MPEG简介

1987年国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）创建了一个旨在制定数字音视频标准的专家工作组，这个组织就是众所周知的动态图像专家组——MPEG。

当第一次MPEG正式会议在1988年五月举行的时候，数字电视广播还只是一个愿景。音乐CD的发展证明了模拟信号数字化后依然可以产生高质量的声音，也暗示了数字化和压缩同样可用于电视，降低带宽需求以提供更多的节目、互联网服务和交互式应用程序。

尽管如此，研究出一个能成功压缩并传输数字节目的方法仍然需要额外的研究。同时，将模拟信号电视转换成数字电视需要整个广播行业接受一个全新的广播方式，包括新的技术、新的设备和新的国际化标准。MPEG系列协议满足了数字化广播标准的需求。

MPEG由一组定义视频编码、相关音频和超媒体的标准组成，这些标准包括MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，以及MPEG-7也将加入其中。虽然本指南主要针对MPEG-2，但其他这些数字广播标准也会简要提及。基本上所有的MPEG标准都是针对于压缩的，但MPEG-2还涉及到压缩后的数字内容的网络数据传输。

1.1 MPEG-1

MPEG-1是最初的音视频编解码MPEG标准，发布于1993年，定义了码率最高约为1.5Mbps的数字音视频编解码。它是一个基于帧的标准，通过CD-ROM传送单个节目，视频质量相当于VHS磁带。广泛应用于交互式CD的声音和图像的存储，例如视频游戏和电影CD，同时也用于数字电台广播。

就在开始研究MPEG-1的同时，数字电视概念的拥护者们意识到，MPEG-1的语法和结构未来将无法支持数字电视传输的复杂性和多样性。因此，1990年MPEG-2标准的研究工作开始了，这是一个能够让数字电视广播成为现实的标准。MPEG-2被设计成一种基于帧或基于场的标准，以使得数字广播程序传输多路复用节目更加高效。同时MPEG-2还前向兼容MPEG-1，意味着MPEG-2解码器能够处理MPEG-1视频流，下一章我们将详细讨论MPEG-2。

1.2 MPEG-4

MPEG-4代表着音视频编码技术的最新突破，它支持合成的和自然的对象、声音的同步编码，为服务提供者在创建游戏和其他多媒体应用提供了更多选择。同时还扩展了交互能力，允许用户控制视图和视角。

MPEG-4支持针对帧的每个部分采取不同的压缩方式，从而产生可观的处理效率，并且允许基于不规则形状对象的编码，取代了标准的矩形视频帧。因此，相较于MPEG-1或MPEG-2，MPEG-4提供了更高的压缩比，尤其适用于传输容量受限的应用场景。虽然数字广播系统仍然会继续使用MPEG-2标准，但MPEG-4会服务于多种多样的应用场景例如网络视频程序、计算机游戏和无线设备。另外，使用MPEG-4压缩的节目也能够封装进MPEG-2传输流中。

1.3 MPEG-7

MPEG-7的正式名称应该叫多媒体内容描述接口（MultimediaContent Description Interface），用于提供包括搜索、过滤、选择和处理音视频内容的标准化描述。这些统称为metadata的描述，使用户能够通过应用程序搜索和管理大量的音视频文件。应用程序则包括数字图书馆、多媒体目录服务、广播媒体选集库和多媒体编辑。

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MPEG-2是一个构建单路或多路复用的数字化传输流的标准的集合，其中多路复用能够携带多个program，其数量取决于使用的压缩level和可用的通信带宽。

接下来我们将讨论MPEG-2压缩和传输标准的基础知识，主要包括：

– 音频和视频内容的压缩

– 多路复用传输

– 多路复用的数据封装

MPEG-2标准中没有涉及到的，是对多个传输流的异步操作。由于机顶盒或者说综合接收解码器（IRD）必须能够在实时网络环境中异步地管理多个传输流，因此数字电视广播标准（DVB）和高级电视系统委员会标准（ATSC）应运而生，基于MPEG-2系统层进行了扩展，后续我们也会介绍这两个标准的细节。

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