數(shù)字電視與數(shù)字電視編碼技術的發(fā)展簡介
MPEG-4標準是:視頻編碼經(jīng)歷了H.261、MPEG-1到MPEG-2的變遷。對廣播來說已經(jīng)是相當完備的系統(tǒng)標準,但對于通信和計算機應用仍是不足。于是MPEG-4的系統(tǒng)層在原有ES流復用層(FlexMux)的基礎上擴展了傳送復用層(TransMux),幾乎包括了所有多媒體、存貯媒體和通信的接口,如(RTP)UDP IP,PES MPEG-2 TS,AAL ATM,H223 PSTN,DABMux等等。使得MPEG-4的系統(tǒng)應用極其廣泛。在信源方面,不是簡單地對連續(xù)的圖像和聲音進行壓縮,而是對圖像和聲音進行詳細的分解和描述,將計算機中“對象”(Objects)的概念引入MPEG-4,對音視頻對象和背景及文字分別進行壓縮,甚至采用參數(shù)控制綜合合成的辦法還原圖像和聲音,使效率大大提高。如播音員臉部動畫的綜合,文字到聲音的語音合成等,使解碼處理可擴展到對象的縮放,具有a通道的對象透明度調(diào)整等復雜場景。也即除自然圖像外,增加了人工合成,創(chuàng)造和處理的痕跡。MPEG-4的類和級也有很大的變化,對視像內(nèi)容來說,分為自然視頻內(nèi)容,自然和合成混合圖像內(nèi)容兩部分。自然視頻內(nèi)容的類又分為五類:簡單視像類,用于移動通信;簡單可分級視像類,用于有質(zhì)量分級的互聯(lián)網(wǎng)的軟件解碼;核心視像類,對簡單視像類補充任意形狀和隨時間縮放的對象的編碼,用于互聯(lián)網(wǎng)多媒體應用;主視像類,對核心視像類補充隔行、半透明和子圖畫對象編碼,用于交互多媒體質(zhì)量的廣播和DVD的應用;N-比特視像類,對核心視像類對象的樣本量化深度進行調(diào)節(jié),可有4到12比特量化的核心視像類,用于監(jiān)視等應用。對于合成的自然圖像混合視像內(nèi)容又有四類:簡單面部動畫視像類、可分級紋理視像類、基本動畫2D紋理視像類和混合視像類。圖形類共有兩類:2D圖形類和完全的圖形類。場景描述類共有五類:簡單場景類、2D場景類、虛擬現(xiàn)實模塊語言(VRML)場景類、音頻場景類和完全場景類。音頻的類型有:話音類、低碼率合成音頻類、可分級音頻類和主音頻類。級是對比特率、取樣率、圖像分辨率及復雜性進行分級。不可能有沒有級的類,但有的類只有一級。 MPEG-4目前有了版本1、版本2,將包括以對象為基礎的空間可分級性。MPEG-4版本2應用的例子是HomeNet Processing Laboratory 和逐行掃描清晰度電視編碼器,使用MPEG-4空間可分級對1080行 60幀逐行掃描高清晰度電視進行編碼,MPEG-4空間可分級的性能通常優(yōu)于MPEG-2/4單層編碼,而且所需的幀存也要少12.5%,而且1080P很容易下變換到1080I和720P,該實驗將高質(zhì)量1080P/60的傳輸碼率降至18Mb/s。
4.MPEG-7編碼
MPEG-7標準是:MPEG-7不是一個信源編碼標準,而是有關內(nèi)容和對象的描述標準,以便對內(nèi)容進行更好的管理和再利用,這就要求對內(nèi)容做出準確的描述,這就是元數(shù)據(jù)(Meta Data)。所謂元數(shù)據(jù)就是描述數(shù)據(jù)特性的數(shù)據(jù),因為在傳輸系統(tǒng)和處理系統(tǒng)看來,無論是視頻、音頻和數(shù)據(jù)都是數(shù)據(jù),必須加以描述。如SMPTE/EBU比特流節(jié)目素材交換協(xié)調(diào)標準是用來描述音視頻素材的,用于節(jié)目交換的內(nèi)容描述標準。MPEG-4中用于對象內(nèi)容識別的描述(OCI:Object Content Identifiers),用于音視頻數(shù)據(jù)庫用來描述各素材的數(shù)據(jù)等應用。MPEG-7用來描述內(nèi)容的標準,可分為正式元素和非正式元素兩部分。其正式的基本元素有:描述子(Descriptors)、描述方案(Description Schemes)、描述定義語言(Description)和編碼的描述(Coded Description)。非正式的基本元素有:描述子值(Descriptor Value)、特性(Features)、描述(Description)和編碼的描述(Coded Description)。目前的應用主要有節(jié)目制作管理和節(jié)目資源的管理,數(shù)據(jù)庫中相關素材直到相關音視頻對象的檢索,業(yè)務端到終端交互業(yè)務,版權識別,自生成數(shù)據(jù)庫等方面。元數(shù)據(jù)的制作和應用將推進節(jié)目制作工具的建設。離內(nèi)容稍微遠一點是應用編程接口(API:Application Programming Interface)。API是應用程序是設備底層之間的接口,如一個機頂盒有CPU、輸入輸出器件、存儲器、圖形引擎、MPEG解碼等。這些底層的器件要通過傳送協(xié)議、虛擬機、瀏覽器等應用軟件進行控制,而應用軟件則實現(xiàn)人機對話。機頂盒功能的實現(xiàn)及其應用范圍都直接與API有關,因此各國和各標準組織都非常重視。這方面最早的努力是MHEG(多媒體與超媒體信息編碼專家組),它是一種解釋語言,提供能用于機頂盒的對象的類,使其可以顯示經(jīng)常使用的形狀和文字,提供交互或定時,或由一個場景連接到另一場景,或有一個場景的某一部分來啟動某個應用等。
了解和掌握數(shù)字電視的編碼技術,是每一個電視工作人員必須熟悉的知識,特別是工程技術人員更應該掌握電視技術的發(fā)展,用于更新觀念、熟悉設備、指導日常工作。
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