數字電視與數字電視編碼技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)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(lái)說(shuō)已經(jīng)是相當完備的系統標準，但對于通信和計算機應用仍是不足。于是MPEG-4的系統層在原有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的系統應用極其廣泛。在信源方面，不是簡(jiǎn)單地對連續的圖像和聲音進(jìn)行壓縮，而是對圖像和聲音進(jìn)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(jìn)行壓縮，甚至采用參數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(dòng)畫(huà)的綜合，文字到聲音的語(yǔ)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整等復雜場(chǎng)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(lèi)和級也有很大的變化，對視像內容來(lái)說(shuō)，分為自然視頻內容，自然和合成混合圖像內容兩部分。自然視頻內容的類(lèi)又分為五類(lèi)：簡(jiǎn)單視像類(lèi)，用于移動(dòng)通信;簡(jiǎn)單可分級視像類(lèi)，用于有質(zhì)量分級的互聯(lián)網(wǎng)的軟件解碼;核心視像類(lèi)，對簡(jiǎn)單視像類(lèi)補充任意形狀和隨時(shí)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(lèi)，對核心視像類(lèi)補充隔行、半透明和子圖畫(huà)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(lèi)，對核心視像類(lèi)對象的樣本量化深度進(jìn)行調節，可有4到12比特量化的核心視像類(lèi)，用于監視等應用。對于合成的自然圖像混合視像內容又有四類(lèi)：簡(jiǎn)單面部動(dòng)畫(huà)視像類(lèi)、可分級紋理視像類(lèi)、基本動(dòng)畫(huà)2D紋理視像類(lèi)和混合視像類(lèi)。圖形類(lèi)共有兩類(lèi)：2D圖形類(lèi)和完全的圖形類(lèi)。場(chǎng)景描述類(lèi)共有五類(lèi)：簡(jiǎn)單場(chǎng)景類(lèi)、2D場(chǎng)景類(lèi)、虛擬現實(shí)模塊語(yǔ)言(VRML)場(chǎng)景類(lèi)、音頻場(chǎng)景類(lèi)和完全場(chǎng)景類(lèi)。音頻的類(lèi)型有：話(huà)音類(lèi)、低碼率合成音頻類(lèi)、可分級音頻類(lèi)和主音頻類(lèi)。級是對比特率、取樣率、圖像分辨率及復雜性進(jìn)行分級。不可能有沒(méi)有級的類(lèi)，但有的類(lèi)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(jìn)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(shí)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(gè)信源編碼標準，而是有關(guān)內容和對象的描述標準，以便對內容進(jìn)行更好的管理和再利用，這就要求對內容做出準確的描述，這就是元數據(Meta Data)。所謂元數據就是描述數據特性的數據，因為在傳輸系統和處理系統看來(lái)，無(wú)論是視頻、音頻和數據都是數據，必須加以描述。如SMPTE/EBU比特流節目素材交換協(xié)調標準是用來(lái)描述音視頻素材的，用于節目交換的內容描述標準。MPEG-4中用于對象內容識別的描述(OCI：Object Content Identifiers)，用于音視頻數據庫用來(lái)描述各素材的數據等應用。MPEG-7用來(lái)描述內容的標準，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(yǔ)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目制作管理和節目資源的管理，數據庫中相關(guān)素材直到相關(guān)音視頻對象的檢索，業(yè)務(wù)端到終端交互業(yè)務(wù)，版權識別，自生成數據庫等方面。元數據的制作和應用將推進(jìn)節目制作工具的建設。離內容稍微遠一點(diǎn)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(gè)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(guò)傳送協(xié)議、虛擬機、瀏覽器等應用軟件進(jìn)行控制，而應用軟件則實(shí)現人機對話(huà)。機頂盒功能的實(shí)現及其應用范圍都直接與API有關(guān)，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(zhuān)家組)，它是一種解釋語(yǔ)言，提供能用于機頂盒的對象的類(lèi)，使其可以顯示經(jīng)常使用的形狀和文字，提供交互或定時(shí)，或由一個(gè)場(chǎng)景連接到另一場(chǎng)景，或有一個(gè)場(chǎng)景的某一部分來(lái)啟動(dòng)某個(gè)應用等。

了解和掌握數字電視的編碼技術(shù)，是每一個(gè)電視工作人員必須熟悉的知識，特別是工程技術(shù)人員更應該掌握電視技術(shù)的發(fā)展，用于更新觀(guān)念、熟悉設備、指導日常工作。