MPEG技术与VCD2.0制作系统 曹蕴明 1997-01-01 　　视频的采集与压缩是多媒体技术中的一个关键问题，目前世界上许多专家正致力于视频压缩技术的突破。１９９２年国际ＩＳＯ组织推出以“活动图象专家组”命名的ＭＰＥＧ视频压缩标准，它的任务是解决视频图象压缩、音频压缩及多种压缩数据流的复合与同步。它很好地解决了计算机系统对庞大的视频数据的吞吐、传输和存储问题，使影像的质量和音频效果越来越令人满意。 　　ＭＰＥＧ活动图象压缩的方法为减少帧内信息冗余量，即将一帧图象中传递的象素合并和省略，利用Ｐ×６４标准达到减少一帧中所传送的信息量。另外则只选择传送少数关键帧，而利用插补和预测法将未传送的各帧依靠计算机来求得，达到减少帧间冗余的目的，经此处理后使活动图象压缩比可至２００：１。 　　ＭＰＥＧ标准包括ＭＰＥＧ－Ⅰ和ＭＰＥＧ－Ⅱ。ＭＰＥＧ－Ⅰ的图象分辨率为３５２×２８８（ＰＡＬ制），具有ＶＨＳ画面水平；ＭＰＥＧ－Ⅱ理论上可以提供７２０×５７６（ＰＡＬ制）分辨率的广播级质量图象。 　　ＭＰＥＧ视频压缩技术出现后，给计算机和家电产品带来了新的发展机遇和应用市场。ＭＰＥＧ－Ⅰ以ＶＣＤ作为产品载体一问世即在世界范围里引起哄动，迅速为众多公司采用、生产，并迅猛地向家庭领域扩张。它主要应用在以下几方面： 　　１．消费性娱乐业：制作电影、录像、卡拉ＯＫ光碟。 　　２．视频节目的归档保存：电影、电视、录像节目的资料保存。 　　３．制作教育培训、演示介绍、宣传节目和各种导游、导购、导览、百科全书，可供各个行业应用。 　　４．基于网络的视频点播服务（ＶＯＤ）。 　　５．基于ＩＮＴＥＲＮＥＴ信息高速公路的视频解决方案。 　　正是广泛的应用市场需求，ＭＰＥＧ压缩软硬件才纷纷涌现，同时又促进了ＭＰＥＧ视频压缩技术的推陈出新。这就使它的开发、生产、发展走上了一条具有强大生命力的新路。 　　因为ＭＰＥＧ视频压缩系统的技术复杂，设备昂贵，故至今为止普及程度很低。但随着技术的进步和工艺的成熟，价格下降，应用面正在拓宽，过去需要花费上百万元和几十万元才能做成的事，现在几万元即可实现。例如美国最新产品ＭＰＥＧａｔｏｒ实时影音压缩系统只要花６万元左右即可构成一个专业系统。在５８６ＰＣ机（Ｐ１３３ＣＰＵ，３２ＭＢ内存，２Ｇ硬盘）上即可运行。 　　ＭＰＥＧａｔｏｒ采用了最新的压缩芯片ＶｉｄｅｏＦＬＯＷ，可以实时进行压缩及象素运动预估计算，拥有全面实时ＭＰＥＧ捕录功能。在Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５系统下，能实时捕录ＭＰＥＧ－Ⅰ视频、音频及系统层数据，可达标准的ＳＩＦ分辨率（３５２×２８８，２５帧／秒）。视频信号可实时监视，用户可在同一个界面下实时回放压缩后的ＭＰＥＧ－Ⅰ片段。 　　ＭＰＥＧａｔｏｒ拥有Ｓ－Ｖｉｄｅｏ、Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ及立体声音频接口，可通过电视、录像机、摄像机、ＣＤ机，或将任何信号源实时捕录压缩成ＭＰＥＧ格式。 　　ＰＡＬ／ＮＴＳＣ视频信号由复合视频或Ｓ－Ｖｉｄｅｏ接口输入后，由解调器转换成４：２：０格式。随后数据通过信号压缩ＩＣＣ芯片及动态预估ＭＥＣ芯片进行复杂数据运算。音频信号由音频解调器数字化，并由ＤＳＰ实时压缩成ＭＰＥＧ－Ⅰ数据格式。音频信号在实时压缩时亦可联接到计算机声卡上或有源音箱供回放监听。 　　ＭＰＥＧａｔｏｒ提供了一个简单、强大的操作界面，能对外接信号作亮度、颜色、彩度、色泽等调校。另外，压缩数据包括分辨率、数据率、平整参数、ＩＢＰ格式序列、质量规范及各种很多不同的调校，应有尽有。软件已预定了许多流行的输出格式，例如ＶＣＤ、电子邮件用的低分辨率文件等，用户亦可自行决定其它输出格式。 　　ＭＰＥＧ压缩技术最初的运用是定位在卡拉ＯＫ上，此标准称为ＶＣＤ　１．０版。９３年制订的ＶＣＤ　１１版本使光盘的记录格式更适合于活动影片的播放，成为ＶＣＤ生产遵从的主标准。９４年根据发展需要，又联合制订ＶＣＤ　２．０版，ＶＣＤ　２．０版作了如下大量的改进： 　　１．增加了菜单功能。播放时屏幕上出现ＶＣＤ光盘所记录的节目单，便于用户指定播放顺序，节目单之下还可以有下层节目单或者片断。这种功能称为播放控制功能（ＰＢＣ），使得ＶＣＤ不仅可用于播放电影，也更适合卡拉ＯＫ，还可适合于教育、培训、图书馆、商品选购、文档存放等方面。 　　２．增加了高分辨率静止画面功能。ＶＣＤ　２．０版读取图片、动画定格时，在信号读取方法上充分利用了存储空间，使静止画面能以活动画面２倍的分辨率来播映，使ＶＣＤ适合于作为电子图书、照片集等应用。 　　３．使ＶＣＤ与ＣＤ－ＤＡ（音乐ＣＤ）兼容、即音乐ＣＤ内容也可以用ＶＣＤ来录制，沟通了这两大类ＣＤ片的相容性。 　　由上可见ＶＣＤ　２．０版使ＶＣＤ的应用范围扩大和通用了，比ＶＣＤ　１．１版先进很多，对ＶＣＤ　２．０标准的了解，对于制作ＶＣＤ　２．０及播放具有重要的指导性。 　　ＶＣＤ　２．０的制作简单地说就是将视频、音频数据按ＩＳＯ　１１１７２－Ⅰ规格压缩成ＭＰＥＧ－Ⅰ文件，并转成ＭＰＳ文件。再利用ＶＣＤ　２．０制作软件（Ｖｉｄｅｏ　Ｗｒｉｔｅ　ＶＣＤ　２．０）去编辑流程图，这个过程是把ＭＰＥＧ－Ⅰ文件变成ＶＣＤ　２．０格式的关键，在软件内我们根据故事大纲把文件排次序，依其主目录结构决定有关画面的显示时间，即把ＭＰＥＧ－Ⅰ文件按次序放在ＶＣＤ的影音轨上，制成所谓的Ｄｉｓｃ　Ｉｍｄｇｅ，然后把Ｄｉｓｃ　Ｉｍｄｇｅ写进ＣＤ－Ｒ。经检定的ＶＣＤ母片可送工厂压碟或用ＣＤ－Ｒ刻录机进行复制。 　　ＣＤ－Ｒ即可记录ＣＤ，可通过光盘刻录机一次写制几张盘片，这同磁盘录制方法相仿。ＣＤ－ＲＯＭ具有的功能ＣＤ－Ｒ都有，ＣＤ－Ｒ可通过任何ＣＤ－ＲＯＭ驱动器读取。ＣＤ－Ｒ录制设备目前仅需要１万元左右，ＣＤ－Ｒ盘片大约５０元左右。对于小规模经营来说，ＣＤ－Ｒ技术显得经济实惠，开办资金少，设备投资小，制作过程短，使得ＣＤ－Ｒ制作技术会很快普及。过一、二年后会有更廉价的ＣＤ－Ｒ录写设备、盘片推出。制作技术的普及，任何使用者都可以把各种个人的资料及影像资料录制、存储在光盘上。制作光盘的成本将是每１ＭＢ几分钱。