2024年10月21日发(作者:开映雪)
MP3/MP4数码播放器的原理及其应用(一)
来源: 网络资源 发表日期:2006-05-19
一、 MP3/MP4基本原理
MP3/MP4就是采用国际标准MPEG中的第三层音频压缩模式,对声音信号进行压缩的一种格式,
中文也称 “ 电脑网络音乐 ” 。 MPEG中的第三层音频压缩模式比第一层和第二层编码要复
杂得多,但音质最高,可与CD音质相比。为了更深入地理解,先把MPEG-1音频标准的特点
作一些介绍。
1 MPEG-1音频标准的特点
MPEG-1音频压缩标准是第一个高保真音频数据压缩标准。除了AC-3之外,其他的音频压缩
算法只适用于语言(如码激励线性预测CELP)或只有中等的压缩质量(如自适应差分脉冲编码调
制ADPCM)。MPEG-1音频压缩标准虽然是MPEG-1标准的一部分,但它完全可独立应用。
为保证其普遍适用性,MPEG-1音频压缩标准提供了以下压缩模式:
( 1 )音频信号采样频率可以是32kHz,44.1kHz或48kHz;
( 2 )压缩后的比特流可按下列4种模式之一支持单声道或双声道;
· 提供给音频通道的单声道模式 (monophonic mode).
· 提供给两个独立的单音频通道的双-单声道模式 (dual-monophonic mode).
· 提供给立体声通道的立体声模式 (stereomode),通道之间有比特共享。
· 联合立体声模式 (joint-stereomode),利用立体声之间的关联或通道之间的相位差的无
关性,或者对两者同时利用。
( 3 )压缩后的比特流具有预定的几种比特率之一。此外,MPEG-1音频标准也支持用户使用
预定的比特率之外的比特率。
( 4 )MPEG-1音频标准提供三个独立的压缩层次,使用户可在复杂性和压缩质量之间权衡选
择。
· 层 1 (Layer 1)最为简单,使用的比特率384kb/s,主要用于数字小卡座
DCC(Digital Compact Cassette)。
· 层 2 (Layer 2)的复杂度属于中等,使用的比特率192kb/s左右。其应用包括:数字广播
(Digital Audio Broadcasting)的音频编码,CD-ROM上的音频信号以及交互式CD-I(CD-
zinteractive)。
· 层 3 (Layer 3)最为复杂,但音质最佳,使用的比特率为64kb/s,尤其适用于综合业务
数据网(ISDN)上的音频传输。
( 5 )编码后的比特流支持循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)。
( 6 )MPEG-1音频标准还支持在比特流中载带附加信息。
2 MPEG-1层3 (Layer 3)音频标准的基本原理
MPEG-1层3 (Layer 3)音频标准是一个普遍适用的音频压缩标准,它对音频源没有任何要求。
它利用人耳听觉系统的感知特性,压缩率的取得来自去掉人耳听不到的信息细节,虽然压缩是
有失真的,但对人耳来说这些失真是听不到的。也即对人耳而言,MPEG-1音频压缩是不失真
的。因此,MPEG-1音频标准的应用非常广泛。
3 MPEG-1层3 (Layer 3)声音的一些性能指标
从上述MPEG-1音频标准可看出:高压缩比是MP3/MP4的一个主要特性,其基本理论就是去除
节目源中人耳听觉阈以外的所有信号,并将大信号掩盖下的小信号也加以除去,因为人耳具有
掩盖效应,这种变化基本上觉察不出来,这样实际记录的信息量就比压缩前小得多,其压缩比
可在10 ∶ 1~96 ∶ 1。这样,一张只能容纳十几首歌曲的光盘,就可记录150首以上的
MP3/MP4格式歌曲。MP3/MP4的这一特性,大大节约了节目成本,肯定会受用户欢迎。
MP3/MP4的优点 ↑
MP3/MP4的突出优点是:压缩比高,音质较好,制作简单,交流方便。
压缩比高上面已述。音质是人们关心的一个焦点。虽然MP3/MP4对原始信号进行了高压缩比处
理,但因为去除的大多是一些无关紧要的信号,因此单纯从听感上说,MP3/MP4压缩几乎对音
质没有影响。事实上,制作精良的MP3/MP4音乐碟,在专门的数字随身听(比如MPMan)中播放,
完全可以达到普通CD唱机播放CD唱片的音质水平。但最吸引人的还是MP3/MP4制作和交流上
的方便。只要有一台电脑,就可将CD节目录入电脑硬盘,然后压制成MP3/MP4格式。也可直
接从Internet网上下载MP3/MP4音乐,网上有取之不尽的MP3/MP4音乐。还可把你自己制作
的MP3/MP4音乐上网交流。良好的音质和丰富的节目源将使MP3/MP4成为最佳的大众音乐媒
体。
当然,MP3/MP4的高压缩比是以牺牲细微的音质换来的,无疑会对音质产生一定的影响,对一
般人和爱好者不会在意,但MP3/MP4是否能为Hi-Fi发烧友喜爱?!只有他们自己来回答。
MP3/MP4的用途 ↑
由于MPEG-1是一个通用的标准,所以其应用非常广泛,如:
● 数字无线电广播的发射和接收
● 数字电视伴音,包括音乐、Internet电话
● 数字声音信号的制作与处理
● 数字声音信号的存储
● 凡涉及数字声音的地方都可利用MPEG-1音频标准。利用MPEG-1层3 (Layer 3)的音乐
CD光盘在国外早已上市,可存储160多首歌曲,仍能保持CD音质。
内置闪存
MP3/MP4的大部分价值都是MP3/MP4的容量大小决定的。从早期的16M、32M到现在的64M、128M、
256M、以及已经出现的512M。一般来说,128Kbps压缩率的MP3/MP4每首歌曲大约3-5M,所
以现在主流的128M内存,可以存放这样的歌曲30首左右。2003年128M容量已经成为主流标
配,到2004年底这个指标有可能达到256M。
扩充内存
相当于自己给电脑增加容量一样。不同的是这个增加的闪存根据 MP3/MP4的不同,可以有CF
卡、SM卡、MMC卡、SD卡等多种选择。CF卡是早期MP3/MP4使用的,现在因为体积和耗电的
原因,已经很少用到了;SM卡应该算是目前MP3/MP4上用得最多的扩充卡了;MMC卡属第二代
的扩展卡了,用得也比较多;SD卡是在MMC卡基础上发展出来的,所以它也向下兼容--就
是说如果你的MP3/MP4支持SD卡,那么它一般也可以支持MMC卡,但反过来MMC卡插槽的
MP3/MP4就不支持SD卡。除了上面列举的几种卡外,SONY采用的是专用的记忆棒
(Memeory Stick),一般只用在SONY的机型上,很少看到其他产品使用。
采样率
大部分的 MP3/MP4都支持44.1kHz,有很少部分MP3/MP4随身听支持48kHz的MP3/MP4文件。
比特率
也称码率, MP3/MP4文件可以使用的一般是8~320kbps,但不同MP3/MP4机在这方面支持的
范围不一样,大部分的是32-256Kbps,这个指数当然是越广越好了,不过320Kbps是最高等
级了。
MP3/MP4解码芯片对比
1.炬力ATJ2075,国产MP3/MP4解码芯片的领航者,也是中国本土在MP3/MP4领域IC生产商最
大最成熟的公司,与摄像头主控IC占有70%的中国中星微一样在IC业界熠熠闪光,因为服务非
常好,价格便宜,贴近用户,音质也随着AT2085,AT2087等新IC的出现大为提高,稳定性也很
高,因此目前的市场份额越来越大。
2.飞利浦的SAA7750,价格较贵,光电子成本都需要RMB260左右,音质相对其他方案更的突
出,主要在进口MP3/MP4才用到,同时芯片是BGA封装,国内生产技术有限。
3.韩国的TELECHIPS的TCC730,价格比SAA7750便宜一点,需要外接ROM,外围元件多点,因
此太小的MP3/MP4还做不了,音质还算可以。
4.韩国ECT公司的SKYLARK芯片,目前国产的纽扣机都用到,只是目前还不支持WMA,价格与
STMP3/MP4410差不多,功能较全。
5.美国SIGMATEL的STMP3/MP4410,由于很多开发公司都从事这块芯片开发,因此目前能做的
功能越来越多,包括电子图片,歌词同步,TXT阅读,闹钟等,也是国产机比较多人采用的。
6.凌阳方案,价格比STMP3/MP4410要便宜点,音质一般,国产MP3/MP4很多用到。
7.珠海科广,用的工厂较少,市面上仿JNC的圆筒机就是用到这个方案,价格和炬力差不多,
还未完全完善。
8.华矽,市面上最低端的方案,价格便宜,功能简单,音质不好。
9.台湾ACCFAST,用的人较少.
10.早期的cirrus,cs72xx cs73xx是MP3/MP4方案中的最主要方案。
MP4背景知识
一 . MPEG及各阶段格式介绍
MPEG的全称是“Motion Picture Expert Group”(移动影像专家组),组建于1988年,目
的是为传送音频和视频制定标准。
MPEG-1: 广泛的应用在 VCD 的制作和一些视频片段下载的网络应用上面,可以
说 99% 的 VCD 都是用 MPEG1 格式压缩的。
我们目前习惯的MP3/MP4,并不是MPEG-3,而是MPEG 1 layer 3,属于MPEG 1中的音频部分。
MPEG 1的像质等同于VHS,存储媒体为CD-ROM,图像尺寸320×240,音质等同于CD,比特率
为1.5Mbps。
该标准分三个部分:
1.系统:控制将视频、音频比特流合为统一的比特流。
2.视频:基于H.261和JPEG。
3.音频:基于MUSICAM技术。
MPEG-2: 应用在 DVD 的制作(压缩)方面,同时在一些 HDTV(高清晰电视广播)和一些高
要求视频编辑、处理上面也有相当的应用面。
目标:
--------------------------------------------------------
Level size Pixels/sec bit-rat Application
--------------------------------------------------------
Low 352 x 240 3 M 4 consumer tape equiv.
Main 720 x 480 10 M 15 studio TV
High 1440 1440 x 1152 47 M 60 consumer HDTV
High 1920 x 1080 63 M 80 film production
---------------------------------------------------------
·与MPEG-1的区别:
1.除了对帧(frame)进行搜索,还对场(field)进行搜索。
色度格式还可为4:2:2、4:4:4。
3.帧尺寸最大可为16383×16383
4.可分级(Scalable):时域(Temporal)等等„„
5.非线性MB量化因子。
6.A bunch of minor fixes
MPEG-3: 原本针对于HDTV(1920×1080),后来被MPEG-2代替。
MPEG-4: 针对多媒体应用的图像编码标准。
是一种新的压缩算法,使用这种算法的 ASF 格式可以把一部 120 分钟长的电影(未视频文件)
压缩到 300M 左右的视频流,可供在网上观看。其它的 DIVX 格式也可以压缩到 600M 左右,
但其图象质量比 ASF 要好很多。
MPEG-7: 基于内容表示的标准,应用于多媒体信息的搜索,过滤,组织和处理。
在以上背景知识基础上,抛开这些专用术语,对我们用户来说,一个最直观的描述:MPEG4的
影像压缩,可以提供给我们接近DVD的质量,文件又更小的选择!
我想,这也是MPEG4逐渐发展的动力——图象更清晰、文件更小。如同在音频压缩编码格式上
发生的格式一样(追求的都是更接近无损音质、体积相对更小)。
小结:MPEG-1代表了我们熟悉的VCD,MPEG-2代表了我们熟悉的DVD,MPEG-4则在比DVD文
件体积更小的情况下,提供接近DVD品质的目标。
二. MPEG-4 不同压缩编码格式介绍
运动图像专家组,英文简称MPEG(Moving Picture Experts Group)隶属于ISO/IEC的一个
专家工作组,主要负责为数字音视频编码算法开发和制定标准。该组织始建于1988年,并于
1992年制定出MPEG0-1标准,它是将视频数据压缩成1-2Mb/s的标准数据流,工业产品VCD
机和MP3/MP4播放器都是以该标准为基础洐生出来的。随后的1994年,制定出MPEG-2标准,
它是为了获得更高的分辨率(720*486),提供广播级视频和CD品质的音频而产生的高质量音
视频编码标准,传输速率在3-10Mbit/s之间,它也是数字电视、DVB和DVD所遵循的压缩标
准。
随着研究工作的深入发展,ISO又公布了“超低比特率活动图像和语音压缩标准”,排序MPEG
-4,1998年10月批准第一版,1994年4月又公布了第二版及其校验模型(VM),MPEG-4正
式编号是ISO/IEC国际标准14496,它是一种新型的多媒体标准,它与前标准一个重要区别就
在于它是一个基于对象的视编码压缩标准,它所定义的码率控制的目标就是获得在给定码率下
的最优质量,它为互联网上传输高质量的多媒体视频提供了很好的技术平台。
1998年微软开发了第一个在PC上使用的MPEG-4编码器,它包括MS MPEG4V1、MS MPEG4V2、
MS MPEG4V3的系列编码内码,其中V1和V2用来制作AVI文件,一直到现在它都是作为Windows
的默认组件,不过V1和V2的编码质量不是很好,一直到MS MPEG4V3才开始有好转,画质有
了显著的进步,但是不知微软出何居心,却将这个MS MPEGV3的视频编码内核封闭,仅仅使
其应用于Windows Media流媒体技术上,也就是我们熟悉的ASF流媒体文件中,ASF文件虽然
有一些优势,但是由于过分的封闭不能被编辑,末得到广泛的应用,这便惹怒了那些个不怕天
不怕地的视频黑客和致力于钻研视频编码的高手,后来,这些小组不仅破解了微软的视频编码,
而且经过他们的修改,一种新的视频编码诞生了:那就是广为流传的MPEG编码器-DivX3.11。
DivX采用了MS的MPEGV3,改良后并加入自己功能称之为DivX3.11,也是目前互联网上普通
采用的MPEG-4编码器之一。很快,DivX被传得红得发紫,几乎成了业界的标准,但是总是
同样很快的出现了,DivX的基础技术是非法盗用微软的,微软声称将对所有推动DivX发展的
人、企业进行追究,可是DivX技术的创造者之一罗达(Rota)正全面申请将DivX合法化,这
是基于DivX虽然是从Window的发明出来的,但却没有用过任何微软的技术,更组建新公司
DivXNetworks全力推广DivX,看来DivX(俗称压缩电影)蓬勃发展的大潮是势不可挡了。
然而——看来任何吸引眼球的故事在关键时刻都会发生转折,DivX的发展竟也不能脱离这一
俗套,就在DivX顺利发展时期,DivX的技术逐渐成熟,商机无限的时候,一台好戏上演了,
DivXNetworks成立初衷就是摆脱微软的技术封闭,因而发起一个完全开放源码的项目,名为
“Projet Mayo”,目标是开发一套全新的、开放源码的MPEG4编码软件,由于它完全符合ISO
MPEG标准,又是完全开放源代码,OpenDivXCODEC吸引了很多软件,视频高手参与,很快便开
发出具有更高性能的编码器Encore2等等,就在DivX最辉煌的时期,DXN公司突然封闭了DivX
的源代码,并在Encore2的基础上发布了自有产品DivX4,原来DXN早就给自己留了后门,DivX
采取的是LGPL协议,而不是GPL协议,虽说它们都是公共许可证协议,保障自由使用和修改
软件或源码的权利,但LGPL允许私有,DXN就是利用这一协议初其不备的摆了所有人一刀。
接着——就象好莱坞复仇电影那样,所有被DXN公司狠狠涮了一回的软件、视频团体另起门户,
逐渐重新聚拢开发力量,高举复仇大旗,在OpenDivX版本基础上,再次开发出一种新的MPEG
-4编码--XviD,名字的顺序和DviX刚好相反,仅仅从名字就可以看出Xvid充满了复仇的力
量。
从技术上来说,Xvid已经基本上与DXN公司的最新版本DivX5接近,或者还有所超越,它可
以在保持DivX5画质基础上,大大提高压缩时间,被认为是目前最快的MPEG4编码。除此之外,
Xvid还吸收了前车之鉴,依照GPL发布,也就是说,谁要是想做成产品而不开放源码是非法
的。
跌宕起伏的故事讲完了,从技术和应用上来说,MPEG是非常好的压缩技术,甚至有人说它是
21世纪数字视频压缩的标准,由于从MPEG-4洐生出来的格式很多,并且各大电影厂商也对
MPEG-4技术存有戒心,虽然在互联网上可以找到基于MPEG-4标准的高质量的电影节目,但
实际支持MPEG-4技术的硬件产品不是很多,Sigma公司的MPEG4解码卡NS4000支持ISO
MPEG4和DivX,但却不兼容微软公司的WMV,直到Snazzi推出Snazzi*DV AVIO,全面兼容MPEG-4
的WMV、DivX和Xvid格式,是一款性价比极高的MPEG-4实时编解码卡。今天,我们终于有幸
用硬件实时制作高画质的MPEG-4格式的电影了,随着科技的飞速发展,相信今后会有更多
MPEG-4硬件产品可供我们选用。MPEG-4的春天就要来了
2024年10月21日发(作者:开映雪)
MP3/MP4数码播放器的原理及其应用(一)
来源: 网络资源 发表日期:2006-05-19
一、 MP3/MP4基本原理
MP3/MP4就是采用国际标准MPEG中的第三层音频压缩模式,对声音信号进行压缩的一种格式,
中文也称 “ 电脑网络音乐 ” 。 MPEG中的第三层音频压缩模式比第一层和第二层编码要复
杂得多,但音质最高,可与CD音质相比。为了更深入地理解,先把MPEG-1音频标准的特点
作一些介绍。
1 MPEG-1音频标准的特点
MPEG-1音频压缩标准是第一个高保真音频数据压缩标准。除了AC-3之外,其他的音频压缩
算法只适用于语言(如码激励线性预测CELP)或只有中等的压缩质量(如自适应差分脉冲编码调
制ADPCM)。MPEG-1音频压缩标准虽然是MPEG-1标准的一部分,但它完全可独立应用。
为保证其普遍适用性,MPEG-1音频压缩标准提供了以下压缩模式:
( 1 )音频信号采样频率可以是32kHz,44.1kHz或48kHz;
( 2 )压缩后的比特流可按下列4种模式之一支持单声道或双声道;
· 提供给音频通道的单声道模式 (monophonic mode).
· 提供给两个独立的单音频通道的双-单声道模式 (dual-monophonic mode).
· 提供给立体声通道的立体声模式 (stereomode),通道之间有比特共享。
· 联合立体声模式 (joint-stereomode),利用立体声之间的关联或通道之间的相位差的无
关性,或者对两者同时利用。
( 3 )压缩后的比特流具有预定的几种比特率之一。此外,MPEG-1音频标准也支持用户使用
预定的比特率之外的比特率。
( 4 )MPEG-1音频标准提供三个独立的压缩层次,使用户可在复杂性和压缩质量之间权衡选
择。
· 层 1 (Layer 1)最为简单,使用的比特率384kb/s,主要用于数字小卡座
DCC(Digital Compact Cassette)。
· 层 2 (Layer 2)的复杂度属于中等,使用的比特率192kb/s左右。其应用包括:数字广播
(Digital Audio Broadcasting)的音频编码,CD-ROM上的音频信号以及交互式CD-I(CD-
zinteractive)。
· 层 3 (Layer 3)最为复杂,但音质最佳,使用的比特率为64kb/s,尤其适用于综合业务
数据网(ISDN)上的音频传输。
( 5 )编码后的比特流支持循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)。
( 6 )MPEG-1音频标准还支持在比特流中载带附加信息。
2 MPEG-1层3 (Layer 3)音频标准的基本原理
MPEG-1层3 (Layer 3)音频标准是一个普遍适用的音频压缩标准,它对音频源没有任何要求。
它利用人耳听觉系统的感知特性,压缩率的取得来自去掉人耳听不到的信息细节,虽然压缩是
有失真的,但对人耳来说这些失真是听不到的。也即对人耳而言,MPEG-1音频压缩是不失真
的。因此,MPEG-1音频标准的应用非常广泛。
3 MPEG-1层3 (Layer 3)声音的一些性能指标
从上述MPEG-1音频标准可看出:高压缩比是MP3/MP4的一个主要特性,其基本理论就是去除
节目源中人耳听觉阈以外的所有信号,并将大信号掩盖下的小信号也加以除去,因为人耳具有
掩盖效应,这种变化基本上觉察不出来,这样实际记录的信息量就比压缩前小得多,其压缩比
可在10 ∶ 1~96 ∶ 1。这样,一张只能容纳十几首歌曲的光盘,就可记录150首以上的
MP3/MP4格式歌曲。MP3/MP4的这一特性,大大节约了节目成本,肯定会受用户欢迎。
MP3/MP4的优点 ↑
MP3/MP4的突出优点是:压缩比高,音质较好,制作简单,交流方便。
压缩比高上面已述。音质是人们关心的一个焦点。虽然MP3/MP4对原始信号进行了高压缩比处
理,但因为去除的大多是一些无关紧要的信号,因此单纯从听感上说,MP3/MP4压缩几乎对音
质没有影响。事实上,制作精良的MP3/MP4音乐碟,在专门的数字随身听(比如MPMan)中播放,
完全可以达到普通CD唱机播放CD唱片的音质水平。但最吸引人的还是MP3/MP4制作和交流上
的方便。只要有一台电脑,就可将CD节目录入电脑硬盘,然后压制成MP3/MP4格式。也可直
接从Internet网上下载MP3/MP4音乐,网上有取之不尽的MP3/MP4音乐。还可把你自己制作
的MP3/MP4音乐上网交流。良好的音质和丰富的节目源将使MP3/MP4成为最佳的大众音乐媒
体。
当然,MP3/MP4的高压缩比是以牺牲细微的音质换来的,无疑会对音质产生一定的影响,对一
般人和爱好者不会在意,但MP3/MP4是否能为Hi-Fi发烧友喜爱?!只有他们自己来回答。
MP3/MP4的用途 ↑
由于MPEG-1是一个通用的标准,所以其应用非常广泛,如:
● 数字无线电广播的发射和接收
● 数字电视伴音,包括音乐、Internet电话
● 数字声音信号的制作与处理
● 数字声音信号的存储
● 凡涉及数字声音的地方都可利用MPEG-1音频标准。利用MPEG-1层3 (Layer 3)的音乐
CD光盘在国外早已上市,可存储160多首歌曲,仍能保持CD音质。
内置闪存
MP3/MP4的大部分价值都是MP3/MP4的容量大小决定的。从早期的16M、32M到现在的64M、128M、
256M、以及已经出现的512M。一般来说,128Kbps压缩率的MP3/MP4每首歌曲大约3-5M,所
以现在主流的128M内存,可以存放这样的歌曲30首左右。2003年128M容量已经成为主流标
配,到2004年底这个指标有可能达到256M。
扩充内存
相当于自己给电脑增加容量一样。不同的是这个增加的闪存根据 MP3/MP4的不同,可以有CF
卡、SM卡、MMC卡、SD卡等多种选择。CF卡是早期MP3/MP4使用的,现在因为体积和耗电的
原因,已经很少用到了;SM卡应该算是目前MP3/MP4上用得最多的扩充卡了;MMC卡属第二代
的扩展卡了,用得也比较多;SD卡是在MMC卡基础上发展出来的,所以它也向下兼容--就
是说如果你的MP3/MP4支持SD卡,那么它一般也可以支持MMC卡,但反过来MMC卡插槽的
MP3/MP4就不支持SD卡。除了上面列举的几种卡外,SONY采用的是专用的记忆棒
(Memeory Stick),一般只用在SONY的机型上,很少看到其他产品使用。
采样率
大部分的 MP3/MP4都支持44.1kHz,有很少部分MP3/MP4随身听支持48kHz的MP3/MP4文件。
比特率
也称码率, MP3/MP4文件可以使用的一般是8~320kbps,但不同MP3/MP4机在这方面支持的
范围不一样,大部分的是32-256Kbps,这个指数当然是越广越好了,不过320Kbps是最高等
级了。
MP3/MP4解码芯片对比
1.炬力ATJ2075,国产MP3/MP4解码芯片的领航者,也是中国本土在MP3/MP4领域IC生产商最
大最成熟的公司,与摄像头主控IC占有70%的中国中星微一样在IC业界熠熠闪光,因为服务非
常好,价格便宜,贴近用户,音质也随着AT2085,AT2087等新IC的出现大为提高,稳定性也很
高,因此目前的市场份额越来越大。
2.飞利浦的SAA7750,价格较贵,光电子成本都需要RMB260左右,音质相对其他方案更的突
出,主要在进口MP3/MP4才用到,同时芯片是BGA封装,国内生产技术有限。
3.韩国的TELECHIPS的TCC730,价格比SAA7750便宜一点,需要外接ROM,外围元件多点,因
此太小的MP3/MP4还做不了,音质还算可以。
4.韩国ECT公司的SKYLARK芯片,目前国产的纽扣机都用到,只是目前还不支持WMA,价格与
STMP3/MP4410差不多,功能较全。
5.美国SIGMATEL的STMP3/MP4410,由于很多开发公司都从事这块芯片开发,因此目前能做的
功能越来越多,包括电子图片,歌词同步,TXT阅读,闹钟等,也是国产机比较多人采用的。
6.凌阳方案,价格比STMP3/MP4410要便宜点,音质一般,国产MP3/MP4很多用到。
7.珠海科广,用的工厂较少,市面上仿JNC的圆筒机就是用到这个方案,价格和炬力差不多,
还未完全完善。
8.华矽,市面上最低端的方案,价格便宜,功能简单,音质不好。
9.台湾ACCFAST,用的人较少.
10.早期的cirrus,cs72xx cs73xx是MP3/MP4方案中的最主要方案。
MP4背景知识
一 . MPEG及各阶段格式介绍
MPEG的全称是“Motion Picture Expert Group”(移动影像专家组),组建于1988年,目
的是为传送音频和视频制定标准。
MPEG-1: 广泛的应用在 VCD 的制作和一些视频片段下载的网络应用上面,可以
说 99% 的 VCD 都是用 MPEG1 格式压缩的。
我们目前习惯的MP3/MP4,并不是MPEG-3,而是MPEG 1 layer 3,属于MPEG 1中的音频部分。
MPEG 1的像质等同于VHS,存储媒体为CD-ROM,图像尺寸320×240,音质等同于CD,比特率
为1.5Mbps。
该标准分三个部分:
1.系统:控制将视频、音频比特流合为统一的比特流。
2.视频:基于H.261和JPEG。
3.音频:基于MUSICAM技术。
MPEG-2: 应用在 DVD 的制作(压缩)方面,同时在一些 HDTV(高清晰电视广播)和一些高
要求视频编辑、处理上面也有相当的应用面。
目标:
--------------------------------------------------------
Level size Pixels/sec bit-rat Application
--------------------------------------------------------
Low 352 x 240 3 M 4 consumer tape equiv.
Main 720 x 480 10 M 15 studio TV
High 1440 1440 x 1152 47 M 60 consumer HDTV
High 1920 x 1080 63 M 80 film production
---------------------------------------------------------
·与MPEG-1的区别:
1.除了对帧(frame)进行搜索,还对场(field)进行搜索。
色度格式还可为4:2:2、4:4:4。
3.帧尺寸最大可为16383×16383
4.可分级(Scalable):时域(Temporal)等等„„
5.非线性MB量化因子。
6.A bunch of minor fixes
MPEG-3: 原本针对于HDTV(1920×1080),后来被MPEG-2代替。
MPEG-4: 针对多媒体应用的图像编码标准。
是一种新的压缩算法,使用这种算法的 ASF 格式可以把一部 120 分钟长的电影(未视频文件)
压缩到 300M 左右的视频流,可供在网上观看。其它的 DIVX 格式也可以压缩到 600M 左右,
但其图象质量比 ASF 要好很多。
MPEG-7: 基于内容表示的标准,应用于多媒体信息的搜索,过滤,组织和处理。
在以上背景知识基础上,抛开这些专用术语,对我们用户来说,一个最直观的描述:MPEG4的
影像压缩,可以提供给我们接近DVD的质量,文件又更小的选择!
我想,这也是MPEG4逐渐发展的动力——图象更清晰、文件更小。如同在音频压缩编码格式上
发生的格式一样(追求的都是更接近无损音质、体积相对更小)。
小结:MPEG-1代表了我们熟悉的VCD,MPEG-2代表了我们熟悉的DVD,MPEG-4则在比DVD文
件体积更小的情况下,提供接近DVD品质的目标。
二. MPEG-4 不同压缩编码格式介绍
运动图像专家组,英文简称MPEG(Moving Picture Experts Group)隶属于ISO/IEC的一个
专家工作组,主要负责为数字音视频编码算法开发和制定标准。该组织始建于1988年,并于
1992年制定出MPEG0-1标准,它是将视频数据压缩成1-2Mb/s的标准数据流,工业产品VCD
机和MP3/MP4播放器都是以该标准为基础洐生出来的。随后的1994年,制定出MPEG-2标准,
它是为了获得更高的分辨率(720*486),提供广播级视频和CD品质的音频而产生的高质量音
视频编码标准,传输速率在3-10Mbit/s之间,它也是数字电视、DVB和DVD所遵循的压缩标
准。
随着研究工作的深入发展,ISO又公布了“超低比特率活动图像和语音压缩标准”,排序MPEG
-4,1998年10月批准第一版,1994年4月又公布了第二版及其校验模型(VM),MPEG-4正
式编号是ISO/IEC国际标准14496,它是一种新型的多媒体标准,它与前标准一个重要区别就
在于它是一个基于对象的视编码压缩标准,它所定义的码率控制的目标就是获得在给定码率下
的最优质量,它为互联网上传输高质量的多媒体视频提供了很好的技术平台。
1998年微软开发了第一个在PC上使用的MPEG-4编码器,它包括MS MPEG4V1、MS MPEG4V2、
MS MPEG4V3的系列编码内码,其中V1和V2用来制作AVI文件,一直到现在它都是作为Windows
的默认组件,不过V1和V2的编码质量不是很好,一直到MS MPEG4V3才开始有好转,画质有
了显著的进步,但是不知微软出何居心,却将这个MS MPEGV3的视频编码内核封闭,仅仅使
其应用于Windows Media流媒体技术上,也就是我们熟悉的ASF流媒体文件中,ASF文件虽然
有一些优势,但是由于过分的封闭不能被编辑,末得到广泛的应用,这便惹怒了那些个不怕天
不怕地的视频黑客和致力于钻研视频编码的高手,后来,这些小组不仅破解了微软的视频编码,
而且经过他们的修改,一种新的视频编码诞生了:那就是广为流传的MPEG编码器-DivX3.11。
DivX采用了MS的MPEGV3,改良后并加入自己功能称之为DivX3.11,也是目前互联网上普通
采用的MPEG-4编码器之一。很快,DivX被传得红得发紫,几乎成了业界的标准,但是总是
同样很快的出现了,DivX的基础技术是非法盗用微软的,微软声称将对所有推动DivX发展的
人、企业进行追究,可是DivX技术的创造者之一罗达(Rota)正全面申请将DivX合法化,这
是基于DivX虽然是从Window的发明出来的,但却没有用过任何微软的技术,更组建新公司
DivXNetworks全力推广DivX,看来DivX(俗称压缩电影)蓬勃发展的大潮是势不可挡了。
然而——看来任何吸引眼球的故事在关键时刻都会发生转折,DivX的发展竟也不能脱离这一
俗套,就在DivX顺利发展时期,DivX的技术逐渐成熟,商机无限的时候,一台好戏上演了,
DivXNetworks成立初衷就是摆脱微软的技术封闭,因而发起一个完全开放源码的项目,名为
“Projet Mayo”,目标是开发一套全新的、开放源码的MPEG4编码软件,由于它完全符合ISO
MPEG标准,又是完全开放源代码,OpenDivXCODEC吸引了很多软件,视频高手参与,很快便开
发出具有更高性能的编码器Encore2等等,就在DivX最辉煌的时期,DXN公司突然封闭了DivX
的源代码,并在Encore2的基础上发布了自有产品DivX4,原来DXN早就给自己留了后门,DivX
采取的是LGPL协议,而不是GPL协议,虽说它们都是公共许可证协议,保障自由使用和修改
软件或源码的权利,但LGPL允许私有,DXN就是利用这一协议初其不备的摆了所有人一刀。
接着——就象好莱坞复仇电影那样,所有被DXN公司狠狠涮了一回的软件、视频团体另起门户,
逐渐重新聚拢开发力量,高举复仇大旗,在OpenDivX版本基础上,再次开发出一种新的MPEG
-4编码--XviD,名字的顺序和DviX刚好相反,仅仅从名字就可以看出Xvid充满了复仇的力
量。
从技术上来说,Xvid已经基本上与DXN公司的最新版本DivX5接近,或者还有所超越,它可
以在保持DivX5画质基础上,大大提高压缩时间,被认为是目前最快的MPEG4编码。除此之外,
Xvid还吸收了前车之鉴,依照GPL发布,也就是说,谁要是想做成产品而不开放源码是非法
的。
跌宕起伏的故事讲完了,从技术和应用上来说,MPEG是非常好的压缩技术,甚至有人说它是
21世纪数字视频压缩的标准,由于从MPEG-4洐生出来的格式很多,并且各大电影厂商也对
MPEG-4技术存有戒心,虽然在互联网上可以找到基于MPEG-4标准的高质量的电影节目,但
实际支持MPEG-4技术的硬件产品不是很多,Sigma公司的MPEG4解码卡NS4000支持ISO
MPEG4和DivX,但却不兼容微软公司的WMV,直到Snazzi推出Snazzi*DV AVIO,全面兼容MPEG-4
的WMV、DivX和Xvid格式,是一款性价比极高的MPEG-4实时编解码卡。今天,我们终于有幸
用硬件实时制作高画质的MPEG-4格式的电影了,随着科技的飞速发展,相信今后会有更多
MPEG-4硬件产品可供我们选用。MPEG-4的春天就要来了