·各种最新视频压缩格式的对比
字体: 小中大| 打印发布: 2006-9-29 16:48 作者: 范文俊来源: DigiTimes Lab 查看: 2241次
在前篇报导中，各位不难发现，不论是Intel还是TI（Texas Instruments），甚至是Freescale所提出的示范架构，在设计上都大同小异，使得各家PMP（Portable Media Player）除安插的记忆卡规格、电视录制等附加功能外，较大的不同处在于编／解碼的格式支持程度，当然这也牵涉到选用的Codec芯片种类。尽管目前影音压缩标准，仍属MPEG （Moving Picture Experts Group）所制订出的各种规范最为当红。不过在MPEG-4问世后，部分拥有媒体技术的软件商均加入开发行列，形成群雄并起的战国时代，同时衍生出许多分支格式。
在诸多MPEG-4竞争要角中，当属微软最具影响力。微软实行如同当初IE浏览器击败Netscape（网景）的策略，凭借着PC操作系统庞大的占有率，将WMP（Windows Media Player）播放程序『绑桩』在Windows内，让WMV、.WMA格式得以推广。另外，还有Real Networks、Apple等派系环伺在侧，支持MPEG License Alliance开放标准，与微软独树一格的MPEG-4相抗衡。不仅如此，Divx、H.264这些新进成员亦不容小觑，未来到底何者出线、成为业界标准，进而改变多媒体市场生态，目前尚在未知之数。
■MPEG阵营
由MPEG团体所发表的各项影音技术，由于是采开放式架构，在众多软（如：编辑工具）、硬（如：译码芯片）体厂商的支持下，使得普及度迅速扩展，影响范围不只局限在PC多媒体应用而已，也成为家电播放器上的共通标准。接着透过以下的分析，阐述各种MPE G设计的差异之处。
●MPEG-1
首部曲MPEG-1于1992年问世，是为了工业级规范而设计，质量等同于当时的VHS 录像带，并可适用于CD-ROM、VCD等不同频宽的装置上。MPEG-1特点为能够针对SIF 分辨率（有着NTSC与PAL的区别，分别为352x240、352x288）的影像进行压缩，取样率为1.15Mbps（不含音讯），每秒30张画面（NTSC），并提供Stereo CD音质。而MPEG-1的编码效率最高可达4~5Mbps，但随着速度的增加，造成译码后的画质受到影响。同时，
当画面放大或影像过于复杂时，会产生马赛克现象，因此MPEG-1无法符合当前的影音要求。
随着计算机运算效能的提升，尽管早已能满足MPEG-1的编/解碼工作，但却存在着档案容量过大的问题，因而导致储存设备的负担。相对地，由于MPEG1数据量高，故不适合网络传输，尤其在当时以调制解调器拨接为主的上网方式特别明显，就算后来ADSL、Cable Modem等宽带上网的流行，还是无法实现远程视讯传输。其实从家用市场看，虽说MPEG1曾是VCD的主要压缩模式，但在MPEG-2（DVD）、MPEG-4等更先进的技术出现后，MPEG-1不仅面临被取代的命运，且落入市场萎缩的态势。
●MPEG-2
由于MPEG1在影像质量、分辨率等方面的不足，因此接下来的MPEG-2于1994年诞生，并将传输频宽增加至4.6Mbps，为的就是要获得更佳的音讯与视讯质量。同时，MPEG-2还具有回溯既往的特性，以致于论是译码芯片还是播放程序的开发，多数都能兼容原先的MPEG-1。而MPEG-2所提供的720x480分辨率，以及5.1声道环绕音效（Surround Sound），不仅成为目前当红的DVD影片所属的格式，而且还能因应新一代的HDTV（High Definition Television）规格，或是应用于有线电视与广播方面，连带让卫星直播也能达到广播的水平。
●MPEG-4
MPEG-4诞生原因，不外乎是随着无线网络环境成熟，使得网络视讯、家庭娱乐系统的需求逐渐跃上台面，且相关应用更成为新一代影像压缩技术成长的推手。其实MPEG4
共分为两个版本，初版于1998 年11月现身，第二版本则是在2000年经过ITU（International Telecommunication Union）与ISO（International Standards Organization）两组织认证后，正式成为国际影音标准。相较于以往MPEG所提出的规范，MPEG4不仅具备一定取样率下的视频、音频编码，甚至更强调多媒体系统间的交互与灵活，且其中最引人注目的就是交互式设计，简单地说，使用者不再只局限于影片观赏的被动角色，能够进一步与影音环境中，像游乐器即是属于这方面的应用。
从另一个角度看，MPEG-4在视觉效果意义上，试图将人造物体与自然物体相结合，
因此将AV（Audio Video Object）对象纳入，让交互概念得以实现。至于MPEG-4的另一项特点则是支持取样率调整，让影像在传输过程中，能够依循频宽变化，避免因为网络频宽不足而导致中断。这也就是说，MPEG-4会自动侦测影像的区域变化，基于对象来调整压缩模式，即便不是针对视讯监控而发展出来，但仍能符合CIF（352x288）格式或768x576等更高分辨率的视讯压缩，这也是MPEG-4的优势之一。而对软件开发者而言，亦能藉由MPEG-4工具的帮助，撰写出于网络上统一使用的编译码程序，省下在*.rm、*.mov及*.wmv 等不同格式上选择相对应播放器的麻烦。
最初，MPEG-4的主要是锁定影像邮件（Video Email）、视讯电话（Video Phone）及电子新闻（Electronic News）等方面的应用，由于频宽需求较低，约介于4800~64000bps 间，分辨率为176x144。MPEG-4利用很窄的频宽，利用画面重建技术，压缩与传输数据，以期能达到最少的数据采集更佳影像质量的境界。除无线传输上的运用外，在一般网络中也可经由串流视讯的作法来处理动态影像。由于是以对象方式对图像做编码，因此有效地增加动态图像的自主性，让使用者能够控制动态图像的内容，也就是为何前述提及特别有助于电玩的原因。值得一提的是，MPEG-4对传输过程中发生错误的状况已有解决之道，并考虑各种格式的存取与强化容错能力，故较能抗拒有干扰的环境，使得MPEG-4在网络传输上更具优势。
与MPEG-1/2标准相比，MPEG-4是将视讯画面以object-based方式，划分为前景、背景，并记录动态轨迹。而MPEG-2则是属于Frame-based类型，将画面切割成Macro blocks，再处理多余（Redundancy）的部分，故MPEG-4的压缩效率较为突出。说得更深入一点，MPEG-4视讯编码是采对象导向概念，视讯对象经过编码传送后再加以合并，举例来说，也就是把场景中的主体与背景分开编码，并于译码时复原。
MPEG-4的压缩技术是透过DMIF（The Delivery Multimedia Integration Framework）原理，即多媒体传送整体框架，用来建立客户端和服务器端的交互和传输。藉由DMIF，MPEG-4可提供具有保证频宽（Quality of Service，QoS）的通道，以及面向每个基本串流的速度。
为了使基本流和AV对象于同一场景中出现，MPEG4引用了对象描述（OD）与SMT 概念。OD传输与特殊AV对象相关的基本流的信息流图。SMT将每一个讯号与一个CAT （Channel Association Tag）相连，让其顺利传送。同时，MPEG4定义了一个系统译码模
