Основные положения системы сжатия видеосигнала MPEG 4

MPEG-4 — это международный стандарт, используемый преимущественно для сжатия цифрового аудио и видео. Он появился в 1998 году и включает в себя группу стандартов сжатия аудио и видео и смежные технологии, одобренные ISO — Международной организацией по стандартизации/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG). Стандарт MPEG-4 в основном используется для вещания (потоковое видео), записи фильмов на компакт-диск и в видеотелефонии (видеотелефон) и широковещании, в которых активно используется сжатие цифровых видео и звука.

MPEG-4 включает в себя многие функции MPEG-1, MPEG-2 и других подобных стандартов, добавляя такие функции, как поддержка языка виртуальной разметки VRML для показа 3D объектов, объектно-ориентированные файлы, поддержка управления правами и разные типы интерактивного медиа. AAC (Advanced Audio Codec — или Улучшенный Аудио Кодек) был стандартизован как дополнение к MPEG-2 (уровень 3), был также расширен и включен в MPEG-4.

MPEG-4 делится на несколько частей. Ключевыми частями стандарта MPEG-4 являются часть 2 (MPEG-4 part 2, включая Advanced Simple Profile, используемый такимикодеками как DivX, Xvid, Nero Digital и 3ivx, а также Quicktime 6) и часть 10 (MPEG-4 part 10/MPEG-4 AVC/H.264 или Advanced Video Coding, используемый такими кодеками, какx264, Nero Digital AVC, Quicktime 7 а также используемый в цифровых дисках следующего поколения, таких, как HD DVD и Blu-ray Disc).

MPEG-4 предоставляет комплект технологий для разработчиков, для различных поставщиков услуг и для конечных пользователей.

§ MPEG-4 позволяет различным разработчикам создавать объекты услуг и технологий, например, цифровое телевидение и мультипликацию, WWW и их расширения, обладающие лучшей адаптивностью и гибкостью при улучшении качества. Этот стандарт позволяет разработчикам более эффективно управлять контентом и более эффективно бороться против пиратства.

§ Различные сетевые провайдеры могут использовать MPEG-4 для обеспечения прозрачности данных. С помощью стандартных процедур любые данные могут быть интерпретированы и преобразованы в различные сигналы, которые можно передать по любой существующей сети.

§ Формат MPEG-4 предоставляет конечным пользователям широкий спектр возможностей, позволяющих взаимодействовать с различными анимированными объектами.

Формат MPEG-4 может позволить выполнять различные функции, среди которых следующие:

§ Аудио потоки, видео и аудиовизуальные данные могут быть как естественными, так и искусственно созданными. Это означает, что они могут быть как записаны на видеокамеру или микрофон, так и созданы с помощью компьютера и специального программного обеспечения.

§ Мультиплексирование и синхронизация данных, связанных с медийным объектом, в том смысле, что они могут быть переданы через сетевые каналы.

§ Взаимодействие с аудиовизуальной сценой, которая формируется на стороне приемника.

К 1998 году был разработан новый стандарт сжатия на основе MPEG-2 - MPEG-4. В 1999 году окончательно доработанный стандарт был утвержден ISO/IEC.

MPEG-4 создавался в качестве стандарта кодирования видеоданных универсального характера. Этот стандарт был призван с равной степенью успешности сжимать как аудио- и видеоданные естественного происхождения (записанные на микрофон или видеокамеру), так и искусственного (созданного на компьютере) происхождения. В предыдущих форматах MPEG-1 и MPEG-2 эффективно можно было обработать лишь данные естественного происхождения.

MPEG-4 фиксирует взаиморасположение элементов и объектов сцены в пространстве, позволяя описать их максимально удобно для последующего воспроизведения. То есть для этого применяется функция распознавания отдельных элементов и объектов сцены, для которого нужен очень непростой алгоритм. Также отличительной особенностью стандарта MPEG-4 стало воспроизведение отдельных элементов сцены, учитывая изменяющиеся значения пропускной способности различных сетей передачи данных. Этот формат разрешает «универсальный доступ» к любого типамультимедийным данным, учитывая изменения пропускной способности сети любого происхождения. Таким образом, любой видео- илиаудиофрагмент в различных условиях пропуска данных будет представлен со своим в каждом отдельно взятом случае качеством.

MPEG-4 кодирование

Стандарт MPEG-4 является, так сказать, шагом в сторону. Его основное предназначение (по мнению разработчиков стандарта) – передача достаточно качественного видео в средах (сетях) с относительно малой пропускной способностью. В общем, если переводить на человеческий язык – вещание потокового видео в Интернет (Нечего улыбаться – в Америке в крупных городах канал 2 мегабита в квартиру – нормальное явление).

Основное нововведение в стандарте MPEG-4 – в отличие от предыдущих стандартов, которые делили изображение при обработке на прямоугольники, MPEG-4 оперирует объектами с произвольной формой. Это позволяет достичь большей степени компрессии при сопоставимом качестве, однако взамен требует заведомо более мощного процессора (что-то типа celeron 600 – 700).