数字电影技术术语普及（3）

1JPEG2000

JPEG2000是新一代静止图像压缩编码国际标准，由JPEG标准发展而来。

JPEG2000标准是国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）与国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）三个国际组织合作的成果，其标准名称为《JPEG2000图像编码系统》，标准号为ISO/IEC15444，又称ITU-T T.800建议。

JPEG2000标准由12部分组成，其中第1部分（ISO/IEC15444-1）即JPEG2000核心编码系统（JPEG2000 Core Coding System）最为基础和核心，数字电影图像压缩编码即遵循JPEG2000核心编码系统。

ISO/IEC于2006年又颁布了针对数字电影（Digital Cinema）的补充条款，即JPEG2000核心编码系统补充规定：数字电影应用概要（ISO/IEC 15444-1:2004/Amd 1:2006, Profiles for Digital Cinema Applications），对数字电影应用进行了限定和约束。

JPEG2000图像编解码系统的基本流程如图4所示。

图4  JPEG2000图像编解码系统的基本流程

JPEG2000具有以下重要特点，其中部分特点非常适合于数字电影应用。

（1）JPEG2000放弃了JPEG所采用的基于离散余弦变换（DCT）的分块编码方式，而采用基于离散小波变换（DWT,Discrete Wavelet Transform）的多分辨率编码方式，如图5所示。利用小波多分辨率分解可将图像信号分解为许多具有不同空间分辨率、频率特性和方向特性的子图像信号，以适应人类视觉系统（HVS）特性及满足图像压缩编码的需要，从而从根本上消除了块效应，大大提高了图像质量，这是JPEG2000与JPEG的最大不同，这个特点非常适合电影的高画质和大画面要求，因而是数字电影图像压缩选用JPEG2000的重要原因。

图5  利用离散小波变换进行图像的多分辨率分解

（2）JPEG2000采用开放式架构，各种编码方法统一在一个框架下，便于升级和扩展，而且JPEG2000支持有损压缩和无损压缩两种方式，且压缩效率高，较JPEG平均高出10％～30％。

（3）JPEG2000具有分辨率可伸缩性，支持多种渐进传输方式，并可实现分级解码。数字电影要求2K/4K格式的数字电影发行母版（DCDM）经JPEG2000图像压缩、AES加密、MXF/XML封装打包为数字电影数据包（DCP）之后，可在2K/4K的数字放映系统（由播放服务器和数字放映机组成）中实现解码放映，而JPEG2000支持2K/4K图像分级，因而满足数字电影的应用需求。

（4）JPEG2000作为国际标准，具有极高的权威性与效力，且其第1部分（JPEG2000核心编码系统）免收专利费，因而符合数字电影技术标准应具有公开性、开放性和免授权的根本要求。

（5）JPEG2000支持感兴趣区域（ROI, Region Of Interest）编码和优先解码，支持对码流的随机访问和处理，而且具有差错控制和抗误码能力。

另外，Motion JPEG2000（运动JPEG2000）是对JPEG2000核心编码系统的扩展，以支持运动图像的压缩编码。Motion JPEG2000以帧为单位进行独立编码，而未利用帧间相关性进行运动预测，其编码效率低于MPEG，但具有码流易于编辑和可实现随机访问等优点，而且可将图像渐进重建直接应用于运动图像。

JPEG2000不仅可应用于数字电影（Digital Cinema）领域，而且可应用于互联网、数码相机、医疗影像、数字图书馆（Digital Library）等领域。

2MPEG

MPEG是运动图像专家组（Moving Picture ExpertsGroup）的简称。

MPEG即ISO/IECJTC1/SC29/WG11工作组（国际标准化组织/国际电工委员会第1联合技术委员会第29小组委员会第11工作组），成立于1988年，负责开发制定运动图像及其声音的数字压缩编码国际标准。

迄今为止，MPEG工作组已经相继制定了视音频压缩编码标准MPEG-1和MPEG-2，基于视听媒体对象的多媒体数据压缩编码标准MPEG-4，多媒体内容描述标准MPEG-7和多媒体框架标准MPEG-21。

MPEG-1（ISO/IEC 11172）即用于数字存储媒体的码率为1.5Mb/s的运动图像及其声音的编码标准，在影视、多媒体、计算机等领域得到了广泛应用。VCD、CD-ROM、CD-R就是采用MPEG-1标准进行图像编码，MP3则是采用MPEG-1标准音频编码第III层（MPEG-1 Audio Layer III）进行音频编码。

MPEG-2（ISO/IEC13818）即运动图像及其伴音信息的通用编码标准，它通过综合运用预测编码、变换编码、统计编码和运动补偿等技术来去除系统冗余信息。MPEG-2是一个非常成功的国际标准，广泛应用于数字电视、高清晰度电视（HDTV）、DVD、多媒体通信等领域。

MPEG-4（ISO/IEC14496）即视听对象编码标准，以基于内容（Content-based）的交互性作为核心思想，通过引入音视频对象（AV, Audio/Visual）来实现更多的交互功能，在实现高压缩比的同时仍能保证高质量的图像，因而非常适于交互视频的存储、点播及网络传输。MPEG-4标准的基本内容就是对AV对象进行高效编码、组织、存储与传输。MPEG-4实质上是一个广泛适用的多媒体数据压缩编解码框架，它实现了从基于像素的传统编码向基于内容的现代编码的转变。

MPEG-7（ISO/IEC 15938）即多媒体内容描述标准，它支持对多媒体资源的高效组织、管理、搜索、过滤及检索。在多媒体信息时代，MPEG-7基于内容和语义的多媒体信息检索功能将在信息社会发挥出重要作用。

MPEG-21（ISO/IEC21000）即多媒体框架标准，它通过建立统一的多媒体框架，为多媒体内容从发布到消费所涉及的所有标准提供基础体系，以支持连接全球网络的各种设备透明访问各种多媒体资源。

MPEG系列标准已成为国际上影响最大的多媒体技术标准，并且对数字电视、视听消费电子、多媒体通信等产业的发展产生了巨大而深远的影响。

转载来源于电科动态