Transcript 資訊組織研究 MPEG

資訊組織研究
MPEG
Moving Picture Experts Group
指導教授：張迺貞
組員：曾嬿容
劉慈心
2015/7/21
江政哲
鄭美珍(報告人)
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outline
• MPEG名稱、優勢
• MPEG家族
• MPEG-1，2，3 介紹
• MPEG-4 制定、結構、應用
• MPEG-7 概念、目的、格式、
元素、應用、挑戰
• MPEG-21 制定、REL、期盼
• References 參考文獻
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What is MPEG?
• MPEG (pronounced M-peg), which stands for
Moving Picture Experts Group, is the name of a
family of standards used for coding audio-visual
information (e.g., movies, video, music) in a
digital compressed format.
• Moving Picture Experts Group
動態影像專家團體的縮寫，創建於1988年，
早期主要是為了CD建立視訊和音訊的標準，
其中成員主要為視訊、音訊及系統領域的專家，所制定的標準統稱為
MPEG。
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The major advantage of MPEG
• MPEG files are much smaller for the same
quality. This is because MPEG uses very
sophisticated compression techniques
• 多人普遍使用，壓縮檔案比例大，兼顧畫
質與品質。
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MPEG Families
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•
MPEG-1
MPEG-2
MPEG-3
MPEG-4
CD-ROM，Video-CD，CD-I
DVB ， HDTV ， DVD
(已由MPEG-2取代)
視訊電話、視訊電子郵件、數字電視；動態圖
象；萬維網（WWW）
MPEG-7 如豐富的索引卡片，提供有用的Meta
MPEG-21 多媒體框架，使用者導向，從消費者較全面性
的需求面來著手
– MPEG-X
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ISO/IEC标准以MPEG-x的形式表示。例如，
MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。 ITU-T视频
编码标准被称作建议，以H.26X的形式表示，
例如，H.261、H.262、H.263和H.26L)。
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MPEG-1(ISO/IEC 11172 )
• 制定- 1992年
• 適用- CD-ROM，Video-CD，CD-I等
• 目的-把221Mbits/sec的NTSC影像壓縮至
1.2Mbits/sec，壓縮率約為200：1。編碼速
率最高可達4-5 Mbits /sec，但隨著速率的
提高，其解碼後的影像質量有所降低。
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MPEG-2(ISO/IEC 13818)
• 制定- 1994年
• 適用- DVB、HDTV和DVD等制定的3Mbps-
10Mbps的運動圖像及其音訊的編碼標準
• 圖像質量- CCIR6OI建議(國際無線電諮詢委
員會電視信號模數轉換標準)
• 音頻- 可提供左右中及兩個環繞聲道，以及
一個重低音聲道，和多達7個伴音聲道（即
DVD可有8種語言配音的原因）。
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MPEG-3(MPEG-1 Audio Layer 3 )
• 傳輸速率在20Mbits-40Mbits/sec間
• MPEG-2的出色性能表現，已能適用於
HDTV，使得原打算為HDTV設計的MPEG-3，
還沒出世就被拋棄了。
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MPEG-4(ISO/IEC 14496)
• 一版制定於 1998, 二版製訂於in 1999
• 三個發展領域:
– Digital television
– Interactive graphics applications (synthetic
content)
– Interactive multimedia (World Wide Web,
distribution of and access to content)
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MPEG-4 結構(1)
• 視覺場景 (visual scene)
– 可能包含一個或多個視訊物件，每個視訊物件
都可藉由時間和空間資訊加以描述，包括它們的
形狀、移動和紋理。
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MPEG-4 結構(2)
• 視覺位元串流會提供階層式的視覺場景描述，
階層架構中的各層包括：
– 視覺物件序列 (Visual Object Sequence，簡稱
VS)
– 視訊物件 (Video Object，簡稱VO)
– 視訊物件層 (Video Object Layer，簡稱VOL)
– 視訊物件平面群 (Group of Video Object Planes，
簡稱GOV)
– 視訊物件平面 (Video Object Planes，簡稱VOP)
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MPEG-4 應用
• 一種多媒體標準，專門設計來為不同應用提供相
•
•
•
互操作能力，支援視頻/音頻物件編碼、3D內容、
低位元率編碼、數位版權管理。
應用在視訊電話、視訊電子郵件、數字電視；動
態圖象；萬維網（WWW）等。
傳輸速率要較低，大約在4800-64000bits/sec之間
利用很窄的頻寬，通過frame的重建技術、資料壓
縮，以求用最少的數據獲得最佳的影像品質。
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維基百科，自由的百科全書.htm
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中學工藝教育第31卷第5期，1998年5月
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MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4
著重在影音資料的壓縮上，重點是如
何達到高壓縮率，並同時兼顧一定的
畫質和音質。
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Where are MPEG-5 , -6?
Early on in MPEG's work, the numbers 5 and 6 were not
assigned to work items, an official term for current and
future projects. After starting such a new work item, the
questions had logic of a sort: "shall the number for the
next job be 5, which follows 4, or should it be 8, attractive
in its own binary way, to follow 1,2 and 4?"
After some thought, MPEG members decided that their new
work item was so different from what had gone before that
they threw both ideas overboard and chose 7 as the lucky
number (poor 6 never had a chance). --R.K.
IEEE Spectrum February 1999 Volume 36 Number 2
http://www.m4if.org/resources/IEEESpectrum/mpegsb2.htm
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MPEG-7 (ISO/IEC 15938) 概念
• July 2001制定
•
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•
正式名稱為multimedia content description interface
可以表達如Dublin Core的架構。
使用XML當做陳述影音資料的語言，
以XML Schema當做DDL(Description Definition
Language)的基礎。
重點在影音內容的描述和定義，以有彈性、具延伸
性、多層次及明確的資料結構和語法來定義影音資
料的內容。
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MPEG-7 (ISO/IEC 15938)目的
定義訊息儲存的格式和語法，整
合在不同的裝置設備和不同的應
用上處理影音內容的存取、搜尋、
索引、過濾等。
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MPEG-7格式
• XML的文字，適合用在編輯、搜尋和過濾等。
• 二元（binary）格式，適合用在儲存、傳送和
streaming delivery等。
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MPEG-7 主要元素
• 描述工具（Description tools）：
•
– Descriptors（D）：定義影音內容特徵描述的語法和語義。
– Description Schemes（DS）：描述D和D之間、D和DS之間、
DS和DS之間的結構和語義。
– Description Definition Language（DDL）：定義描述工具的
語法（Description tools）。
系統工具（System tools）：定義二元編碼方式， 使得在貯存
和傳送之間更有效率，影音內容描述的多工與一致性，智慧財
產管理與保護等等。
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MPEG-7: DSs
• DSs是被設計來描述高階的影音內容特徵，如
regions、segments、objects、events等等，或
者是相關的metadata的資訊如創作者、使用歷
程、產品資訊等等，由於這些D和D、D和DS、
DS和DS可能有某些相關存在，於是DSs產生更
複雜的結構。聽覺（audio）或視覺（visual）
DSs單獨的描述聽覺或視覺的內容，而
Multimedia DSs描述聽覺和視覺（或者是單純的
文字）結合而成的內容。在某些DSs的內容可以
自動化的擷取，但絕大部份的DSs須要藉由人工
的方式取得。
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MPEG-7: Multimedia
Description Schemes（MDS）
• 主要是描述影音（audio-visual）內容
metadata的結構，為了讓影音內容能夠容
易搜尋、索引、過濾、使用和管理。
– Descriptors-描述低階的聽覺或視覺的特徵如顏
色、紋路，或者影音內容的屬性如位置、時間、
品質等等
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MPEG-7 MDS六種描述工具
• Basic Elements基本元素
• Content Description內容描述
• Content Management內容管理
• Content Organization內容組織
• Navigation and Access瀏覽和使用
• User Interaction使用者互動
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Overview of the MPEG-7 Multimedia DSs
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MPEG-7: DDL三個基本元件
• 1.XML Schema structural language components
• 2.XML Schema datatype language components
• 3.MPEG-7 specific extensions：
– Array and matrix datatypes: 定義陣列及矩陣的
資料形態。
– Built-in primitive time datatypes: 定義時間的
資料形態。
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MPEG-7 main elements
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Description unit
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Abstract representation of possible
applications using MPEG-7
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MPEG-7 應用流程
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MPEG-7 應用範圍
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•
影音內容創造與生產的資訊(創作者、標題)。
影音內容使用相關的資訊(著作權、使用歷程、播放清單)。
影音內容貯存特徵的資訊(貯存格式、編碼方式)。
影音內容空間、時間、空間與時間的結構資訊(Segmentation in
regions,region motion tracking)。
影音內容低階特徵資訊(顏色、紋路、形狀)。
影音內容所包含的概念性資訊(Object、Event)。
如何有效的瀏覽影音資訊(摘要、變化)。
物件收集資訊。
影音內容與使用者互動資訊(使用者喜好、使用者歷程)。
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Example of a Hierarchical Summary of a video of a
soccer game providing a multiple level key-frame
hierarchy. The Hierarchical Summary denotes the
fidelity (i.e., f0, f1) of each key-frame with respect
to the video segment referred to by the key-frames
at the next lower level.
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MPEG-7的挑戰
• 執行成本：製作和管理檔案。
• 版權考慮：MPEG-7 是關於“資料”的資料，
視聽產品內容的製作人還是會對與他們產
品有關的 MPEG-7 檔案的使用與控制權感
興趣。
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MPEG-21(ISO/IEC 21000 )
• started at the May-June 2000 meeting in Geneva
• 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(Universal
Multimedia Access )之目標，並計畫將此標準納入其Part
13: Scalable Video Coding的標準。
2005年1月的MPEG會議結束後大勢底定，未來MPEG-21
SVC的方法將以HHI的H.264-based SVC為基礎繼續發展。
提供未來多媒體完整的應用平台
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REL(Rights Expression Language)
• 是MPEG-21的一部份， 是權利表達語言標
準之一， 採用XrML共通語言所建構而成。
XrML是XML應用在Right的變型。
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The REL Data Model
MPEG-21 Overview v.5
http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg21/mpeg-21.htm
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MPEG REL憑證架構
電腦與通訊第110期，12.25.2004，42
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對 MPEG-21 的期盼
• 建立廣泛深入的“多媒體框架”
• 期盼解決以下問題：
網路傳輸
服務品質和靈活性
內容品質（描繪上的）
內容品質（藝術上的）
服務和設備的輕鬆使用（線上及離線）
實體媒介格式的互用性
付費/訂閱模式（線上及離線）
多平台解碼及著色
搜索，篩選，定位，檢索和存儲內容
消費者內容出版
消費者使用權
消費者隱私
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參考文獻
• 張宇翔(2002)。MPEG-7在數位博物館物種影像查詢上之
•
•
•
•
應用。國家圖書館典藏電子全文。
趙斌(2005)。 MPEG-7與多媒體信息描述。圖書館雜誌，
2，48-52。
黃波(2007)。音频视频世界中的MPEG家族。警察學報。
6，90-91。
Paul Fernandez, Mark Nadeski and Gene Lin(2003)。
多媒體處理器上的MPEG-4 介紹及實作。
http://www.ti.com.tw/articles/detail.asp?sno=16&catalog
=2
富博超、黃立吾、陳建中(2002)。視訊檢索應用與技術內
容。電腦與通訊。100，52-58。
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參考文獻
• 吳韻宜、 梁家愷、曹仲達、徐國書、林育仁(2004)。數位視訊內容服
務版權使用管理平台。電腦與通訊，110，40-52。
• 許麗玲(1998)。遠距教學聲音的代言人-MP3 。中學工藝教育，31(5)，
33-35。
• IT業界名詞解釋。
•
•
•
•
•
http://www.sina.com.cn
http://www.mpeg.org/
http://www.chiariglione.org/mpeg
MPEG www.hoyo.idv.tw/data/mpeg.htm
http://www.eetchina.com/ART_8800307907_675277_TA_a1ab654d.H
TM
http://www.hope.com.tw/Art/Show2.asp?O=200312051154363711
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