MPEG-4

редактировать

MPEG-4 - это метод определения сжатия цифровых аудиовизуальных (AV) данных. Он был представлен в конце 1998 года и стал стандартом для группы форматов кодирования аудио и видео и связанных технологий, согласованных группой экспертов ISO / IEC по движущимся изображениям (MPEG) ( ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11) в соответствии с формальным стандартом. ISO / IEC 14496 - Кодирование аудиовизуальных объектов. Использование MPEG-4 включает сжатие AV-данных для Интернет-видео и распространения компакт-дисков, голоса ( телефон, видеофон ) и приложений широковещательного телевидения. Стандарт MPEG-4 был разработан группой во главе с Тураджем Эбрахими (позже президентом JPEG ) и Фернандо Перейрой.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Справочная информация
  • 2 Обзор
    • 2.1 Профили и уровни
  • 3 части MPEG-4
  • 4 уровня MPEG-4
  • 5 Лицензирование
  • 6 См. Также
  • 7 ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Фон

MPEG-4 вбирает в себя многие функции MPEG-1 и MPEG-2 и других связанных стандартов, добавляя новые функции, такие как (расширенная) поддержка VRML для 3D-рендеринга, объектно-ориентированные составные файлы (включая аудио, видео и объекты VRML), поддержка внешнего управления цифровыми правами и различных типов интерактивности. AAC (Advanced Audio Coding) был стандартизирован как дополнение к MPEG-2 (как часть 7) до того, как был выпущен MPEG-4.

MPEG-4 все еще находится в стадии развития и разделен на несколько частей. Компании, продвигающие совместимость с MPEG-4, не всегда четко указывают, к какому «частичному» уровню совместимости они относятся. Ключевые части, о которых следует знать, - это MPEG-4 Part 2 (включая Advanced Simple Profile, используемый такими кодеками, как DivX, Xvid, Nero Digital и 3ivx, а также QuickTime 6) и MPEG-4 part 10 (MPEG-4 AVC / H.264 или улучшенное кодирование видео, используемое кодировщиком x264, Nero Digital AVC, QuickTime 7 и видеоматериалами высокой четкости, такими как диск Blu-ray ).

Большинство функций, включенных в MPEG-4, оставлено на усмотрение отдельных разработчиков, чтобы решить, реализовывать или нет. Это означает, что, вероятно, не существует полной реализации всего набора стандартов MPEG-4. Чтобы справиться с этим, в стандарт включены концепции «профилей» и «уровней», позволяющие определять конкретный набор возможностей способом, подходящим для подмножества приложений.

Первоначально MPEG-4 был нацелен в первую очередь на видеосвязь с низкой скоростью передачи данных; однако его область применения в качестве стандарта кодирования мультимедиа позже была расширена. MPEG-4 эффективен при различных скоростях передачи данных от нескольких килобит в секунду до десятков мегабит в секунду. MPEG-4 обеспечивает следующие функции:

  • Повышенная эффективность кодирования по сравнению с MPEG-2
  • Возможность кодирования смешанных медиа данных (видео, аудио, речь)
  • Устойчивость к ошибкам для обеспечения надежной передачи
  • Возможность взаимодействия с аудиовизуальной сценой, созданной на приемнике

Обзор

MPEG-4 предоставляет ряд технологий для разработчиков, поставщиков услуг и конечных пользователей:

  • MPEG-4 позволяет различным разработчикам программного и аппаратного обеспечения создавать мультимедийные объекты, обладающие большей способностью к адаптации и гибкостью, для улучшения качества таких услуг и технологий, как цифровое телевидение, анимационная графика, Всемирная паутина и их расширения.
  • Провайдеры сетей передачи данных могут использовать MPEG-4 для прозрачности данных. С помощью стандартных процедур данные MPEG-4 могут быть интерпретированы и преобразованы в другие типы сигналов, совместимые с любой доступной сетью.
  • Формат MPEG-4 предоставляет конечным пользователям широкий спектр взаимодействия с различными анимированными объектами.
  • Стандартизированная сигнализация управления цифровыми правами, также известная в сообществе MPEG как управление и защита интеллектуальной собственности (IPMP).

Формат MPEG-4 может выполнять различные функции, среди которых могут быть следующие:

  • Мультиплексирует и синхронизирует данные, связанные с медиа-объектами, таким образом, чтобы их можно было эффективно транспортировать дальше по сетевым каналам.
  • Взаимодействие с аудиовизуальной сценой, которая формируется на стороне приемника.

Профили и уровни

MPEG-4 предоставляет большой и богатый набор инструментов для кодирования. Подмножества наборов инструментов MPEG-4 были предоставлены для использования в определенных приложениях. Эти подмножества, называемые «профилями», ограничивают размер набора инструментов, который требуется реализовать декодеру. Чтобы ограничить вычислительную сложность, для каждого профиля устанавливается один или несколько «уровней». Комбинация профиля и уровня позволяет:

  • Конструктор кодеков для реализации только необходимого подмножества стандарта, поддерживая взаимодействие с другими устройствами MPEG-4, которые реализуют ту же комбинацию.
  • Проверка соответствия устройств MPEG-4 стандарту, называемая тестированием на соответствие.

Части MPEG-4

MPEG-4 состоит из нескольких стандартов, называемых «частями», включая следующие (каждая часть охватывает определенный аспект всей спецификации):

MPEG-4 части
Часть Число Дата первого публичного выпуска (первое издание) Дата последнего публичного выпуска (последнее издание) Последняя поправка Заголовок Описание
Часть 1 ИСО / МЭК 14496-1 1999 г. 2010 г. 2014 г. Системы Описывает синхронизацию и мультиплексирование видео и аудио. Например, формат файла MPEG-4 версии 1 (устарел в версии 2, определенной в MPEG-4, часть 14). Функциональные возможности стека транспортных протоколов для передачи и / или хранения контента, соответствующего ИСО / МЭК 14496, не входят в сферу действия 14496-1, и рассматривается только интерфейс к этому уровню (DMIF). Информация о транспортировке контента MPEG-4 определяется, например, в транспортном потоке MPEG-2, профилях аудио-видео RTP и других.
Часть 2 ИСО / МЭК 14496-2 1999 г. 2004 г. 2009 г. Визуальный Формат сжатия визуальных данных (видео, неподвижные текстуры, синтетические изображения и т. Д.). Одним из многих «профилей» в Части 2 является Advanced Simple Profile (ASP).
Часть 3 ИСО / МЭК 14496-3 1999 г. 2009 г. 2017 г. Аудио Набор форматов сжатия для перцептивного кодирования аудиосигналов, включая некоторые варианты Advanced Audio Coding (AAC), а также другие форматы и инструменты кодирования аудио / речи (такие как Audio Lossless Coding (ALS), Scalable Lossless Coding (SLS), Структурированный звук, преобразование текста в речь (TTSI), HVXC, CELP и другие)
Часть 4 ИСО / МЭК 14496-4 2000 г. 2004 г. 2016 г. Тестирование на соответствие Описывает процедуры проверки соответствия другим частям стандарта.
Часть 5. ИСО / МЭК 14496-5 2000 г. 2001 г. 2017 г. Справочное программное обеспечение Предоставляет справочное программное обеспечение для демонстрации и пояснения других частей стандарта.
Часть 6 ИСО / МЭК 14496-6 1999 г. 2000 г. Платформа интеграции мультимедиа доставки (DMIF)
Часть 7 ISO / IEC TR 14496-7 2002 г. 2004 г. Оптимизированное справочное программное обеспечение для кодирования аудиовизуальных объектов Предоставляет примеры того, как сделать улучшенные реализации (например, в отношении Части 5).
Часть 8 ИСО / МЭК 14496-8 2004 г. 2004 г. Передача содержимого ISO / IEC 14496 по IP-сетям Задает метод передачи содержимого MPEG-4 в IP- сетях. Он также включает рекомендации по разработке форматов полезной нагрузки RTP, правила использования SDP для передачи информации, относящейся к ISO / IEC 14496-1, определения типов MIME, анализ безопасности RTP и многоадресной рассылки.
Часть 9 ISO / IEC TR 14496-9 2004 г. 2009 г. Описание эталонного оборудования Предоставляет проекты оборудования для демонстрации того, как реализовать другие части стандарта.
Часть 10. ИСО / МЭК 14496-10 2003 г. 2014 г. 2016 г. Расширенное кодирование видео (AVC) Формат сжатия видеосигналов, технически идентичный стандарту ITU-T H.264.
Часть 11 ИСО / МЭК 14496-11 2005 г. 2015 г. Описание сцены и движок приложения Может использоваться для многофункционального интерактивного контента с несколькими профилями, включая 2D и 3D версии. MPEG-4, часть 11, пересмотренный MPEG-4, часть 1 - ISO / IEC 14496-1: 2001 и две поправки к MPEG-4, часть 1. Он описывает описание на системном уровне механизма приложения (доставка, жизненный цикл, формат и поведение загружаемых файлов). Java- приложения с байт-кодом), а также двоичный формат сцены (BIFS) и расширяемый текстовый формат MPEG-4 (XMT)  - текстовое представление мультимедийного содержимого MPEG-4 с использованием XML и т. Д. (Он также известен как BIFS, XMT)., MPEG-J. MPEG-J был определен в MPEG-4, часть 21)
Часть 12 ИСО / МЭК 14496-12 2004 г. 2015 г. 2017 г. Базовый формат медиафайлов ISO Формат файла для хранения медиаконтента с привязкой ко времени. Это общий формат, образующий основу для ряда других более конкретных форматов файлов (например, 3GP, Motion JPEG 2000, MPEG-4, часть 14 ). Технически он идентичен ISO / IEC 15444-12 ( система кодирования изображений JPEG 2000 - Часть 12).
Часть 13. ИСО / МЭК 14496-13 2004 г. 2004 г. Расширения для управления и защиты интеллектуальной собственности (IPMP) В MPEG-4 Part 13 внесена поправка к MPEG-4 Part 1 - ISO / IEC 14496-1: 2001 / Amd 3: 2004. Он определяет общую обработку управления и защиты интеллектуальной собственности (IPMP), синтаксис и семантику для передачи инструментов IPMP в битовом потоке, передачу информации IPMP, взаимную аутентификацию для инструментов IPMP, список органов регистрации, необходимых для поддержки измененных спецификаций. (например, CISAC ) и т. д. Он был определен из-за отсутствия взаимодействия различных механизмов защиты (разных систем DRM) для защиты и распространения защищенного авторским правом цифрового контента, такого как музыка или видео.
Часть 14. ИСО / МЭК 14496-14 2003 г. 2003 г. 2010 г. Формат файла MP4 Он также известен как «формат файла MPEG-4 версии 2». Обозначенный формат файла-контейнера для содержимого MPEG-4, основанный на Части 12. Он пересматривает и полностью заменяет Раздел 13 ISO / IEC 14496-1 (MPEG-4, Часть 1: Системы), в котором формат файла MPEG-4 было указано ранее.
Часть 15. ИСО / МЭК 14496-15 2004 г. 2017 г. 2020 г. Часть 15: Перенос структурированного видео блока уровня сетевой абстракции (NAL) в базовом формате медиафайлов ISO Для хранения видео части 10. Формат файла основан на Части 12, но также допускает хранение в других форматах файлов.
Часть 16. ИСО / МЭК 14496-16 2004 г. 2011 г. 2016 г. Расширение Animation Framework (AFX) Он определяет модель расширения MPEG-4 Animation Framework (AFX) для представления содержимого 3D-графики. MPEG-4 расширен синтетическими объектами более высокого уровня для определения геометрии, текстуры, анимации и специальных алгоритмов сжатия.
Часть 17. ИСО / МЭК 14496-17 2006 г. 2006 г. Потоковый текстовый формат Формат субтитров с синхронизированным текстом
Часть 18. ИСО / МЭК 14496-18 2004 г. 2004 г. 2014 г. Сжатие шрифтов и потоковая передача Для формата открытого шрифта, определенного в части 22.
Часть 19. ИСО / МЭК 14496-19 2004 г. 2004 г. Синтезированный поток текстур Синтезированные потоки текстур используются для создания синтетических видеоклипов с очень низким битрейтом.
Часть 20. ИСО / МЭК 14496-20 2006 г. 2008 г. 2010 г. Облегченное представление сцены приложения (LASeR) и простой формат агрегирования (SAF) Требования LASeR (эффективность сжатия, код и объем памяти) выполняются на основе существующего формата масштабируемой векторной графики (SVG), определенного Консорциумом World Wide Web.
Часть 21 ИСО / МЭК 14496-21 2006 г. 2006 г. Расширения графической среды MPEG-J (GFX) Описывает облегченную программную среду для расширенных интерактивных мультимедийных приложений - структуру, сочетающую подмножество стандартной среды приложений Java MPEG (MPEG-J) с API Java. (на стадии «FCD» в июле 2005 г., FDIS в январе 2006 г., опубликован как стандарт ISO 22 ноября 2006 г.).
Часть 22. ИСО / МЭК 14496-22 2007 г. 2015 г. 2017 г. Открыть формат шрифта OFFS основан на спецификации формата шрифта OpenType версии 1.4 и технически эквивалентен этой спецификации. Достигнута стадия "CD" в июле 2005 г., опубликована в качестве стандарта ISO в 2007 г.
Часть 23 ИСО / МЭК 14496-23 2008 г. 2008 г. Символическое музыкальное представление (SMR) Достигнута стадия «FCD» в октябре 2006 г., опубликована в качестве стандарта ISO в 2008-01-28.
Часть 24. ISO / IEC TR 14496-24 2008 г. 2008 г. Аудио и взаимодействие систем Описывает желаемое совместное поведение файлового формата MPEG-4 и MPEG-4 Audio.
Часть 25. ИСО / МЭК 14496-25 2009 г. 2011 г. Модель сжатия 3D-графики Определяет модель для соединения инструментов сжатия трехмерной графики, определенных в стандартах MPEG-4, с графическими примитивами, определенными в любом другом стандарте или спецификации.
Часть 26. ИСО / МЭК 14496-26 2010 г. 2010 г. 2016 г. Аудио соответствие
Часть 27. ИСО / МЭК 14496-27 2009 г. 2009 г. 2015 г. Соответствие 3D-графике Соответствие 3D-графики суммирует требования, перекрестно связывает их с характеристиками и определяет, как можно проверить соответствие им. Даны рекомендации по построению тестов для проверки соответствия декодера.
Часть 28 ИСО / МЭК 14496-28 2012 г. 2012 г. Составное представление шрифта
Часть 29. ИСО / МЭК 14496-29 2014 г. 2015 г. Кодирование веб-видео Текст Части 29 заимствован из Части 10 - ИСО / МЭК 14496-10. Кодирование веб-видео - это технология, совместимая с ограниченным базовым профилем ISO / IEC 14496-10 (подмножество, указанное в Приложении A для ограниченного базового уровня, является нормативной спецификацией, а все остальные части являются информативными).
Часть 30. ИСО / МЭК 14496-30 2014 г. 2014 г. Синхронизированный текст и другие визуальные наложения в базовом формате медиафайлов ISO Он описывает передачу некоторых форм синхронизированного текста и потоков субтитров в файлах на основе ISO / IEC 14496-12 - W3C Timed Text Markup Language 1.0, W3C WebVTT (Web Video Text Tracks). Документация этих форм не исключает другого определения передачи синхронизированного текста или субтитров; см., например, синхронизированный текст 3GPP (3GPP TS 26.245).
Часть 31 ИСО / МЭК 14496-31 В разработке (2018-05) Кодирование видео для браузеров Кодирование видео для браузеров (VCB) - технология сжатия видео, предназначенная для использования в браузере World Wide Web.
Часть 32. ISO / IEC CD 14496-32 В разработке Программное обеспечение соответствия и справочное программное обеспечение
Часть 33. ИСО / МЭК FDIS 14496-33 В разработке Кодирование интернет-видео

Профили также определяются в отдельных «частях», поэтому реализация части обычно не является реализацией всей части.

MPEG-1, MPEG-2, MPEG-7 и MPEG-21 - это другие наборы стандартов MPEG.

Уровни MPEG-4

Низкопрофильные уровни являются частью ограничений кодирования / декодирования видео MPEG-4 и совместимы со старым стандартом ITU H.261, а также с прежними стандартами аналогового телевидения для вещания и записи (такими как видео NTSC или PAL). Профиль ASP на самом высоком уровне подходит для большинства обычных DVD-носителей и проигрывателей или для многих онлайн-видеосайтов, но не для записей Blu-ray или онлайн-контента HD-видео.

Профиль Уровень Максимум. буфер Максимум. битрейт Максимум. задерживать Максимум. Размер ВП Максимум. Размер VOP Максимум. скорость декодера Максимум. размер кадра
@ Макс. битрейт @ 30 Гц @ 25 Гц @ 24 Гц @ 15 Гц @ 12,5 Гц
SP L0 160 64 2,50 2 048 99 1,485 - QCIF (176 × 144)
L0b 320 128
L1 160 64 128 × 96 144 × 96 160 × 96
L2 640 128 5.00 4096 396 5 940 256 × 192 304 × 192, 288 × 208 304 × 208 CIF (352 × 288)
L3 384 1,66 8192 11 880 CIF (352 × 288)
L4a 1,280 4 000 0,32 16 384 1,200 36 000 VGA (640 × 480)
L5 1,792 8 000 0,22 1,620 40 500 D1 NTSC (720 × 480) D1 PAL (720 × 576)
L6 3 968 12 000 0,33 3600 108 000 720p (1280x720)
ASP L0 160 128 1,25 2 048 99 2 970 QCIF (176 × 144)
L1
L2 640 384 1,66 4096 396 5 940 256 × 192 304 × 192, 288 × 208 304 × 208 CIF (352 × 288)
L3 768 0,86 11 880 CIF (352 × 288)
L3b 1,040 1,500 0,69
L4 1,280 3 000 0,43 8192 792 23 760 352 × 576, 704 × 288
L5 1,792 8 000 0,22 16 384 1,620 48 600 720 × 576
Единицы кбит кбит / с секунды биты макроблоки макроблоков / с пиксели

Более продвинутые профили для HD-носителей были определены позже в профиле AVC, который функционально идентичен стандарту ITU H.264, но теперь также интегрирован в MPEG-4 Part 10 ( список см. В H.264 / MPEG-4 AVC. определенных уровней в этом профиле AVC).

Лицензирование

Дополнительная информация: MPEG-4 Часть 2 § Патентообладатели

MPEG-4 содержит запатентованные технологии, использование которых требует лицензирования в странах, признающих патенты на программные алгоритмы. Более двух десятков компаний заявляют, что имеют патенты на MPEG-4. MPEG LA лицензирует патенты, необходимые для MPEG-4 Part 2 Visual, от широкого круга компаний (аудио лицензируется отдельно) и перечисляет всех своих лицензиаров и лицензиатов на сайте. Новые лицензии на патенты на системы MPEG-4 находятся в стадии разработки, и новые лицензии не предлагаются, в то время как держатели ее старой лицензии на системы MPEG-4 все еще подпадают под условия этой лицензии на перечисленные патенты ( MPEG LA - Список патентов ).

Большинство патентов, используемых для формата MPEG-4 Visual, принадлежат трем японским компаниям: Mitsubishi Electric (255 патентов), Hitachi (206 патентов) и Panasonic (200 патентов).

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-12-31 10:59:20
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте