MPEG - Thành tựu và công nghệ

Có lẽ bạn đã quá quen thuộc với cụm từ “MPEG”, và bạn muốn có một cái nhìn mang tính tổnghợp về các chuẩn ứng dụng của MPEG với những thành tựu và triển vọng phát triển thì bài viếtnày có thể giúp bạn điều đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
MPEG - Thành tựu và công nghệMPEG: THÀNH TỰU VÀ KỲ VỌNG16.05.2007 16:38Th.S. Nguyễn Đức HoàngCó lẽ bạn đã quá quen thuộc với cụm từ “MPEG”, và bạn muốn có một cái nhìn mang tính tổnghợp về các chuẩn ứng dụng của MPEG với những thành tựu và triển vọng phát triển thì bài viếtnày có thể giúp bạn điều đó.Bài viết này được lược dịch từ bài viết “MPEG: achievements and future projects” của tác giảLeonardo Chiariglione. Mục tiêu của bài viết này không nhằm vào việc trình bày các chuẩnMPEG mà hướng đến việc phân tích thời cơ hình thành chuẩn, một số ưu điểm về đặc tính kỹthuật, những thành tựu đạt được cũng như dự đoán sự phát triển trong tương lai của MPEG.4 chuẩn ứng dụng quan trọng nhất của MPEG được quan tâm là:• MPEG-1 và MPEG-2 – bước chuyển đổi từ analog vào digital và các ứng dụng phát triển theođó;• MPEG-4 – quá trình phát triển và các lĩnh vực ứng dụng;• MPEG-7 – chiến lược phát triển công nghệ multimedia.1. Giới thiệu. Việc chuyển đổi công nghệ nghe nhìn từ analog đến digital là một bước ngoặc phát triển màcông đầu thuộc về một nhóm các chuẩn được xây dựng từ một phân ban của ISO. Hội nghị đầutiên về MPEG vào tháng 5/1988 chỉ có 15 người tham dự và chỉ tổ chức trong một buổi duynhất. Trong khi đó, ngày nay các hội nghị về MPEG thu hút rất nhiều người tham gia và phải tổchức trong nhiều buổi. Các chuẩn MPEG đã mở đường cho sự xuất hiện của các thiết bị như:Video CD, set top boxes,… và các dịch vụ số như: phát sóng audio số, truyền tải hình ảnh, âmthanh trên Web, … Sự thành công của MPEG dựa trên nhiều yếu tố, nhưng có lẽ yếu tố quan trọng đầu tiên là sựxuất hiện đúng thời điểm. MPEG đã xuất hiện vào thời điểm mà công nghệ vi xử lý có thể tạo racác chip xử lý có độ phức tạp đạt yêu cầu để thực hiện được các giải thuật mã hóa audio vàvideo. Hơn nữa, MPEG đã thành công nhờ thu hút được sự hợp tác của tất cả các công nghệ mớicó liên quan và sự hỗ trợ của các chuyên gia kỹ thuật trong ngành công nghiệp nghe-nhìn. Mụctiêu của MPEG là sử dụng được cho nhiều ứng dụng nghe nhìn khác nhau tùy theo hệ thốngphân phối. Một yếu tố thành công khác phải xét đến là MPEG cung cấp giải pháp chuẩn hóa làmnền tảng cho nhà sản xuất có thể tung những sản phẩm audio và video số ra thị trường.2. Đường đến MPEG. Bắt đầu từ cuối năm 1980, vấn đề mã hóa audio và video số đã có một số bước khởi động nhưsau:• CCITT giới thiệu chuẩn mã hóa video H.261 có tốc độ px64 kbit/s (p = 1 ( 30);• Trung tâm nghiên cứu David Sarnoff (David Sarnoff Research Center) giới thiệu DVI(Digital Video Interactive), hệ thống lưu trữ video, audio tương tác và dữ liệu trên CD-ROM;• Philips đưa ra thiết bị có chức năng tương tự: FMV (Full-Motion Video) cho CD-I (CompactDisc Interactive);• CMTT đang tìm cách để có thể mã hóa tín hiệu truyền hình ở tốc độ 34/45 Mbit/s cho mụctiêu phân phối.• RAI (hãng truyền hình Ý), và Telettra phát triển mã hóa số cho việc phân phối HDTV bằngvệ tinh;• Dự án châu Âu EU 147 – DAB (Digital Audio Broadcasting) được khởi động để đưa ra hệthống mới cho việc phát sóng radio âm nhạc chất lượng Compact-disc.• MPEG là từ viết tắt của Moving Picture Experts Group gồm nhóm các chuyên gia nghiên cứuđã đề ra một số vấn đề phải giải quyết đối với video, audio như sau: - Audio và video không đơn giản chỉ là hai tín hiệu, chúng xảy ra đồng thời và có mối quan hệchặt chẽ về thời gian nên phải bảo toàn được mối quan hệ này khi chuyển từ analog sang digital. - Chuẩn chung để mã hóa audio và video phải ứng dụng được trong nhiều công nghệ khácnhau, chú ý đến những vấn đề có thể nảy sinh đối với những công nghệ cũ có thể sẽ không còntồn tại lâu dài. - Để các công nghệ khác nhau có thể sử dụng được, chuẩn đạt được chỉ cần đáp ứng được yêucầu tối thiểu về giao tiếp để làm việc với nhau. - Nội dung nghe-nhìn phải được hiểu giữa các công nghệ mà không gặp rào cản nào từ vấn đềkỹ thuật.3. MPEG-1, khởi động thiết bị số. Đề án của chuẩn MPEG-1 có tên là: “Mã hóa ảnh động kết hợp audio cho việc lưu trữ số ở tốcđộ khoảng 1.5 Mbit/s”. Mục tiêu là cung cấp giải pháp cho công nghệ điện tử dân dụng (tươngtác video trên đĩa compact disc) có tham chiếu đến kỹ thuật mà CCITT đã đưa ra là H261(phương pháp nén video dùng cho video hội nghị – videoconferencing, videotelephone – truyềntrên băng thông 64 kbps), và tìm giải pháp nén âm thanh chất lượng cao cho phát sóng. Sau hơn 4 năm làm việc tập trung, chuẩn MPEG-1 được công bố gồm 5 phần: Phần 1 xác địnhcách thức mã hóa nhiều dòng audio và video cùng với nhau, Phần 2 cách thức mã hóa 1 dòngvideo, Phần 3 cách thức mã hóa 1 dòng audio, Phần 4 cách thức giải mã dòng bit được thực hiệnmã hóa từ 3 phần đầu, Phần 5 là phần mềm hoàn chỉnh viết bằng ngôn ngữ C để thực hiện mãhóa và giải mã. MPEG-1 đã tập hợp được nhiều yếu tố “đầu tiên” như sau:• Đây là chuẩn tích hợp nghe-nhìn đầu tiên.• Chuẩn đầu tiên định nghĩa cho bên thu chứ không phải cho bên phát. Quá trình hiểu nhauchuẩn hóa bên thu chứ không phải từ bên phát.• Nó là chuẩn đầu tiên có thể thực hiện mã hóa tín hiệu video mà không phụ thuộc vào địnhdạng video (NTSC/PAL/SECAM).• Đây là chuẩn đầu tiên phát triển với sự tham gia của tất cả các ngành công nghiệp trong lĩnhvực nghe-nhìn.• Đây cũng là chuẩn đầu tiên phát triển hoàn toàn trên phần mềm (sản phẩm phần mềm chochuẩn).• Đây là chuẩn đầu tiên có mức chất lượng được công nhận (cho audio). Từ thời điểm chuẩn được công nhận vào 11/1992. MPEG-1 đã đạt được chuỗi thành công:• Ứng dụng MPEG-1 lưu trữ phim trên Video CD với chất lượng VHS và âm thanh audio rõ;• MPEG-1 là định dạng video và audio chuẩn dùng trong PC. Từ Windows 95 cho đến cácphiên bản sau này đều có phần mềm giải mã MPEG-1;• Audio của MPEG-1 đã được sử dụng rông rãi trên Web, đặc biệt là phiên bản MP3 (MPEG-1Audio Layer III);• Các camera cầm tay dùng chuẩn MPEG-1 chỉ có trọng lượng vài trăm gram.4. MPEG-2, truyền hình số. MPEG-1 là chuẩn mã hóa nghe nhìn đầu tiên của nhóm M ...