《多媒体技术基础》课程教学课件（PPT讲稿）第10章 MPEG概要

多媒体技术基础 第10章 MPEG概要

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 2/53 第10章 MPEG概要目录 10.1 MPEG简介 10.1.1 MPEG是什么 10.1.2 MPEG文档的创建过程 10.1.3 MPEG标准的重要性 10.2 MPEG-1数字电视标准 10.2.1 MPEG-1是什么 10.2.2 MPEG-1的系统模型 10.2.3 MPEG-1标准的文档 10.3 MPEG-2数字电视标准 10.3.1 MPEG-2是什么 10.3.2 MPEG-2的系统模型 10.3.3 MPEG-2视像的类型与等级 10.3.4 MPEG-2标准的文档 10.4 MPEG-4视听对象编码 10.4.1 MPEG-4是什么 10.4.2 MPEG-4系统的模型 10.4.3 MPEG-4标准的文档 10.5 MPEG-7多媒体内容描述接口 标准 10.5.1 MPEG-7是什么 10.5.2 MPEG-7标准化范围 10.5.3 MPEG-7标准的文档 10.6 MPEG-21 多媒体框架标准 10.6.1 MPEG-21是什么 10.6.2 MPEG-21的结构 10.6.3 MPEG-21标准的文档 10.7 MPEG-A～MPEG-E 10.7.1 MPEG-A多媒体应用格式 10.7.2 MPEG-B 系统技术 10.7.3 MPEG-C视像技术 10.7.4 MPEG-D 声音技术 10.7.5 MPEG-E 多媒体中间件

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 3/53 10.1 MPEG简介 ◼ MPEG是什么 ➢ Moving Picture Expert Group的缩写 ◼ 1988年5月由国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC) 联合成立的专家组 ISO (International Organization for Standardization) IEC (International Electrotechnical Commission) ISO/IEC JTC1 (ISO/IEC Joint Technical Committee) SC1 SC2 SC29 WG1(JPEG,JBIG) WG11 (MPEG) WG12 (MHEG) SC: Sub Committee WG: Working Group JPEG: Joint Photographic Experts Group MPEG: Moving Picture Expert Group MHEG: Multimedia Hypermedia Experts Group 负责多媒体 技术的分委员会 ➢ MPEG专家组的任务 ◼ 负责开发视像数据和 声音数据的编码、解 码和它们之间的同步 等标准 ◼ 专家组开发的标准称 为MPEG标准 ，见图 10-1 图10-1 ISO/IEC联合成立的MPEG专家组

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 4/53 10.1 MPEG简介(续1) ◼ MPEG标准 ➢ MPEG-1：1992年发布的数字电视标准，主要用在 Video CD(VCD)，MP3(MPEG-1 Layer 3)等产品 ◼ 典型参数见表10-1 ➢ MPEG-2：1994年发布的数字电视标准，主要用在 DVD，ATSC，DVB，ISDB等数字电视标准以及数 字电视机顶盒等产品 ◼ 典型参数见表10-1 ➢ MPEG-3：最初设想是开发HDTV标准，后来发现 MPEG-2可满足HDTV的要求，于1992年7月终止 ➢ MPEG-4：1999年发布的多媒体应用标准，主要应 用在多媒体通信、数字电视和人机互动系统等产品 中。现改称为“视听对象编码”标准 ➢ MPEG-5：直至2007年9月还没有见到定义； ➢ MPEG-6：直至2007年9月还没有见到定义

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 5/53 10.1 MPEG简介(续2) ➢ MPEG-7：2001年发布的多媒体内容描述接口标准， 用于描述和搜索视听内容 ➢ MPEG-21：2000年启动的多媒体框架标准 ➢ MPEG-A：多媒体应用格式标准，集成多种MPEG 技术以提供专用的格式 ➢ MPEG-B：为专用系统提供系统技术标准 ➢ MPEG-C：为专用电视提供电视技术标准 ➢ MPEG-D：为专用声音提供声音技术标准 ➢ MPEG-E：为应用程序提供下载和执行功能的多媒 体中间件标准 这些标准的进程见图10-2。从图中可看到 ◼ 2000年以前制定的标准主要是数据压缩 ◼ 2000年开始制定的标准主要是针对内容管理 ◼ MPEG-4既含数据压缩又含内容管理

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 6/53 10.1 MPEG简介(续3) 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 . H.261 (1990) H.263 (1995-2000) H.26L (2001-200x) JPEG (1988-1991) MPEG-2 (1994) MPEG-1 (1992) MPEG-4 (1999-200x) MPEG-7 (2001) MPEG-21 (2002-200x) ITU-T 标准 Joint ITU-T, ISO/IEC 标准 ISO/IEC 标准 数据压缩 内容管理 H.264/MPEG-4 AVC (2003-2006) 图10-2 MPEG标准的开发进程

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 7/53 10.1 MPEG简介(续4) ◼ MPEG标准的重要性 ➢ 标准是人类智慧的结晶，凝聚着人类认识世界和改 造世界的历史经验。在有标准可循的情况下，开发 软硬件产品要遵循标准，在还没有标准可循的情况 下，要力争把我们的科研成果变成标准

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 8/53 10.2 MPEG-1数字电视标准 ◼ MPEG-1是什么 ➢ MPEG专家组于1992年发布的第一个数字电视编码 标准(ISO/IEC 11172)，包括 ◼ 图像数据的编码，针对1/4的NTSC制和1/4的PAL制视像， 压缩比为30:1时，相当于家用录像系统(VHS)的视像质量。 ◼ 声音数据的编码，针对采样频率为44.1kHz的声音数据， 定义了3个层次的压缩比，压缩比约为6:1时，声音质量接 近激光唱片上的声音质量 ➢ MPEG-1的主要应用 ◼ 针对20世纪90年代初期CD-ROM 的数据传输能力只有1.4 Mb/s而开发的，MPEG-1的最高数据速率限定在1.5 Mb/s ◼ MPEG-1标准主要用于在CD光盘上存储数字影视、在网络 上传输数字影视以及存放MP3格式的数字音乐节目

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 9/53 10.2 MPEG-1数字电视标准(续1) ◼ MPEG-1的系统模型 ➢ MPEG-1的基本目标是规范视像压缩和声音数据的 编码标准 ➢ MPEG-1Video支持子采样为4:2:0或4:1:1的视像 ◼ NTSC制彩色电视数字化后的CIF格式，它的分辨率为352 像素/行×240行/帧×30帧/秒 ◼ PAL制彩色电视数字化后的CIF格式，它的分辨率为352像 素/行×288行/帧×25帧/秒 ◼ 经过压缩的视像输出速率为1.15 Mb/s ◼ 视像质量与VHS的视像质量相同 ➢ MPEG-1Audio支持的声音 ◼ 采样频率最高为48 kHz，样本精度为16位 ◼ 压缩后的声音数据速率分3个层次，最高速率分别为384, 256和192 kb/s ◼ 压缩后还原的声音质量接近于激光唱盘上的声音质量 ➢ MPEG-1的总数据率控制在1.5 Mb/s左右

2025年10月26日 第10章 MPEG概要 10/53 10.2 MPEG-1数字电视标准(续2) ➢ 系统模型 ◼ 由编码系统和解码系统两大部分组成，见图10-3 ◼ 图(a)是MPEG-1的编码系统，图(b)是MPEG-1的解码系统 ◼ 编码系统由两个部分组成 (1) 视像编码和声音编码；(2) 系统层上的多路数据复合 视像 编码器 声音 编码器 系 统 多 路 复 合 时钟 控制 声音数字 信号输入 视像数字 信号输入 数字 存储/传 输媒体 系 统 多 路 分 解 声音 解码器 视像 解码器 时钟 控制 解码数字 声音输出 解码数字 视像输出 ISO/IEC 11172 声音数据 ISO/IEC 11172 视像数据 ISO/IEC 11172 数据流 （a) MPEG-1编码系统 （b) MPEG-1解码系统 图10-3 MPEG-1系统模型