產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，而且大多數(shù)編碼器廠(chǎng)家將推出基于H.264的高清編碼器。
�。�3）H.264新一代DVD的標(biāo)準(zhǔn)，得到大部分內(nèi)容供應(yīng)商的認(rèn)可，目前兩大下一代DVD格式的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（HD-DVD 格式和Blu-ray光盤(pán)格式）都在定義H.264/AVC HP（HIGH PROFILE）作為必選項(xiàng)支持。
�。�4）隨著目前IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展，H.264標(biāo)準(zhǔn)將成為電信運(yùn)營(yíng)商選擇的終極媒體格式，同時(shí)國(guó)內(nèi)外設(shè)備廠(chǎng)家紛紛推出支持H.264標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)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(wú)線(xiàn)傳輸環(huán)境，H.264標(biāo)準(zhǔn)被3GPP采納為移動(dòng)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
四、亟待解決的問(wèn)題
眾所周知，H.264的高效性是建立在其實(shí)現(xiàn)的高復(fù)雜度的算法基礎(chǔ)上，就其基本規(guī)范（Baseline Profile）而言，解碼器復(fù)雜度將是H.263解碼器的3倍左右，而編碼器的復(fù)雜度更是高達(dá)10多倍，這對(duì)當(dāng)前的多媒體處理芯片性能提出了極大的挑戰(zhàn)，特別是對(duì)于攜帶式應(yīng)用來(lái)說(shuō)，意味著生產(chǎn)成本的提高和電池壽命的縮短。
目前越來(lái)越多的視頻研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)商及相關(guān)研究單位都展開(kāi)對(duì)H.264標(biāo)準(zhǔn)的研究，同時(shí)已生產(chǎn)出一系列的基于H.264標(biāo)準(zhǔn)（主要基于）的設(shè)備，包括編解碼器、移動(dòng)終端、家電及相關(guān)的媒體設(shè)備等。但由于各廠(chǎng)家或研究機(jī)構(gòu)對(duì)H.264標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不同程度優(yōu)化，不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的設(shè)備互通性較差，尤其對(duì)于移動(dòng)終端及發(fā)展IPTV業(yè)務(wù)必不可少的機(jī)頂盒，這也是目前電信運(yùn)營(yíng)商在推廣IPTV、流媒體等多媒體業(yè)務(wù)時(shí)最為關(guān)心的問(wèn)題。
