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多媒体数据压缩技术的研究及其技术标准的制定是目前国际工业界和学术界普遍关心的热点问题，特别是在网络和数字媒体产业迅速发展的今天，统一的技术标准的制定与实施显得尤为迫切。运动图像专家组（MPEG，Moving Picture Expert Group）是专门从事多媒体音、视频压缩技术标准制定的国际组织，制定了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7等系列标准，而最新出现的作为多媒体框架标准的MPEG-21正引起了人们的广泛关注。
MPEG-21是什么？
随着多媒体应用技术的不断发展，有关多媒体的标准层出不穷，这些标准涉及到多媒体技术的方方面面。各种不同的多媒体信息分布式地存在于全球不同的设备上，要想通过异构网络有效地传输这些多媒体信息，必然需要综合地利用不同层次的多媒体技术标准。然而，现有标准是否能真正做到配套衔接，以及在各个标准之间是否存在缺漏，还需要一个综合性的标准来加以协调。这正是“多媒体框架”(Multimedia Framework)这一概念在1999年10月MPEG会议上提出的初衷。随后，这个新的工作方向被确定为MPEG-21。MPEG-21的主要研究目标是：讨论是否需要和如何将协议、标准、技术等不同的组件有机地结合起来，讨论是否需要新的规范，以及讨论在具备上述两个条件的前提下如何将不同的标准集成在一起。
MPEG-21可以描述成一些关键技术的集成，这些技术可以通过访问全球网络和设备实现对多媒体资源的透明和增强地使用。其主要功能包括内容创建、内容产品、内容发布、内容消耗和使用、内容表示、知识产权管理和保护、内容识别和描述、财政管理、用户的隐私权、终端和网络资源抽取以及事件报告等等。
MPEG-21的用户需求
MPEG-21中的“用户”是一个广义的概念，可以是世界各地的个人、团体、组织、公司、政府以及其他标准化组织和主体。从技术上讲，MPEG-21认为内容的提供者和消费者都是MPEG-21的用户。用户可以以各种方式“使用”内容，包括对内容进行发布、递送和消费等。
MPEG-21提供了一个多媒体框架供不同用户之间进行以数字信息为目标的相互作用，相互作用所涉及的各方均为MPEG-21的用户。这里所指的相互作用即为对内容的“使用”，它包括内容创建、内容提供、内容存档、内容定级、内容增强和递送、内容聚集、内容传输、内容发表、内容零售、内容消费、内容提交、内容管制、对以上各项交易的简化以及管制等。
通常，MPEG-21的用户需求主要有以下若干方面：保障安全的内容传送和价值交换；容易理解所使用的项目；确保内容的个性化；允许在MPEG-21中操作与之相兼容的实体；允许在MPEG-21中引入其他多媒体框架，它们两者之间也可以相互操作；平衡和支持MPEG之外已存在的和未来的标准；保护用户的隐私；确保数据项的完整性；提供内容和交易的跟踪；提供用户保护,包括服务的可靠性、债务与保险、损失与破坏、交付处理与消除危险等等。这些用户需求可以分为两大类，一类是为MPEG-21应用发展新的标准，另一类是为其他已经存在的或将来的标准和服务提供接口，如MPEG就即将为诸如XML、MPEG-1、MPEG-2和TCP/IP等业已存在的标准提供应用于MPEG-21框架中的接口。
MPEG-21的构成
MPEG-21的基本框架要素包括数字项目说明、内容表示、数字项目的识别和描述、内容管理与使用、知识产权管理和保护、终端和网络、事件报告等部分。
数字项说明 数字项说明的目的是建立数字项统一和灵活的摘要和数字项的可互操作性方案。在MPEG-21的系统中有许多问题涉及到“数字项”，所以说对于数字项的定义应有一个具体的描述。显然对于同一内容有许多描述方法，因此希望能有一个强有力的、方便的数字项模型来表示无数种形式中的数字项的描述。如果模型产生的数字项能够不模糊地表示并且可以与模型中定义的其他数字项互操作，则这个模型是有用的。
多媒体内容表示 MPEG-21 提供的内容表示可以通过分级的和错误恢复方法有效地表示任何数据类型。多媒体场景的不同元素可以单独地访问，可以同步和复用，也允许各种各样的交互式访问。显然多媒体内容是多媒体框架中的基本要素。框架中的内容可以编码、描述、存储、传送、保护、交易、消费等。尽管框架中的内容是数字化的，但还需要满足不同需求的内容数字表示，这些需求通过未压缩的数据格式是不能完成的。在MPEG-21中，多媒体内容表示可完成对MPEG-21基本对象的表示。
数字项识别与描述 MPEG-21中数字项识别与描述将提供的功能如下:精确、可靠和独有的识别；不考虑自然、类型和尺寸的情况实现实体的无缝（seamless）识别；相关数据项的稳固和有效的识别方法；任何操作和修改下数字项的ID和描述都能够保证其安全性和完整性；自动处理授权交易、内容定位、内容检索和内容采集。
内容管理与使用 MPEG-21框架能够对内容进行建立、操作、存储和重利用。随着时间的发展，网络的内容及对内容的存取需求将呈指数式增长。MPEG-21的目的是通过各式各样的网络和设备透明地使用网络内容，所以对于内容的检索、定位、缓存、存档、跟踪、发布以及使用则显得越来越重要。
知识产权管理与保护 MPEG-21多媒体框架将提供对数字权利的管理与保护，允许用户表达他们的权利、兴趣以及各类与MPEG-21数字项相关的认定等，可通过大范围的网络和设备对这些权利、兴趣和认定事项提供可靠的管理和保护。同时在某种程度上获得、编辑、传播相关的政策、法规、和约以及文化准则，从而建立针对MPEG-21数字权利的商业社会平台。此外，还有可能提供一个统一的领域管理组织和技术用以管理与MPEG-21交互的设备、系统和应用等，提供各种商业交易的服务。
终端和网络 MPEG-21通过屏蔽网络和终端的安装、管理和实现问题，使用户能够透明地进行操作和发布高级多媒体内容。它支持与任意用户的连接，可根据用户的需求提供网络和终端资源。网络和终端根据内容的要求提供内容的可分级性功能。MPEG-21的目标是支持大范围的网络设备对多媒体资源的透明使用而不必考虑网络和终端。用户在存取内容时应提供一个明确的主题感知服务，他们应屏蔽于网络和终端的安装、管理和应用等相关问题。随着多种网络如有线、无线、GPRS、xDSL、LMDS、MMDS等的到来，这种使用上的方便性显得越来越重要，使用户可以在不管内容在网络的终端上如何传输的情况下根据QoS获得服务。
事件报告 事件报告能使用户精确理解框架中所有可报告事件的接口和计量。事件报告将为用户提供特定交互的执行方法，同样允许大量超范围的处理，允许其他框架和模型与MPEG-21实现互操作。
MPEG-21任重道远
MPEG-21的最终目标是要为多媒体信息的用户提供透明而有效的电子交易和使用环境。举例来说，如果您想制作一张收录自己喜爱的乐曲的CD，那么您可以在家中通过网络收集乐曲。利用MPEG-21的数字项声明、标记和描述工具，用曲名、演奏者、歌词或旋律等不同方法来描述您所要查找的内容。在支持MPEG-21标记和描述的网络搜索引擎的帮助下，您可以收集到分布在世界各地异构网络上的数字化乐曲。接下来，您可以使用支持MPEG-21内容展现方法的媒体播放器来试听。当您选定乐曲之后，可以通过网络的电子支付手段购买乐曲的某种程度的使用权。在这一过程中传递的信用卡账号、密码等信息都是保密而安全的。完成该过程之后，您就可以将乐曲刻录到光盘上了。此外，您还可以在网上将乐曲所在的URL路径以及您对它们的注解、点评等信息保存为一个工程文件，再从网上收集一些相关的图片甚至视频片段，一并放入这个CD工程文件，然后将这个文件向您的朋友开放。这样您就可以与朋友们一起分享您喜欢的音乐了。以上这个简单的例子涉及了多媒体数字信息的标记、描述、内容展现、内容管理和使用、网络和终端、知识产权管理和保护等MPEG-21多媒体框架标准的各项要素。通过这个例子，我们可以预见，MPEG-21将在未来的电子商务活动中发挥重要作用。
然而，要想实现这一切，MPEG-21还有很长的路要走。目前，该标准正处于征集建议的阶段。 它所面临的问题有很多，其中在网络传送方面将面临网络的传送带宽和速度问题、网络的一致性和可靠性、数据流控制、延迟、差错率、存取时间、移动性、性能价格比以及连通性选项等问题；在服务质量方面，涉及服务的可靠性、质量检测、信息集成、易用性、对用户需求的动态响应、点播、可预测性和连续性以及服务的可接入性等问题；在内容展示的质量方面，涉及权限和完整性、保真性和用户感知质量及智能质量检测、价格的一致性、真实性、持续性和时效性等问题；在内容艺术性的质量方面，涉及品牌、来源、丰富性、推荐和一致性等问题；在服务和设备的易用性方面，涉及智能化、综合连接、设备兼容、不同平台之间的互操作性、国际间兼容性、设备设计上对民族文化的冲击、设备之间的分布式智能化等问题。此外还面临物理媒体格式的互操作性、付费与订购模型、多平台的解码和绘制、内容的过滤、定位、回取和存储以及消费者信息发布、消费者使用权限和消费者隐私保护等问题。这些问题都亟待解决，关系到MPEG-21的发展和未来。
MPEG系列标准介绍
MPEG是专门从事多媒体音、视频压缩技术标准制定的国际组织，成员包括来自近30个国家、200多个公司的400多位专家。该组织自1988年以来，已经制定了一系列国际标准，其中MPEG-1、MPEG-2已为人们所熟知，它们为VCD、DVD及数字电视等产业的发展奠定了基础。目前正在制定的MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21将为多媒体数据压缩和基于内容检索的数据库应用提供一个更为通用的平台，必将对下一代视、音频系统和网络应用产生深远的影响。
MPEG-1：存储和回放 MPEG-1制定于1993年，是针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存储媒介运动图像及其伴音编码的国际标准，主要用于在CD-ROM上存储同步和彩色运动视频信号。
MPEG-2：数字电视 MPEG-2出台于1995年，它是针对HDTV和DVD等制定的3Mbps～10Mbps的运动图像及其伴音的编码标准。它的出现使得基于CD-ROM的交互式电视和数字电视成为了可能。
MPEG-4：基于对象的存取 MPEG-4于1999年成为国际标准。它和MPEG-1和MPEG-2的重点在于编码效率上不同的是，MPEG-4的目标是提出一种新的方式来传输、访问和操作数字视听数据。MPEG-4计划为多种通讯规范提供一种普遍的技术解决方案，最终消除它们之间的差别。与MPEG-1和MPEG-2的另一点不同是，MPEG-1和MPEG-2是基于帧的规范，而MPEG-4则是基于对象的规范。
MPEG-7：多媒体内容的描述 随着Internet的普及和网络带宽的增加，产生了大量的多媒体数据，如何在浩如烟海的信息中快速、容易地获得自己所需的内容则成为当前必须解决的问题。在此需求下，MPEG-7应运而出。MPEG-7力求能够快速且有效地搜索出用户所需的不同类型的多媒体信息。该标准主要致力于视听数据的信息编码表达，换句话说也就是集中在对多媒体材料描述的通用接口的标准化上。MPEG-7正为实现数据资源的交互性与全球化以及数据管理的灵活性的目标而不懈努力。（钟玉琢 赵黎）
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