Được thiết lập từ năm 1988, MPEG [9, 36, 60, 67, 72] là một nhúm chuyờn gia cỏc hỡnh ảnh chuyển động thuộc ISO/IEC, chuẩn MPEG lần đầu tiờn được ra mắt vào thỏng 5 năm 1988 tại Ottawa, Canada cú nhiệm vụ phỏt triển cỏc tiờu chuẩn mó húa cho hỡnh ảnh và õm thanh kỹ thuật số. Cho đến nay, nhúm nghiờn cứu này đó phỏt triển hơn 350 thành viờn từ cỏc hội nghị trờn tất cả cỏc lĩnh vực cụng nghiệp, cỏc khu nghiờn cứu, đến cỏc trường đại học. Tiờu chuẩn chớnh thức của MPEG là ISO/IEC JTC1/SC29 WG11 được tiờu chuẩn húa theo định dạng nộn õm thanh, hỡnh ảnh.
- MPEG-1: Tiờu chuẩn nộn cho õm thanh và hỡnh ảnh động. Ban đầu MPEG-1 được thiết kế nhằm mó húa ảnh động và õm thanh thành dũng bit cú tốc độ của audio Compact Disc. Kết quả tạo ra Video- CD và cỏc ứng dụng video trờn Internet (cỏc file cú phần mở rộng *.mpg) nhưng hiện nay đó được thay thế bởi DVD. Được thiết kế tốc độ tối đa đến 1.5Mbps. Ở tốc độ này MPEG-1 chỉ sử dụng tốc độ hỡnh ảnh từ 24-30Hz cho kết quả chất lượng chỉ ở mức trung bỡnh.MPEG-1 giảm tốc độ lấy mẫu bằng một nửa TV chuẩn. Cụ thể là với hệ thống 25Hz hỡnh ảnh cú kớch thước là 352 ì 288 điểm ảnh, cũn với hệ 30Hz là 352 ì 240 điểm ảnh. Định dạng như vậy được gọi là CIF (Common Intermediate Format). Chuẩn nộn MPEG-1 cú vẻ rất đơn giản. Chỳng bao gồm dũng cơ sở, bự chuyển động, điều khiển tốc độ bit …. Nhiều nguyờn lớ mó húa của MPEG-1 được lấy ra từ JPEG.Một phần mở rộng của tiờu chuẩn ỏp dụng cho mó húa và nộn õm thanh.
- MPEG-2: Được thiết kế cho cỏc ứng dụng cú tốc độ bit từ 1.5Mbps đến 15Mbps. Tiờu chuẩn MPEG-2 ỏp dụng cho Truyền hỡnh kỹ thuật số (SDTV), HDTV, Video theo yờu cầu (VoD) và cỏc ứng dụng DVD. MPEG-2 được thiết kế dựa trờn MPEG-1, nhưng cú những yờu cầu đặc biệt cho việc nộn và truyền tải truyền hỡnh kỹ thuật số. Một trong những khỏc biệt so với MPEG-1 đú là việc nộn hiệu quả cho video tớch hợp. MPEG-2 được xem là một chuẩn cú ứng dụng rất rộng lớn. Vớ dụ MPEG-2 hỗ trợ độ phõn giải cao (HD) mà MPEG-1 khụng cú. Chuẩn này càng trở nờn quan trọng khi nú được chọn làm chuẩn nộn cho DVB và DVD. Chuẩn MPEG- 3 dự định thiết kế cho HDTV nhưng người ta nhận thấy MPEG-2 (cựng với cỏc mở rộng của chuẩn này) cú thể đỏp ứng cỏc yờu cầu này do vậy mà ko cú chuẩn MPEG-3.
MPEG-2 được xõy dựng trờn cơ sở MPEG-1 với sự mở rộng về phạm vi kớch thước hỡnh ảnh và tốc độ bit. Việc ghộp cỏc dũng bit với nhau cũng được giải quyết trong chuẩn MPEG- 2. Chuẩn MPEG-2 là sự mở rộng của chuẩn MPEG-1 vỡ vậy một điều dễ hiểu là bộ giải mó MPEG-2 cú thể làm việc được với dũng bit của MPEG-1.
11
Với một chuẩn duy nhất nhưng MPEG-2 cú thể giải quyết được rất nhiều yờu cầu ứng dụng. Chuẩn này được chia nhỏ thành cỏc Profile và Level. Cỏc Profile thể hiện độ phức tạp cũn cỏc Level thể hiện kớch cỡ hỡnh ảnh hoặc độ phõn giải đi kốm với Profile tương ứng. Khụng phải tất cả cỏc Level đều hỗ trợ mọi Profile. Một bộ giải mó MPEG-2 với Profile và Level cho trước cú thể giải mó Profile và Level thấp hơn.
Một số hệ thống nộn cú khả năng tạo ra tớn hiệu cú thể phõn cấp (scaleable signal). Quỏ trỡnh này là quỏ trỡnh mà sau khi cho tớn hiệu đầu vào thỡ ta sẽ thu được tớn hiệu đầu ra gồm cú một tớn hiệu chớnh (main signal) và một tớn hiệu hỗ trợ (helper signal). Bản thõn tớn hiệu chớnh cú thể được giải mó độc lập cho chất lượng hỡnh ảnh nhất định, nhưng nếu cú thờm tớn hiệu hỗ trợ thỡ chất lượng hỡnh ảnh sẽ được tăng lờn.
- MPEG-4: Được thiết kế cho cỏc ứng dụng cú tốc độ bit rất thấp cho đến cỏc ứng dụng cú tốc độ bit rất cao. Ứng dụng của MPEG-4 là cỏc ứng dụng đa phương tiện trờn Internet hay trờn mạng khụng dõy. Kỹ thuật nộn trong MPEG-4 dựa trờn việc nộn theo đối tượng, cỏc đối tượng trong cỏc cảnh video được theo dừi riờng rẽ và được nộn lại cựng nhau. MPEG-4 được thiết kế đặc biệt cho việc nộn hỡnh ảnh và õm thanh, tiờu chuẩn này cho phộp cung cấp cỏc dịch vụ và nội dung cú chất lượng từ thấp cho đến chất lượng cao qua cỏc mụi trường truyền tải khỏc nhau như: băng rộng, khụng dõy, chuyển mạch gúi. (chuẩn mới nhấtcủa MPEG-4 đú là MPEG-4 part 10/AVC (Advanced Video Coding) hay cũn gọi là H.264). Thực tế, MPEG-4 là một chuẩn nộn video với rất nhiều phần mở rộng mà đặc biệt được thiết kế để đạt tới chất lượng cao nhất của chuẩn nội dung video. Chuẩn nội dung ở đõy là chuẩn trong cỏc video trong thế giới thật, nú khụng được thiết kế để nộn video dựng bởi trỡnh 3D, phim hoạt hỡnh trờn TV thụng thường hay là phim hoạt hỡnh kiểu Nhật (Anime) (đú là lý do tại sao cỏcvideo thuộc thể loại trờn nộn khụng tốt lắm khi sử dụng MPEG-4).
MPEG-4 thực sự là một tập cỏc tiờu chuẩn cụng nghệ nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ nội dung đến người dựng cuối.
Trong MPEG-4, õm thanh và hỡnh ảnh cú thể được lưu trữ và truyền riờng biệt, thiết bị đầu cuối cần phải cú khả năng kết hợp cỏc thành phần riờng biệt này dữ liệu đa phương tiện thực sự để trỡnh diễn. Thành phần MPEG-4 Systems mụ tả mối liờn hệ giữa hai thành phần õm thanh và hỡnh ảnh, cho phộp tổng hợp lại nội dung đa phương tiện tại đầu cuối. Ở chuẩn MPEG-1 và MPEG-2 việc bự chuyển động được thực hiện trờn từng khối ảnh cú kớch thước cố định gọi là macroblocks. Điều này cho phộp bộ mó làm việc tốt ở tốc độ đó được thiết kế, tuy nhiờn cỏc macroblocs này khụng phải lỳc nào cũng được tớnh toỏn chớnh xỏc với chiều chuyển động của vật thể thực. Điều này làm tăng số bit dư thừa. Ở chuẩn MPEG-4, đối tượng động cú thể được mó húa với hỡnh dạng tựy ý. Đối tượng động cú thể được mụ tả bởi cỏc vector chuyển động và sẽ làm giảm được nhiều dữ liệu dư thừa. Tựy theo từng Profile, đối tượng động cú thể là hai chiều hoặc ba chiều, chắn sỏng hay là trong suốt. Bộ giải mó phải cú khả năng xắp xếp từng lớp đối tượng theo độ gần xa của đối tượng đú so với người xem thành một hỡnh ảnh thực. Mó húa hỡnh ảnh trong chuẩn MPEG-4 được gọi là mó húa xếp lớp (texture coding) và cho kết quả tốt hơn MPEG-2. Chuẩn MPEG-4 đó đỏp ứng được nhiều kỳ vọng trước khi ra đời, với hệ thống cụng cụ rất lớn, chuẩn MPEG-4 đó đỏp ứng một cỏch rất tốt cho rất nhiều ứng dụng, cũng như chuẩn MPEG-2 đó hỗ trợ cỏc ứng dụng khỏc nhau bằng cỏch chia ra cỏc Profile và Level.
- MPEG-7: MPEG (ISO/IEC SC29/WG11) [41] cho ra đời một tiờu chuẩn mới là MPEG-7 với mục đớch để mụ tả cỏc nội dung Multimedia, chứ nú khụng phải là chuẩn nộn và mó hoỏ audio, video, ảnh động như cỏc chuẩn nộn đó ra đời trước đú. Chuẩn này thường được gọi là:Giao diện mụ tả nội dung đa phương tiện -Multimedia Content Description Interface. Nú cho phộp tỡm kiếm một cỏch nhanh chúng và hiệu quả cỏc dữ liệu đa phương tiện theo nội dung. Ban đầu MPEG-7 được thiết kế với mục đớch cung cấp thờm một chức năng bổ sung cho cỏc chuẩn MPEG trước đú để đưa ra thụng tin về nội dung của dữ liệu. Sau này thỡ chức năng này trở thành tiờu chuẩn của việc mụ tả nội dung đa phương tiện. Như chỳng ta đó biết, chuẩn
12
MPEG-4 là chuẩn nộn được xõy dựng trờn việc mó húa đối tượng do vậy đõy là nền tảng tốt để xõy dựng MPEG-7. MPEG-7 cú thể được sử dụng độc lập với cỏc chuẩn nộn trước đú. Nhưng cũng cần lưu ý là chuẩn MPEG-7 khụng thể thay thế hoàn toàn cỏc chuẩn MPEG-1, MPEG-2 hay MPEG-4.