※MPEG編解碼器Codec介紹
MPEG壓縮格式的種類 (MPG-1. MPG-2. MPG-3. MPG-4. M-Jpeg. Motion Jpeg)
※MPEG全名為 Moving Pictures Experts Group動態圖像專家協會
一般人熟悉的【*.mpg】是指MPEG的壓縮格式,共同有以下種類
※MPEG-1標準,VCD、DVD、MP3。
※MPEG-2標準,DVD、Bul-ray、DVB、HDTV。
※MPEG-3標準,HDTV。
※MPEG-4標準,Port-10、H.264、AVC、HD-DVD、Bul-ray。
※MPEG-7標準,多媒體內容描述接口。
※MPEG-21標準,多媒體框架。
※M-JPEG (Motion JPG)標準,VCD、DVD、MP3。
※MPEG-A,多媒體應用格式。
※MPEG-B,系統技術 。
※MPEG-C,視訊技術 。
※MPEG-D,音訊技術 。
※MPEG-E,多媒體中間格式。
※MPEG-V,媒體內容和控制 。
※MPEG-M,擴展中間格式。
※MPEG-U,富媒體的用戶界面 。
※MPEG-H,高效編碼和介質輸送 。
※MPEG-DASH,動態自適應流媒體 。

資料整理 吳思賢


※MPEG全名為 Moving Pictures Experts Group
※1988 年MPEG協會(為 ISO 工作)成立,其標準由 ISO (International Standards Organization) 所制定,這個團隊制定了包括 MPEG-1(1991) →、MPEG-2(1994) →、MPEG-4(1999) 等標準。

※MPEG-1標準
◎MPEG-1 (標準代號ISO/IEC11172)制定於 1991 年,主要用途為:視訊會議、影像電話、電腦遊戲與支援第一代的 CD-ROM。支援大部份的影像與音效,傳輸速度為 1.5 Mbps +30 fps與單倍速CD-ROM的傳輸率相同。相對應的檔案之副檔名.AVI、.MPG、.MPEG、.M1v、.DAT、…等。
◎VCD 就是 MPEG-1 其中一種標準,它規範了 PAL(352x288,25fps)和 NTSC(為352x240,30fps)模式下的視訊流量標準, 為 1.15 Mbps,其視訊壓縮率為 26︰1。使用 MPEG-1 的VCD壓縮法,可以把一部 120 分鐘長的影片壓縮到 1.2 GB 左右大小。
◎常見的 MPEG-1 編碼,不一定要按 PAL/NTSC 規範的標準工作,你可以自由設定影像尺寸和音視訊流量。Windows Media Player也直接提供了 MPEG-1 的支援,現在在 PC 上使用MPEG-1已經完全不需另外加裝Codec,就能順利的播放了。但這樣非標準的檔案格式,是無法直接燒錄成 VCD。
◎MPEG Audio是一種聲音壓縮的標準,每一層的壓縮法不同,層階數愈高,壓縮複雜度就愈高。
。MPEG-1, Layer I Audio = MPEG-1的第一層聲音,壓縮率為1:4
。MPEG-1, Layer II Audio = MPEG-1的第二層聲音,壓縮率為1:6~8
。MPEG-1, Layer III Audio = MPEG-1的第三層聲音,壓縮率為1:10~12,一般稱為『MP3』2

※MPEG-2標準
◎MPEG-2(標準代號 IOS/IEC13818)制定於 1994 年,它的出現並不是為了要取代 MPEG-1,而是要加強 MPEG-1 不足之處。例如,增加交錯(隔行)掃瞄的電視演算法。其設計目標就是提供接近廣播級的高品質輸出。廣播質量的視訊、音訊和傳輸協定。被用於無線數位電視-ATSC、DVB以及ISDB、數位衛星電視、數位有線電視訊號,以及DVD視訊光碟技術。
◎因此,MPEG-2 更能勝任其它工作環境,例如 HDTV(目前支援到1920x1080 pixel)、視訊廣播。
相對應的檔案之副檔名為 .AVI 、.MPEG 、.MPG、.M2v、.M2T、.MTS、MXF 或者.VOB、…等。


※MPEG-3標準
◎MPEG-3 最初為 HDTV (高解析度電視)制定,隨後發現MPEG-2已足夠HDTV應用,故MPEG-3的研發便與MPEG-2整合,最後由MPEG-2取代。

※MPEG-4標準
◎MPEG-4 (標準代號 IOS/IEC14496)制定於 1999 年, 2003年發布的視訊壓縮標準,主要是擴充功能MPEG-1、MPEG-2等標準主要的用途比較廣,包括:視訊會議、影音郵件、無線裝置等等,支援的傳輸速度為 8Kbps ~ 35Mbps。
◎MPEG-4 工作方式不只是為了高品質,主要是為了高壓縮率以及適用於網路的交換與互動能力。它提供了非常高的壓縮率,以支援視訊/音訊物件(video/audio “objects”)的編碼、3D內容、低位元率編碼(low bitrate encoding)和數位版權管理(Digital Rights Management),其中第10部分由ISO/IEC和ITU-T聯合發布,稱為AVC / H.264 / MPEG-4 Part 10。透過影格(frame)重建技術來壓縮和傳輸資料,以求以最少的資料流獲得最佳的影像品質。參見H.264。
*MPEG-4 不只是可以傳送影格(frame),也可以傳送影像的物件(object),可能是一連串的動作指令。
因此,MPEG-1 與MPEG-2 都是以『影格』為其標準,而 MPEG-4 則是以『物件』為其標準,未來在網路與多媒體的互動應用,應該是會更加普遍。

※MPEG-7標準
◎MPEG-7並不是一個視訊壓縮標準,它是一個多媒體內容的描述標準。

※MPEG-21標準
◎MPEG-21是一個正在制定中的標準,它的標的是為未來多媒體的應用提供一個完整的開放框架平台。
◎ MPEG-21希望發展一種高效率之可調性視訊編碼標準(Scalable Video Coding; SVC)以適用於UMA之目標,並計畫將此標準納入其Part 13: Scalable Video Coding的標準。
◎此種可調性編碼器必須符合下列需求:SNR / temporal / spatial / complexity / region-of-interest / object-based以及combined scalability、錯誤強韌性及graceful degradation、base-layer 相容性、低傳輸延遲、隨機存取功能、良好的編碼效率、支援interlaced video等等。
◎在2004年的MPEG會議初步決定以HHI (Heinrich-Hertz Institute )的方法為Reference software,並提出一個Scalable Video Model (SVM),至2005年的MPEG會議大致底定,未來MPEG-21 SVC的方法將以HHI的H.264-based SVC(Scalable Video Coding ) 為基礎繼續發展。

※M-JPEG (Motion JPG)
◎M-JPEG的制定,不是專門為 PC而準備的,是為專業級與廣播級的視訊設備,做為擷取與回錄準備的,因此,它使用了包含為傳統類比電視優化的,交錯(隔行)掃瞄電視的演算法;如果在 PC 上播放 MJPEG 編碼的檔案,效果會很差並且有一些模糊(如果你的顯示卡不支援 MJPEG的動態補償),但是將畫面輸出到電視機來觀賞,會立刻發現這種演算法的好處,畫質也相對更清析許多。
◎ M-JPEG 編碼常用於非線性剪輯系統,一般只有專業工作單位使用最多。它是很多硬體視訊卡支援的一種視訊編碼格式,隨卡提供了 Codec,安裝完成後可以像使用其它編碼一樣生成 .AVI 檔案。它的編碼品質是相當不錯,是一種以畫質為最高考量的編碼方式,因此,檔案相當大。
◎這種編碼在1995年~2005年之間,大量被使用,現在M-JPEG這樣的設備,在專業級與廣播級的視訊的非線性剪輯系統,仍然是服役中。最近有被Mpg2 I-Frame這種格式所取代的趨勢。


資料整理 吳思賢

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