MPEG是活动图象专家组(Moving Picture Expert Group)的缩写。MPEG标准主要有以下五个，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21等。
MPEG标准的视频压缩编码技术主要利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度，利用DCT技术以减小图象的空间冗余度，利用熵编码则在信息表示方面减小了统计冗余度。这几种技术的综合运用，大大增强了压缩性能。
MPEG-1标准于1992年正式出版，标准的编号为ISO/IEC11172，其标题为“码率约为1.5Mb/s用于数字存贮媒体活动图象及其伴音的编码”。
MPEG-2标准于1994年公布，包括编号为13818-1系统部分、编号为13818-2的视频部分、编号为13818-3的音频部分及编号为13818-4的符合性测试部分。
MPEG-2编码标准希望囊括数字电视、图象通信各领域的编码标准，MPEG-2按压缩比大小的不同分成五个档次(profile)，每一个档次又按图象清晰度的不同分成四种图象格式，或称为级别(level)。五个档次四种级别共有20种组合，但实际应用中有些组合不太可能出现，较常用的是11种组合。这11种组合分别应用在不同的场合，如MP@ML(主档次与主级别)用在具有演播室质量标准清晰度电视SDTV中，美国HDTV大联盟采用MP@HL(主档次及高级别)。
MPEG-4是基于内容的压缩编码标准。
MPEG-7是“多媒体内容描述接口标准”。
MPEG-21是有关多媒体框架的协议。
参考资料： http://sh.sina.com.cn/20041207/231743448.shtml
一、 引言
人们对信息的获取是十分贪婪的，已经不再满足于过去的文字或语音等单一信息信息载体，纷纷追求多媒体的享受。俗话说：百闻不如一见；可见图像给人的信息是巨大的。此外人们在追求高清晰的图像时，还希望有高质量的声音。信息的数字化是提供高质量多媒体信息的关键。电子计算机的出现和不断的推陈出新，为数字化技术的发展提供了一个良好的舞台。数字业务的发展一日千里，产品琳琅满目，大家迫切需要一个统一的标准，MPEG正是适应这个时代而产生的，它将继续随着数字业务的发展而发展的。
MPEG（Moving Pictures Experts Group）即活动图像专家组，始建于1988年，专门负责为CD建立视频和音频标准，其成员均为视频、音频及系统领域的技术专家。ISO／IEC1172压缩编码标准就是由此小组提出并制定，MPEG由此扬名世界。目前MPEG已完成MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4等三个版本的制订，适用于不同带宽和数字影像质量的要求。
据统计，当今信息量以每1.6年翻一倍的速度急剧增长，由于internet的普及和广播，电信，计算机三网合一的钻头露面，以数字视频、音频信息为代表的多媒体信息越来越多。多媒体信息具有信息量大、难描述的特点，因此，如何对这些浩如烟海的信息进行组织、建库以达到快速、有效的检索呢？MPEG-7标准正是为解决这个难题而制定，它将于2001年7月"闪亮登场"。
据透露，MPEG-21标准也开始启动，它是由MPEG-7发展而来，主要规定数字节目的网上实时交换协议。
本文首先回顾MPEG在这十几年来为多媒体信息处理方面作出的巨大贡献，简单介绍各种标准，就它们的目标、主要特点以及应用领域作了比较，并把重点放在MPEG-4和MPEG-7上。
二、 MPEG标准概况
2.1 MPEG-1
ISO的活动图像专家组（MPEG）在1991年11月提出了ISO/IECⅡ172标准草案，通称MPEG-1标准。该标准于1992年11月通过，1993年8月公布。它是为工业级标准而设计的，可适用于不同带宽的设备，如 CD-ROM、Video-CD、CD-I等。MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits／s。
2.2 MPEG-2
1995年出台的MPEG-2（ISO／IEC 13818），它所追求的是CCIR601建议的图像质量，即为DVB、HDTV和DVD等制定的3Mbps-10Mbps的运动图像及其伴音的编码标准。
MPEG-2在NTSC制式下的分辨率可达720×486，MPEG-2还可提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道，以及一个重低音声道，和多达7个伴音声道（DVD可有8种语言配音的原因）。同时，由于MPEG-2的出色性能表现，已能适用于HDTV，使得原打算为HDTV设计的MPEG-3，还没出世就被抛弃了。
对于最终用户来说，由于电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量（如 DVD画面）在电视上效果并不明显，倒是其音频特性（如重低音，多伴音声道等）更引人注目。
2.3 MPEG-4
MPEG专家组继成功定义了MPEG-1和MPEG-2之后，于1994年开始制定全新的MPEG-4标准。MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内，旨在为多媒体通信及应用环境提供标准的算法及工具，用于实现音视频（audio-visual）数据的有效编码及更为灵活的存取。
MPEG-4试图达到两个目标：一是低比特率下的多媒体通信；二是多工业的多媒体通信的综合。据此目标，MPEG-4引入了AV（Audio／Visaul Objects）对象，使得更多的交互操作成为可能。
2.4 MPEG-7
网络应用最重要的目标之一就是进行多媒体通信。而其中的关键就是多媒体信息的检索和访问，这样MPEG-7就应运而生。
MPEG 7的目标就是对日渐庞大的图像、声音信息的管理和迅速搜索。针对这个问题MPEG-7于1998年10月提出，预计于2001年7月最终完成并公布。MPEG-7将对各种不同类型的多媒体信息进行标准化的描述，并将该描述与所描述的内容相联系，以实现快速有效的搜索。其正式的称谓是"多媒体内容描述接口"。
三、 MPEG系列标准的比较
MPEG-1直接针对1.2Mb/s的标准数据流压缩率，其基本算法对于每秒24～30逐行描帧，分辨率360×280，运动图象有很好压缩效果。但随着速率的提高，解码后图像质量较差，并且它没有定义用于对额外数据流进行编码的格式，因此这种机制未被广泛采用。
MPEG-2力争获得更高的分辨率（720×486），提供广播级视频和CD级的音频。作为MPEG-1的一种兼容型扩展，MPEG-2支持隔行扫描视频格式和其它先进功能。MPEG-2以可扩展档次的形式来定义，每个档次支持一种特殊应用所需的功能，因此它是一种通用标准。但是MPEG-2标准数据量依然很大，一部影片的数据量大到8G字节左右，不便存放和传输。
MPEG-4视频格式大大优于MPEG-1与MPEG-2: 视频质量与分辨率高，而数据率相对较低。主要的原因在MPEG-4采用了ACE(高级译码效率)技术，它是一套首次使用于MPEG-4的编码运算规则。与ACE有关的目标定向可以启用很低的数据率。这可以将整部视频电影以完全PAL或者NTSC的分辨率与立体声(16位, 48 kHz)存储在单个CD-ROM上。具体而言：700 MB的容量对多数110分钟的电影来说绰绰有余了，而MPEG-2格式的电影在相同的分辨率下需要约11倍以上的储存空间。当MPEG-2的数据率加倍至接近真正的特性时，MPEG-4可以在声频与视频流上在广泛的领域上升级。 当视频在5 Kbit/s与10 Mbit/s之间变化时，声频信号可以在2 Kbit/s 与24 Kbit/s之间进行处理。由于这种可升级性，声频与视频数据可以经专门调整适应真正的环境。
另外，由于MPEG-1和MPEG-2标准均为高层媒体的表示与结构标准，其交互性及灵活性较低。而计算机网络具有很高的灵活性和交互性，但它遵循的标准确与MPEG标准不兼容。MPEG-4的制订有效的促进三网的融合。MPEG-4中一个重要概念是视频对象（VO），一幅图像的编码时分割成很多任意形状的VO，分别对各VO进行帧内、帧间编码。必要时只传输某些VO，大大地提高了传输效率。如果视频没进行分割，那么编码结构就退化为只处理标准矩形的一层，这种处理方式与MPEG-1/MPEG-2标准类似，从而达到与MPEG-1/MPEG-2的兼容。
继MPEG-4之后，人们又对解决日渐庞大的图像、声音信息的管理和迅速搜索产生了兴趣，MPEG提出了解决方案MPEG-7。它重点放在用于描述多媒体素材（描述与内容有关的信息以方便检索等）的通用接口标准上，因此MPEG-7并不是兼容以前的标准，而是以前标准的扩展和延伸。
四、MPEG系列的应用
MPEG标准系列由于不存在专利权的问题，所以更适合于我国国情，在近十年中，MPEG在我国得到广泛应用。
众所周知，基于MPEG-1的影碟曾风云一时，其产品VCD，早已"非入平常百姓家"，它的图像质量和清晰度已被用户接受。然而，随着MPEG-2标准的出台，各个厂家都在追逐接近数字演播室标准CCIR601和HDTV中所需的视频质量。DVD的推出使VCD在市场的霸主地位动摇了，在不久它将取代VCD。由于一路MPEG-2码流中可以同时传输多套电视节目，用户可以根据喜好收看其中某一套节目，即视频点播（VOD）业务。数字机顶盒的推出也是成功运用MPEG-2标准的典型，它是广播业务走向全数字化的过渡产品。可以预计，DVD和数字机顶盒在未来的几年中将是百姓消费的主流。另外，由于MPEG-2标准的突出表现，在高清晰度电视的应用领域占有一席之地。MPEG-2标准还可用于为有线电视网、电缆网络以及卫星直播提供广播级的数字视频（DVB）。如果说MPEG-1使得VCD取代了传统的录象带，而MPEG-2将使数字电视最终完全取代现有的模拟电视。
由于MPEG-1和MPEG-2的应用只局限于广播和影视方面，而且技术已经成熟，因此不在赘述下面将主要介绍MPEG-4和MPEG-7的应用：
最新视频格式MPEG-4的应用举不胜举。例如，现在可以在家用PC上将DVD转换为MPEG-4格式，然后就可以在笔记本电脑上播放了（无需DVD-ROM驱动器)。声频信号能够以MPEG-4压缩通过Internet实现"声频点播"。这种数字声频传播之所以可能实现是因为它只需要约16 kbit/s的宽带。这种情况与视频服务及2D或3D对象的动画相似，这些服务与动画能够以不同的数据率通过Internet同时进行传送。另外MPEG-4在以下方面的应用一直看好：数字电视、动态图象、互联网、实时多媒体监控、低比特率下的移动多媒体通信、于内容存储和检索多媒系统、Internet/Intranet上的视频流与可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、DVD上的交互多媒体应用、基于计算机网络的可视化合作实验室场景应用、演播电视等等。
MPEG－7目前讨论的应用可分为三大类：
第一类是索引和检索类应用("PULL"应用)，主要包括：(1)视频数据库的存储检索；(2)向专业生产者提供图像和视频；(3)商用音乐(Karaoke,销售)；(4)音响效果库；(5)历史演讲库；(6)根据听觉提取影视片段；(7)商标的注册和检索。
第二类是选择和过滤类应用("PUSH"应用)，主要包括：(1)用户代理驱动的媒体选择和过滤；(2)个人化电视服务；(3)智能化多媒体表达；(4)消费者个人化的浏览、过滤和搜索；(5)向残废人提供信息服务。
第三类是专业化应用，主要包括：(1)远程购物；(2)生物医学应用；(3)通用接入；(4)遥感应用；(5)半自动多媒体编辑；(6)教学教育；(7)保安监视；(8)基于视觉的控制。
MPEG－7还有望直接为以下几个方面提供服务：
1） 数字化图书馆（包括视频库、图像库、音乐库等等）；
2） 多媒体服务信息（黄叶簿等）；
3） 广播媒体查询（比如在无线信道、有限电视信道以及Internet网络中检索）；
4） 媒体编辑（比如个性化的电子新闻服务）；
5） 多媒体信息的自动处理（如自动分析从摄像机出来的信息，自动生成MPEG-7信息）。
另外，MPEG－7在教育、新闻、旅游信息、文化服务（历史博物馆、艺术画廊，等等）、娱乐（搜索游戏、卡拉OK节目）、遥感（绘制图表、生态学、自然资源管理）、监视（在敌对环境中的交通控制、地/水面运输、非破坏性试验）、购物（寻找您喜欢的家具、服装等）、建筑设计、装潢、社会应用（比如年代测定业务）等领域也将有许多潜在的应用。
五、结束语－MPEG展望
随着计算机的发展和internet的普及，MPEG将是我们生活和娱乐中的"良师益友"。其中MPEG-1与MPEG-2已经在数字视频和PC与笔记本电脑上广泛应用。MPEG-4是目前视频压缩技术的最新发展水平，其产品相继浮出水面。MPEG-4在internet和第三代移动通信中的将开创多媒体服务的新局面。MPEG-7标准估计在2001年7月推出，而且主要集成了多媒体目标搜寻程序。另外，MPEG-2也会得到扩展，MPEG-21是其后续标准。可以预计，MPEG将伴随我们走向数字化时代。
一、 引言
人们对信息的获取是十分贪婪的，已经不再满足于过去的文字或语音等单一信息信息载体，纷纷追求多媒体的享受。俗话说：百闻不如一见；可见图像给人的信息是巨大的。此外人们在追求高清晰的图像时，还希望有高质量的声音。信息的数字化是提供高质量多媒体信息的关键。电子计算机的出现和不断的推陈出新，为数字化技术的发展提供了一个良好的舞台。数字业务的发展一日千里，产品琳琅满目，大家迫切需要一个统一的标准，MPEG正是适应这个时代而产生的，它将继续随着数字业务的发展而发展的。
MPEG（Moving Pictures Experts Group）即活动图像专家组，始建于1988年，专门负责为CD建立视频和音频标准，其成员均为视频、音频及系统领域的技术专家。ISO／IEC1172压缩编码标准就是由此小组提出并制定，MPEG由此扬名世界。目前MPEG已完成MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4等三个版本的制订，适用于不同带宽和数字影像质量的要求。
据统计，当今信息量以每1.6年翻一倍的速度急剧增长，由于internet的普及和广播，电信，计算机三网合一的钻头露面，以数字视频、音频信息为代表的多媒体信息越来越多。多媒体信息具有信息量大、难描述的特点，因此，如何对这些浩如烟海的信息进行组织、建库以达到快速、有效的检索呢？MPEG-7标准正是为解决这个难题而制定，它将于2001年7月"闪亮登场"。
据透露，MPEG-21标准也开始启动，它是由MPEG-7发展而来，主要规定数字节目的网上实时交换协议。
本文首先回顾MPEG在这十几年来为多媒体信息处理方面作出的巨大贡献，简单介绍各种标准，就它们的目标、主要特点以及应用领域作了比较，并把重点放在MPEG-4和MPEG-7上。
二、 MPEG标准概况
2.1 MPEG-1
ISO的活动图像专家组（MPEG）在1991年11月提出了ISO/IECⅡ172标准草案，通称MPEG-1标准。该标准于1992年11月通过，1993年8月公布。它是为工业级标准而设计的，可适用于不同带宽的设备，如 CD-ROM、Video-CD、CD-I等。MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits／s。
2.2 MPEG-2
1995年出台的MPEG-2（ISO／IEC 13818），它所追求的是CCIR601建议的图像质量，即为DVB、HDTV和DVD等制定的3Mbps-10Mbps的运动图像及其伴音的编码标准。
MPEG-2在NTSC制式下的分辨率可达720×486，MPEG-2还可提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道，以及一个重低音声道，和多达7个伴音声道（DVD可有8种语言配音的原因）。同时，由于MPEG-2的出色性能表现，已能适用于HDTV，使得原打算为HDTV设计的MPEG-3，还没出世就被抛弃了。
对于最终用户来说，由于电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量（如 DVD画面）在电视上效果并不明显，倒是其音频特性（如重低音，多伴音声道等）更引人注目。
2.3 MPEG-4
MPEG专家组继成功定义了MPEG-1和MPEG-2之后，于1994年开始制定全新的MPEG-4标准。MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内，旨在为多媒体通信及应用环境提供标准的算法及工具，用于实现音视频（audio-visual）数据的有效编码及更为灵活的存取。
MPEG-4试图达到两个目标：一是低比特率下的多媒体通信；二是多工业的多媒体通信的综合。据此目标，MPEG-4引入了AV（Audio／Visaul Objects）对象，使得更多的交互操作成为可能。
2.4 MPEG-7
网络应用最重要的目标之一就是进行多媒体通信。而其中的关键就是多媒体信息的检索和访问，这样MPEG-7就应运而生。
MPEG 7的目标就是对日渐庞大的图像、声音信息的管理和迅速搜索。针对这个问题MPEG-7于1998年10月提出，预计于2001年7月最终完成并公布。MPEG-7将对各种不同类型的多媒体信息进行标准化的描述，并将该描述与所描述的内容相联系，以实现快速有效的搜索。其正式的称谓是"多媒体内容描述接口"。
三、 MPEG系列标准的比较
MPEG-1直接针对1.2Mb/s的标准数据流压缩率，其基本算法对于每秒24～30逐行描帧，分辨率360×280，运动图象有很好压缩效果。但随着速率的提高，解码后图像质量较差，并且它没有定义用于对额外数据流进行编码的格式，因此这种机制未被广泛采用。
MPEG-2力争获得更高的分辨率（720×486），提供广播级视频和CD级的音频。作为MPEG-1的一种兼容型扩展，MPEG-2支持隔行扫描视频格式和其它先进功能。MPEG-2以可扩展档次的形式来定义，每个档次支持一种特殊应用所需的功能，因此它是一种通用标准。但是MPEG-2标准数据量依然很大，一部影片的数据量大到8G字节左右，不便存放和传输。
MPEG-4视频格式大大优于MPEG-1与MPEG-2: 视频质量与分辨率高，而数据率相对较低。主要的原因在MPEG-4采用了ACE(高级译码效率)技术，它是一套首次使用于MPEG-4的编码运算规则。与ACE有关的目标定向可以启用很低的数据率。这可以将整部视频电影以完全PAL或者NTSC的分辨率与立体声(16位, 48 kHz)存储在单个CD-ROM上。具体而言：700 MB的容量对多数110分钟的电影来说绰绰有余了，而MPEG-2格式的电影在相同的分辨率下需要约11倍以上的储存空间。当MPEG-2的数据率加倍至接近真正的特性时，MPEG-4可以在声频与视频流上在广泛的领域上升级。 当视频在5 Kbit/s与10 Mbit/s之间变化时，声频信号可以在2 Kbit/s 与24 Kbit/s之间进行处理。由于这种可升级性，声频与视频数据可以经专门调整适应真正的环境。
另外，由于MPEG-1和MPEG-2标准均为高层媒体的表示与结构标准，其交互性及灵活性较低。而计算机网络具有很高的灵活性和交互性，但它遵循的标准确与MPEG标准不兼容。MPEG-4的制订有效的促进三网的融合。MPEG-4中一个重要概念是视频对象（VO），一幅图像的编码时分割成很多任意形状的VO，分别对各VO进行帧内、帧间编码。必要时只传输某些VO，大大地提高了传输效率。如果视频没进行分割，那么编码结构就退化为只处理标准矩形的一层，这种处理方式与MPEG-1/MPEG-2标准类似，从而达到与MPEG-1/MPEG-2的兼容。
继MPEG-4之后，人们又对解决日渐庞大的图像、声音信息的管理和迅速搜索产生了兴趣，MPEG提出了解决方案MPEG-7。它重点放在用于描述多媒体素材（描述与内容有关的信息以方便检索等）的通用接口标准上，因此MPEG-7并不是兼容以前的标准，而是以前标准的扩展和延伸。
四、MPEG系列的应用
MPEG标准系列由于不存在专利权的问题，所以更适合于我国国情，在近十年中，MPEG在我国得到广泛应用。
众所周知，基于MPEG-1的影碟曾风云一时，其产品VCD，早已"非入平常百姓家"，它的图像质量和清晰度已被用户接受。然而，随着MPEG-2标准的出台，各个厂家都在追逐接近数字演播室标准CCIR601和HDTV中所需的视频质量。DVD的推出使VCD在市场的霸主地位动摇了，在不久它将取代VCD。由于一路MPEG-2码流中可以同时传输多套电视节目，用户可以根据喜好收看其中某一套节目，即视频点播（VOD）业务。数字机顶盒的推出也是成功运用MPEG-2标准的典型，它是广播业务走向全数字化的过渡产品。可以预计，DVD和数字机顶盒在未来的几年中将是百姓消费的主流。另外，由于MPEG-2标准的突出表现，在高清晰度电视的应用领域占有一席之地。MPEG-2标准还可用于为有线电视网、电缆网络以及卫星直播提供广播级的数字视频（DVB）。如果说MPEG-1使得VCD取代了传统的录象带，而MPEG-2将使数字电视最终完全取代现有的模拟电视。
由于MPEG-1和MPEG-2的应用只局限于广播和影视方面，而且技术已经成熟，因此不在赘述下面将主要介绍MPEG-4和MPEG-7的应用：
最新视频格式MPEG-4的应用举不胜举。例如，现在可以在家用PC上将DVD转换为MPEG-4格式，然后就可以在笔记本电脑上播放了（无需DVD-ROM驱动器)。声频信号能够以MPEG-4压缩通过Internet实现"声频点播"。这种数字声频传播之所以可能实现是因为它只需要约16 kbit/s的宽带。这种情况与视频服务及2D或3D对象的动画相似，这些服务与动画能够以不同的数据率通过Internet同时进行传送。另外MPEG-4在以下方面的应用一直看好：数字电视、动态图象、互联网、实时多媒体监控、低比特率下的移动多媒体通信、于内容存储和检索多媒系统、Internet/Intranet上的视频流与可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、DVD上的交互多媒体应用、基于计算机网络的可视化合作实验室场景应用、演播电视等等。
MPEG－7目前讨论的应用可分为三大类：
第一类是索引和检索类应用("PULL"应用)，主要包括：(1)视频数据库的存储检索；(2)向专业生产者提供图像和视频；(3)商用音乐(Karaoke,销售)；(4)音响效果库；(5)历史演讲库；(6)根据听觉提取影视片段；(7)商标的注册和检索。
第二类是选择和过滤类应用("PUSH"应用)，主要包括：(1)用户代理驱动的媒体选择和过滤；(2)个人化电视服务；(3)智能化多媒体表达；(4)消费者个人化的浏览、过滤和搜索；(5)向残废人提供信息服务。
第三类是专业化应用，主要包括：(1)远程购物；(2)生物医学应用；(3)通用接入；(4)遥感应用；(5)半自动多媒体编辑；(6)教学教育；(7)保安监视；(8)基于视觉的控制。
MPEG－7还有望直接为以下几个方面提供服务：
1） 数字化图书馆（包括视频库、图像库、音乐库等等）；
2） 多媒体服务信息（黄叶簿等）；
3） 广播媒体查询（比如在无线信道、有限电视信道以及Internet网络中检索）；
4） 媒体编辑（比如个性化的电子新闻服务）；
5） 多媒体信息的自动处理（如自动分析从摄像机出来的信息，自动生成MPEG-7信息）。
另外，MPEG－7在教育、新闻、旅游信息、文化服务（历史博物馆、艺术画廊，等等）、娱乐（搜索游戏、卡拉OK节目）、遥感（绘制图表、生态学、自然资源管理）、监视（在敌对环境中的交通控制、地/水面运输、非破坏性试验）、购物（寻找您喜欢的家具、服装等）、建筑设计、装潢、社会应用（比如年代测定业务）等领域也将有许多潜在的应用。
五、结束语－MPEG展望
随着计算机的发展和internet的普及，MPEG将是我们生活和娱乐中的"良师益友"。其中MPEG-1与MPEG-2已经在数字视频和PC与笔记本电脑上广泛应用。MPEG-4是目前视频压缩技术的最新发展水平，其产品相继浮出水面。MPEG-4在internet和第三代移动通信中的将开创多媒体服务的新局面。MPEG-7标准估计在2001年7月推出，而且主要集成了多媒体目标搜寻程序。另外，MPEG-2也会得到扩展，MPEG-21是其后续标准。可以预计，MPEG将伴随我们走向数字化时代。
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