影像壓縮標準

JPEG靜態影像壓縮標準

JPEG (Joint Photographic Experts Group，聯合圖像專業團體) 是利用離散餘弦轉換 (discrete cosine transform、DCT) 壓縮技術來儲存靜態影像的檔案格式。JPEG 是將每個影像分割為許多 8×8 圖點大小的方塊，再針對每個小方塊做壓縮的動作，經過複雜的 DCT 壓縮過程，所產生出來的影像檔可以達到 30:1 的壓縮比，但是所花費的代價卻是某些程度的失真，但是這種失真通常是人類肉眼所無法察覺的。 　　JPEG 檔案格式可以支援全彩 (二十四位元、16,777,216 色) 影像，影像大小可以至 65,535×65,535 圖點，此外，各家影像處理公司也開發出不同形式，可以支援動態影像的 JPEG。

MPEG動態影像壓縮標準

MPEG (Moving Picture Experts Group，動畫專業團體) 是近來用於多媒體領域當中，關於動畫儲存格式相當熱門的一種，這種檔案格式通常用在影片動畫 (audio) 的壓縮，其壓縮的速度非常快，而解壓縮的速度幾乎可達到即時 (real time) 的效果，目前在市面上的產品大多將 MPEG 的壓縮/解壓縮動作做成硬體介面卡的形式，如此一來可達到每秒鐘 1.5 MB 到 3.0 MB 的效率，這足可以在個人電腦上播放每秒 30 全螢幕畫面的電影 　　MPEG 檔案的壓縮比在 50:1 到 200:1 之間。 目前的 MPEG 可分 MPEG Level 1 到 Level 4 四種，其中 Level 3 是用來壓縮音樂的，其餘三種則是用來壓縮聲音與動畫。利用 MPEG Level 1 壓縮技術，可將 74 分鐘的動態影像和聲音，壓縮在一片 650 MB 的光碟片當中，其解析度是 352×240 (NTSC 模式)，而 MPEG Level 2 原本是專門為有線電視和高畫質電視 (HDTV) 而設計的壓縮技術，其解析度由 352×288 至1,920×1,152，但是一般以 720×486 為主。至於 MPEG Level 4 標準則適用如 Internet 等較為低速的通信傳輸，並且支援立體影像壓縮 MPEG它是目前國際上比較成熟的高傳真立體聲訊壓縮標準，有四種規格，即MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3和MPEG-4，其分工如下： (一)MPEG-1：是最初關於動畫和聲音的數位化編碼儲存，最多可達1.2 Mbps (352×240 for NTSC)，並且其格式可適用CD-ROM 儲存與讀取(CD-I和CD-Video format)。 (二)MPEG-2：適用廣播方式(broadcast channel)的壓縮傳送應用，可達4到6 Mbps之多。 (三)MPEG-3：原本是針對高畫質電視（HDTV）的應用，後來已整合在MPEG-2中。 (四)MPEG-4：針對視訊會議系統(video conferences)而設計(10 frame/sec，low bandwidth64 Kbps)，尤其適合於ISDN網路，僅需一條B-channel(64kps)的頻寬即可傳送，另外還提供了視覺物件的編碼。 　　市場上也有許多將 MPEG 技術製造成硬體壓縮/解壓縮的介面卡，通常它必須配合顯示卡一起使用。

MP3 MPEG-1 Audio Layer 3

簡介 一、什麼是MP3呢? MPEG1 Audio根據演算法的不同分為以下三個層次： Layer1的壓縮率是1:4(音訊信號速率為每通道384kbps,立體聲)，即MP1。 Layer2的壓縮率是1:8(音訊信號速率為每通道256～192 kbps，立體聲)，即MP2。 Layer3的壓縮率是1:10～1:13(音訊信號速率為每通道128～112kbps，立體聲)，即MP3。 這三種的壓縮效果，使用者可以很輕易地比較其優劣，所以我們一般都只提MP3，而不提MP1、MP2了。 二、MP3有什麼好? (一) 利用MP3壓縮來降低網路頻寬需求性 Internet是一種全球性的分封交換網路，藉由各式各樣的通信系統將各地電腦連結起來，稍具專業規模的Internet service的提供者在做資料的存取時，都是使用高傳輸率的連結，如：傳輸率2 Mbps的ISDN甚至2 Gbps的ATM網路；但，一般而言，客戶端通常是使用低成本，低傳輸率的連結，如：64 kbps的ISDN、28.8或14.4 kbps的數據機。但實際的傳輸速率端視現在使用者端的負載能力和Internet的基礎建設而定。 站在使用者的角度，我們知道通常網路的傳輸能力是非常不穩定的，若是沒有為audio編碼，想要透過Internet 從遠端伺服器下載高品質的audio檔案，一定會造成冗久的傳輸時間。舉例來說，假設傳輸速率平均為28.8kbps（樂觀的假設），單一首三分 鐘，31.7Mbytes取自CD的樂曲，其下載的時間就要超過兩小時！因此網際網路上實在迫切需要一種適合audio的編碼設計，一方面能儘可能保有 CD的音質，一方面又能容許在眾多的電腦平台上做即時的編碼，不需要再添額外的、特殊的硬體設備。以目前常見的音訊檔案種類中，只有MP3最符合需求了。 (二)高壓縮效率，高播放品質 這位最佳主角MP3，是利用MPEG-1 Audio Layer 3的技術，將聲音用1:10甚至1:12的壓縮率，變成容量較小的檔案，也就是說以前一首未經壓縮的樂曲一分鐘需要12Mbyte，但若使用MP3格式， 享受同樣的播放時間，卻只需要1Mbyte的容量。 雖然這是一種失真壓縮，但因壓縮的比率適當，因此在人耳聽來，一點也感覺不出來它與未壓縮前的差別。使用者仍然可以擁有如CD般高音質(16 bit, 44.1 KHz）的美妙享受！播放這樣人耳聽不出來的失真樂曲，對聽感實在沒有什麼影響，但是卻大大增加了光碟片的內容，降低換片率，而且這些長處還可以應用在樂 曲目錄光碟片、音樂百 科全書光碟片，還有一些造福盲人的有聲書中，真是省錢又省事呢！ 三、MP3的實際應用 目 前國外有不少廣播站和電視台是使用ISDN的傳輸方式。ISDN與專線相較起來，它的最大好處是「省錢」；因為使用ISDN，只需依實際傳輸時間的長短來 付費，不像租個專線，要每天付24小時的使用費；不過最大的缺 點就是頻寬窄，要傳送聲音等資料量大的檔案頗為費時。 現在有了MP3，這些問題就可迎刃而解了。有資料記載在1992年，德國已經有私人廣播公司，以ISDN和MPEG-3 codec 取代了傳統的租線，每天傳送20分鐘，八個地區性的節目給廣播站的本部，而這個措施每年至少替站台省下了三百 美金。同年，在Bergen的秋季國際音樂盛會，做了一個實驗，編一首曲子，由位於Bergen的交響樂團演奏，位於Trondheim某間教堂的風琴伴 奏，而這風琴聲就是經過Layer3 codec，透過ISDN傳送來的！所以似乎「家庭音樂會」不會是天方夜譚！往後人們可不必千里迢迢的趕赴音樂會，音樂家只要在彼端專心地演奏，遙端聽眾 在悠閒舒適的家中就能欣賞了。 四、MP3的未來發展性 “Audio-on-Internet”目前是個非常流行的話題。MP3的出現不只有縮短下載audio檔案的傳輸時間，也擴大了audio的應用市場， 像是網路廣播（Internet Radio），網路點歌……，因為Layer- 3可以以16kbps甚至8kbps的速率，傳送比短波還要好的品質! 所以有許多的公司已經在著手研究這類的Internet課題。譬如：Telos（Apple的合夥公司），在1996年九月先引進了 Audioactive的技術來支援網路廣播的應用， 輸入現場聲音，以Layer-3 NetCoder硬體設備加以處理。 同年十二月 Microsoft也宣佈將MPEG Layer-3加入NetShow的多媒體技術之中。而身為多媒體編輯工具大家長的Director Multimedia Studio 2" 和 "SoundEdit16" 也把Mp3整合入shockwave的格式中。此外，關於MP3的製作工具和播放工具方面，有愈來愈多支援各種平台的免費或共享軟體出現，如L3ENC和 Winamp，這些都助長了MP3的發展。 五、如何聽MP3呢? 要聆聽美妙的MP3音樂檔，其播放軟體有不少，如Quick Time, Winamp,……等等。其編歌序的方法則是，以文字檔詳列mp3 的檔名及目錄, 存成副檔名*.m3u 的 list, 選該檔即可。 值得一提的是，要播放mp3，個人電腦最好是Pentium 90以上，而且最好不要同時開啟太消耗記憶體的應用程式，否則容易發生音樂播放時斷斷續續的情形。 原文網址