MPEG

MPEG

MPEG(Moving Picture Experts Group,動態圖像專家組)是ISO(International Standardization Organization,國際標準化組織)與IEC(International Electrotechnical Commission,國際電工委員會)於1988年成立的專門針對運動圖像和語音壓縮制定國際標準的組織。

基本介紹

標準,MPEG-1,MPEG-4,MPEG-7,MPEG-21,歷史,MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,套用目標,套用領域,工業,優點,常見謬誤,壓縮理念,國際標準,特點,功能,結構,套用示例,工作計畫,簡介,

標準

MPEG標準主要有以下五個,MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21等。該專家組建於1988年,專門負責為CD建立視頻音頻標準,而成員都是為視頻、音頻及系統領域的技術專家。及後,他們成功將聲音和影像的記錄脫離了傳統的模擬方式,建立了ISO/IEC11172壓縮編碼標準,並制定出MPEG-格式,令視聽傳播方面進入了數位化時代。因此,大家現時泛指的MPEG-X版本,就是由ISO (InternationalOrganization for Standardization) 所制定而發布的視頻音頻、數據的壓縮標準。
圖一圖一
MPEG標準的視頻壓縮編碼技術主要利用了具有運動補償幀間壓縮編碼技術以減小時間冗餘度,利用DCT技術以減小圖像的空間冗餘度,利用熵編碼則在信息表示方面減小了統計冗餘度。這幾種技術的綜合運用,大大增強了壓縮性能。

MPEG-1

MPEG-1標準於1992年正式出版,標準的編號為ISO/IEC11172,其標題為“碼率約為1.5Mb/s用於數字存貯媒體活動圖像及其伴音的編碼”。MPEG-1主要解決多媒體的存儲問題,它的成功制定,使得以VCD和MP3為代表的MPEG-1產品迅速在世界範圍內普及。
MPEG-1層1 數字盒式錄音帶
MPEG-1層2DAB,VCD
MPEG-1層3 Internet,MP3音樂
MPEG-1 audio layer 1
類型:Audio
制定者:MPEG
所需頻寬:384kbps壓縮率4:1
圖二圖二
特性:編碼簡單,用於數字盒式錄音磁帶,2聲道,VCD中使用的音頻壓縮方案就是MPEG-1層Ⅰ。
優點:壓縮方式相對時域壓縮技術而言要複雜得多,同時編碼效率、聲音質量也大幅提高,編碼延時相應增加。可以達到“完全透明”的聲音質量(EBU音質標準)
缺點:頻寬要求較高
套用領域:voip
版稅方式:Free
備註:MPEG-1聲音壓縮編碼是國際上第一個高保真聲音數據壓縮的國際標準,它分為三個層次:
--層1(Layer 1):編碼簡單,用於數字盒式錄音磁帶
--層2(Layer 2):算法複雜度中等,用於數字音頻廣播(DAB)和VCD等
--層3(Layer 3):編碼複雜,用於網際網路上的高質量聲音的傳輸,如MP3音樂壓縮10倍
MUSICAM(MPEG-1 audio layer 2,即MP2)
類型:Audio
制定者:MPEG
所需頻寬:256~192kbps
壓縮率8:1--6:1
特性:算法複雜度中等,用於數字音頻廣播(DAB)和VCD等,2聲道,而MUSICAM由於其適當的複雜程度和優秀的聲音質量,在數字演播室、DAB、DVB等數位元組目的製作、交換、存儲、傳送中得到廣泛套用。
優點:和MPEG-1 audio layer 1一樣。
缺點:
套用領域:voip
版稅方式:Free
備註:同MPEG-1 audio layer 1
MP3(MPEG-1 audio layer 3)
類型:Audio
制定者:MPEG
所需頻寬:128~112kbps
壓縮率12:1--10:1
特性:和MPEG-1 audio layer 1中的--層3(Layer 3)一樣,2聲道。MP3是在綜合MUSICAM和ASPEC的優點的基礎上提出的混合壓縮技術,在當時的技術條件下,MP3的複雜度顯得相對較高,編碼不利於實時,但由於MP3在低碼率條件下高水準的聲音質量,使得它成為軟解壓及網路廣播的寵兒。
優點:壓縮比高,適合用於網際網路上的傳播
缺點:MP3在128KBitrate及以下時,會出現明顯的高頻丟失
套用領域:voip
MPEG-2標準於1994年公布,包括編號為13818-1系統部分、編號為13818-2的視頻部分、編號為13818-3的音頻部分及編號為13818-4的符合性測試部分。MPEG-2編碼標準希望囊括數位電視、圖像通信各領域的編碼標準,MPEG-2按壓縮比大小的不同分成五個檔次(profile),每一個檔次又按圖像清晰度的不同分成四種圖像格式,或稱為級別(level)。五個檔次四種級別共有20種組合,但實際套用中有些組合不太可能出現,較常用的是11種組合(下表中標識“√”的項)。這11種組合分別套用在不同的場合,如MP@ML
圖三圖三
簡單類 Simple Profile
主類 Main Profile
信噪比可分級類 SNR Scalable Profile
空間可分級類 Spatially Scalable Profile
高級類 High Profile
Low Level
Main Level
High-1440 Level
High Level
版稅方式:Free
備註:同MPEG-1 audio layer 1
MPEG-2(主檔次與主級別)用在具有演播室質量標準清晰度電視SDTV中,美國HDTV大聯盟採用MP@HL(主檔次及高級別)。
MPEG-2 audio layer
類型:Audio
制定者:MPEG
所需頻寬:與MPEG-1層1,層2,層3相同
特性:MPEG-2的聲音壓縮編碼採用與MPEG-1聲音相同的編解碼器,層1,層2和層3的結構也相同,但它能支持5.1聲道7.1聲道的環繞立體聲。
優點:支持5.1聲道7.1聲道的環繞立體聲
缺點:
套用領域:voip
版稅方式:按個收取

MPEG-4

MPEG-4在1995年7月開始研究,1998年11月被ISO/IEC批准為正式標準,正式標準編號是ISO/IEC14496,它不僅針對一定比特率下的視頻音頻編碼,更加注重多媒體系統的互動性和靈活性。這個標準主要套用於視像電話、視像電子郵件等,對傳輸速率要求較低,在4800-6400bits/s之間,解析度為176*144。MPEG-4利用很窄的頻寬,通過幀重建技術、數據壓縮,以求用最少的數據獲得最佳的圖像質量。利用MPEG-4的高壓縮率和高的圖像還原質量可以把DVD裡面的MPEG-2視頻檔案轉換為體積更小的視頻檔案。經過這樣處理,圖像的視頻質量下降不大但體積卻可縮小几倍,可以很方便地用CD-ROM來保存DVD上面的節目。另外,MPEG-4在家庭攝影錄像、網路實時影像播放也大有用武之地。
mpegmpeg

MPEG-7

MPEG-7(它的由來是1+2+4=7,因為沒有MPEG-3、MPEG-5、MPEG-6)於1996年10月開始研究。確切來講,MPEG-7並不是一種壓縮編碼方法,其正規的名字叫做’多媒體內容描述接口,其目的是生成一種用來描述多媒體內容的標準,這個標準將對信息含義的解釋提供一定的自由度,可以被傳送給設備和電腦程式,或者被設備或電腦程式查取。MPEG-7並不針對某個具體的套用,而是針對被MPEG-7標準化了的圖象元素,這些元素將支持儘可能多的各種套用。建立MPEG-7標準的出發點是依靠眾多的參數對圖象與聲音實現分類,並對它們的資料庫實現查詢,就象我們今天查詢文本資料庫那樣。可套用於數字圖書館,例如圖象編目、音樂詞典等;多媒體查詢服務,如電話號碼簿等;廣播媒體選擇,如廣播與電視頻道選取;多媒體編輯,如個性化的電子新聞服務、媒體創作等。

MPEG-21

MPEG在1999年10月的MPEG會議上提出了“多媒體框架”的概念,同年的12月的MPEG會議確定了MPEG-21的正式名稱是“多媒體框架”或“數字視聽框架”,它以將標準集成起來支持協調的技術以管理多媒體商務為目標,目的就是理解如何將不同的技術和標準結合在一起需要什麼新的標準以及完成不同標準的結合工作。

歷史

MPEG的締造者們原先打算開發四個版本:MPEG1-MPEG4,以適用於不同頻寬和數字影像質量的要求。後由於MPEG3被放棄,所以現存只有三個版本的MPEG:MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4。總體來說,MPEG在三方面優於其他壓縮/解壓縮方案。首先,由於在一開始它就是做為一個國際化的標準來研究制定,所以,MPEG具有很好的兼容性。其次,MPEG能夠比其他算法提供更好的壓縮比,最高可達200:1。更重要的是,MPEG在提供高壓縮比的同時,對數據的損失很小。

MPEG-1

MPEG-1制定於1992年,為工業級標準而設計,可適用於不同頻寬的設備,如CD-ROM、Video-CD、CD-i。它可針對SIF標準解析度(對於NTSC制為352X240;對於PAL制為352X288)的圖象進行壓縮,傳輸速率為1.5Mbits/sec,每秒播放30幀,具有CD(指雷射唱盤)音質,質量級別基本與VHS相當。MPEG的編碼速率最高可達4-5Mbits/sec,但隨著速率的提高,其解碼後的圖象質量有所降低。
MPEG-1也被用於數字電話網路上的視頻傳輸,如非對稱數字用戶線路(ADSL),視頻點播(VOD),以及教育網路等。同時,MPEG-1也可被用做記錄媒體或是在INTERNET上傳輸音頻

MPEG-2

MPEG-2制定於1994年,設計目標是高級工業標準的圖象質量以及更高的傳輸率。MPEG-2所能提供的傳輸率在3-10Mbits/sec間,其在NTSC制式下的解析度可達720X486,MPEG-2也可提供並能夠提供廣播級的視像和CD級的音質。MPEG-2的音頻編碼可提供左右中及兩個環繞聲道,以及一個加重低音聲道,和多達7個伴音聲道(DVD可有8種語言配音的原因)。由於MPEG-2在設計時的巧妙處理,使得大多數MPEG-2解碼器也可播放MPEG-1格式的數據,如VCD。
mpeg-2編碼器-sc-1101mpeg-2編碼器-sc-1101
同時,由於MPEG-2的出色性能表現,已能適用於HDTV,使得原打算為HDTV設計的MPEG-3,還沒出世就被拋棄了。(MPEG-3要求傳輸速率在20Mbits/sec-40Mbits/sec間,但這將使畫面有輕度扭曲)。除了做為DVD的指定標準外,MPEG-2還可用於為廣播,有線電視網,電纜網路以及衛星直播(DirectBroadcastSatellite)提供廣播級的數字視頻
MPEG-2的另一特點是,其可提供一個較廣的範圍改變壓縮比,以適應不同畫面質量,存儲容量,以及頻寬的要求。
對於最終用戶來說,由於現存電視機解析度限制,MPEG-2所帶來的高清晰度畫面質量(如DVD畫面)在電視上效果並不明顯,到是其音頻特性(如加重低音,多伴音聲道等)更引人注目。

MPEG-4

MPEG專家組的專家們正在為MPEG-4的制定努力工作。MPEG-4標準主要套用於視像電話(videophone),視像電子郵件(VideoEmail)和電子新聞(Electronicnews)等,其傳輸速率要求較低,在4800-64000bits/sec之間,解析度176X144。MPEG-4利用很窄的頻寬,通過幀重建技術,壓縮和傳輸數據,以求以最少的數據獲得最佳的圖象質量。
ip-3400 mpeg-4網路攝像機ip-3400 mpeg-4網路攝像機
與MPEG-1和MPEG-2相比,MPEG-4的特點是其更適於互動AV服務以及遠程監控。MPEG-4是第一個使你由被動變為主動(不再只是觀看,允許你加入其中,即有互動性)的動態圖象標準;它的另一個特點是其綜合性;從根源上說,MPEG-4試圖將自然物體與人造物體相溶合(視覺效果意義上的)。MPEG-4的設計目標還有更廣的適應性和可擴展性。

套用目標

一、 解決低比特率下的多媒體通信等問題;
二、試圖建立一種標準,具有廣泛的兼容性,能夠在多行業得以廣泛套用
三、 是一種面向未來的標準,考慮將來技術發展,如人與內容的互動
MPEG4的套用目標是針對窄頻寬傳輸、高畫質壓縮、互動性操作以及將自然物體與人造物體相溶合的表達方式,同時還特彆強調廣泛的適應性和可擴展性。

套用領域

MPEG4的商業套用領域包括:數位電視、實時多媒體監控、低比特率下的移動多媒體通信、基於內容存儲和檢索多媒系統、網路視頻流與可視遊戲、網路會議、互動多媒體套用、基於計算機網路的可視化合作實驗室場景套用、演播電視等。

工業

MPEG問世數年來,給計算機和家電產業帶來的衝擊是巨大的。各種基於MPEG標準的產品如雨後春筍般不斷湧現,VCD的出現已經使在家電市場上風光多年的錄影機看到了生命之路的盡頭(想想看,自從VCD出現後,電視,報刊雜誌上還有錄影機的廣告嗎?);而以生產MPEG解碼晶片著稱的C-CUBE,卻賺得碗滿缽溢。市場的競爭是慘烈的,擁有先進的技術,找準市場的方向,才是企業興旺的出路。面對MPEG技術的不斷發展,企業是否能跟得上潮流的變化,能否利用更新的技術,開拓出更廣闊的市場,這都是值得認真思考的;就象原英特爾公司總裁安德魯.葛洛夫先生的一本書名所述:“只有偏執狂才能生存

優點

1. 特別針對低頻寬等條件設計算法,因而MPEG4的壓縮比更高,使低碼率視頻傳輸成為可能。在公用電話線上可以連續傳輸視頻,並能保持圖像的質量,這是其它技術做不到的。
2. 節省存儲空間。同等條件如場景、圖像格式壓縮解析度條件下,經過編碼處理的圖像檔案越小,所占用的存儲空間越小。由於MPEG-4算法較MPEG-1、MPEG-2更為最佳化,因而在壓縮效率上更高。
3.圖像質量好。MPEG4的最高圖像清晰度為768X576,遠優於 MPEG1的352X288,可以達到接近 DVD的畫面效果。這使得它的圖像高清晰度非常好。另外,其它的壓縮技術由於算法上的局限,在畫面中出現快速運動的人或物體和大幅度的場景變化時,圖像質量下降。而MPEG4採用基於對象的識別編碼模式,從而保證良好的清晰度。

常見謬誤

MPEG-4等如DIVX
不少人都以為DIVX即是MPEG-4,但其實DIVX是將影像部分以MPEG-4來壓縮、音效部分以MP3壓縮處理,再以AVI檔格式存在的製成品,故檔案較MPEG-2小,而畫質表現就介乎MPEG-1與MPEG-2之間。
MP3即是MPEG-3
正如前述,MPEG-3隻不過是被放棄的一種壓縮技術,至於大家熟悉的MP3其實是MPEG-1 Layer 3的音頻數據壓縮技術,簡稱MP3。

壓縮理念

至於MPEG-4的出現是由於MPEG-1和MPEG-2的壓縮技術,不能將它放在網路上作為影音資料傳遞之用,所以MPEG-4不再是採用每張畫面壓縮的方式,而是採用了全新的壓縮理念。先將畫面上的靜態對象統一制定規範標準,例如文字、背景、圖形等,然後再以動態對象作基礎的方式將畫面壓縮,務求以最少數據獲得最佳的畫質,並將之作為網路上傳送之用。
此外,值得一提的是,繼MPEG-4後,將會進入更先進的MPEG-7年代。這項嶄新技術已非一種壓縮編碼方法,而是一種多媒體內容描述接口(Multimedia Content Description Interface),能快速搜尋不同類型的多媒體材料,對於將來要面對日漸龐大的圖像、聲音的管理有重大幫助。

國際標準

MPEG(Moving Pictures Experts Group,運動圖片專家組)是在ISO(國際標準化組織)和IEC(國際電工委員會)內運作的一個工作組。自從1988年開始活動以來,MPEG已經編制了ISO /IEC11172(通常所說的MPEG-1)和ISO/IEC 13818(通常所說的MPEG-2)國際標準,其中包括用於伺服器和網路會話的標準協定DSM-CC(Digital storage media command and control,數字存儲媒體命令與控制)。
這些標準已獲得產業和服務供應商的廣泛支持,並且引起了一場數字革命,使得更加普遍的互動式媒體得以迅速發展。目前,MPEG將研究重點轉向了互動性更加高級的形式,在未來的幾年裡,技術的發展將使這種高級形式成為可能。這就是MPEG-4課題的目標,該課題預計在1998年底完成,該項目的完成可使用戶達到關於音頻視頻內容互動性的多種形式,以及以一種整體的方式將人工的和自然的音頻和視頻信息溶合在一起。
MPEG-4技術包含兩個主要部分:視聽對象的編碼工具集和描述編碼工具和編碼對象的句法語言(syntatic language)。從技術的觀點看,與傳統編碼標準最顯著的不同是:接收者可以下載用於表示視聽信息的語法描述,並且具有很快被VLSI(超大規模集成)技術所支持的特徵。
MPEG-4是一個正在制定的國際標準,它支持用於通信、訪問和數字視聽數據處理的新方法(特別是基於內容的)。考慮到低損耗、高性能技術提供的機會和面臨迅速擴展的多媒體資料庫的挑戰,MPEG-4將提供靈活的框架和開放的工具集,這些工具將支持一些新型的和常規的功能。由於快速發展的技術使得工具軟體的下載極為便利,因此這種方式極具吸引力。
本文將介紹MPEG-4的特點以及由MPEG-4支持的功能、MPEG-4的結構和一些潛在的套用,還將介紹制定該標準的工作計畫。

特點

遠程通信、計算機和電視/電影工業之間的傳統界限極為模糊。歷史上原本屬於某一領域的內容現已滲透到其他兩個領域中。視頻、聲音和通信已進入計算機;互動性進入了電視;視頻和互動性則進入了遠程通信領域。看起來像一種聚集,實際上並非如此。這三種行業是從不同的技術角度來研究音像套用的。
在當今世界,應對三種主要趨勢予以關註:
1、向無線通信發展的趨勢;
2、向互動式計算機套用發展的趨勢;
3、視聽數據的綜合套用不斷增長的趨勢。
對於傳統意義上區分的各行業間的交叉,應綜合考慮這三種趨勢;目前的標準和正在製作的標準沒有充分涉及這些新的需求。而MPEG-4的重點就是解決這些需求,即綜合三種行業的通用套用,以提供便於互動的音頻-視頻編碼、高壓縮比和通用訪問能力。為了採用迅速發展的相關技術的優點,MPEG-4標準將保證高度的靈活性和擴展性。
基於內容的互動性包括人與音像畫面中有意義的對象相互作用的能力。目前,這種互動作用局限於計算機圖形,即人工合成的內容。對於新的互動式音像套用,能夠提供與自然的、人工的及自然/人工混合的音像對象的相互作用極為重要。
為了有效使用存儲空間和傳送頻寬,需要有較高的壓縮比。對於低比特率的套用,改善壓縮效率非常重要。
通用訪問能力是指對有用的音像數據的訪問可以在存儲和傳送媒體的很大範圍內進行的鑒於移動通信的迅速崛起,通過無線網路進行這種套用的訪問尤為重要。
高度的靈活性和可擴展性由句法描述語言來保證,這種句法描述語言稱為‘MPEG-4句法描述語言’(MSDL)。MSDL將在下面介紹。
目前的視聽標準是為從照相機和麥克風獲取的自然內容的編碼重現而設計的。由於上述三個領域的相互滲透,人工內容的套用在不斷增長。因此,很顯然的需求是一種既適合於自然對象又適合於人工對象的模式,它能夠用來產生單一的音像序列。

功能

a.新的或改進的功能
下述8個關鍵的功能是MPEG-4新的特點,可以認為現存的或其他正在制定的標準不能完全支持MPEG-4,這些功能由編碼工具和MSDL的組合來支持。當特定套用需要時,靈活的MSDL允許使用不同的編碼工具來提供這些功能的不同組合。
這些功能如表1所述,在表1中根據它們是否涉及基於內容的互動性、壓縮比或通用訪問能力進行了分組。
b.其他標準的功能
除上述新的或改進的功能外,還有幾種其他的重要功能,需要用它來支持已預見到的音頻套用。與新的或改進的功能所不同的是,下面所列的功能已由現行的或其他正在制定的標準提供。
1、同步———對所表示的音頻視頻和其他內容數據進行同步的能力;
2、輔助數據能力———為二進制數據比特流分配通道的能力;
3、虛擬通道分配的靈活性———動態地重新分配視頻音頻或數據通道的能力;
4、低延遲模式(端對端或解碼器)———對系統、音頻視頻編碼進行低延遲操作的能力;
5、用戶控制———支持互動操作中用戶控制的能力;
6、傳送媒體互動運作———在各種媒體上進行運作的能力;
7、與其他音像系統的互動運作———與各種類型的終端相互作用的能力;
8、多點能力———具有多源或多目的地的能力;
9、安全———提供密碼、鑑別和密鑰管理的能力;
10、內容———對各種類型的可視畫面和音頻內容進行編碼的能力(高的和中等質量的音頻、寬頻窄帶、智慧型和人工語言及人工音頻);
11、格式———對各種格式的音頻視頻進行編碼的能力;
12、質量———對解碼的音頻視頻質量的評估。

結構

MPEG-4結構將為特定問題提供完整的解決方案,並且具有對最新的音像編碼技術進行靈活複製的能力。從過去MPEG的經驗看,預計MPEG-4由4個不同的部分組成:MPEG-4句法描述語言、工具、算法和輪廓。這些部分如下圖所示:
1.MPEG-4句法描述語言(MSDL)
MPEG-4句法描述語言的目的是便於工具、算法和輪廓的選擇、描述和下載,以及描述如何分析和處理基本的數據流。MSDL將提供解決下述有關方面的途徑:
協商解碼器的配置,該結果將決定輪廓;
描述輪廓:各組成部分以及這些組成部分間的連結;
在非特定機器語言中下載丟失部分,特別是在音像套用中;
用與所選擇的輪廓相一致的語法和語義來傳送數據(音像和其他)。
2.工具
工具是一種通過MPEG-4句法描述語言或使用MSDL描述的語言來訪問的技術。它可通過軟體或硬體來實現。
工具示例:運行補償和形狀表示。
3.算法
算法是提供一個或多個功能工具的有機組合。
算法示例:MPEG-1音頻,MPEG-1視頻和MPEG-2系統。
4.輪廓
輪廓是以特定的方式限定的一個算法或一組算法,用以解決一組特定的套用問題。輪廓示例:MPEG-2 at Main Profile@ Main Level。
5.哪些內容需要標準化
以特定的方式可以將其下載到MPEG-4終端上的部分不需要標準化。按照MPEG的經驗,下一步很可能就是對MPEG-4句法描述語言、一些工具和一些輪廓的標準化。雖然不必對所有的套用規定輪廓、算法甚至工具。但在輪廓級別範圍內,下列套用是必須進行標準化的:
某些套用需要解碼器開啟與聲音和圖像重放之間的延遲儘可能的短;標準化的輪廓保證最快的開啟。
某些套用使用了有限的易出錯的傳送資源,如無線網路。
下載花費時間較長,在臨界階段差錯風險率較高。
儘管軟體和硬體技術在發展,但那些費效最好的終端的生產仍然要求專門的編碼硬體和特定軟體平台。
通過使用下載,MPEG-4標準將支持使用不在標準中出現的工具、算法和輪廓。

套用示例

下面介紹得益於MPEG-4提供的新功能的三類套用示例,使人們對在今後的產品中如何使用這些功能有所了解。表2列出了基本的(即要實現的)和可選擇的(即用於某些特定套用的)三種套用示例的功能。基本的/現的用‘E’表示可選擇的用‘O’表示
1.音像資料庫訪問
這一類套用包括檢索、處理、表示和音頻視頻數據的存儲。通過各種各樣的無線和有線傳輸媒介,可以對一個通用資料庫進行本地(如:從固態存儲器)或遠程訪問
示例
音像終端,如專用數字輔助設備(PDA),用於支持電子新聞、電子黃頁和移動信息的低容量網路(如:將來的蜂窩PSTN)。
固態存儲器上的視頻存儲,用於便攜機上的播放/錄製。
來自互動式視頻目錄的電視商場。
2.音像通信和處理
這一類套用包括有線或無線通信系統提供常規的人之間的服務。該類套用還包括傳送和檢索音像信息的方法。基本內容的功能能進行新型的互動,如:改進用戶可選擇區域的質量。
示例
可視電話
多點可視會議系統
可視應答器
可視e-mail
數位電視機頂盒3.遠程監視和控制
數位電視機頂盒數位電視機頂盒
這一類套用包括在寬比特率的網路上使用照相機和麥克風。為了有效地傳送和存儲監視的音像數據需要高的壓縮比。
示例:
建築物、工地的安全監控等
車輛交通監控

工作計畫

MPEG-4將研製並證實標準中的MSDL、工具、算法和輪廓。MPEG-4標準將提供其他相關信息,這些內容是全面地解決實際套用問題所需要的。工作計畫分為設標階段(1996.1結束)和聯合研製階段。
在聯合研製階段,將吸收投標階段的結果以制定出最佳標準,即研製靈活和可擴充的MPEG-4句法描述語言、音像編碼工具、算法的輪廓的初始集合。
目前,MPEG-4標準的研究已經產生了MSDL的工作組檔案(WD),計畫1997年7月形成WD的最後版本,1997年11月形成委員會草案(CD),1998年3月形成國際標準草案(DIS),1998年11月形成正式國際標準(IS)。中國已將MPEG-1標準轉化為中國國家標準(等同採用),MPEG2也已列入今後兩年的國家標準制定計畫,我們將密切關注MPEG-4標準的研製動態,適時地將其轉化為中國國家標準。

簡介

一.名稱
CAS號:
9004-74-4
英文名稱:
Methoxypolyethylene glycols
英文同義詞:
MPEG;MEO-PEG-OH;PEG-WM 5000;PEG-WM 2000;MEO-PEG-COOH;PEG-WM 20000;PEG-WM 10000;METHOXY PEG-7;METHOXY PEG-10;METHOXY PEG-16
中文名稱:
聚乙二醇單甲醚
中文同義詞:
聚乙二醇甲醚;環乙烯乙二醇;聚乙烯醇甲醚;聚乙二醇單甲醚;PEG-6 甲醚;聚乙二醇一甲基醚;聚乙烯乙二醇單甲醚;甲氧基 PEG -7;聚乙二醇單甲醚500;聚乙二醇單甲醚750
CBNumber:
CB6228002
分子式:
CH3O.(C2H4O)n.H
二.化學性質 熔點 : 60-64 °C沸點 : >200°C/760mmHg密度 : 1.094 g/mL at 25 °C蒸氣密度: >1 (vs air)蒸氣壓: 0.05 mm Hg ( 20 °C)折射率 : n20/D 1.459閃點 : 268 °C 溶解度 : H2O: 50 mg/mL at 25 °C,clear,colorless三.用途 具有良好的水溶性、潤濕性、潤滑性、生理惰性、對人體無刺激、溫和,在化妝品和製藥工業中套用廣泛。可選取不同分子質量級分的產品來改變製品的粘度、吸濕性和組織結構。相對分子量低的產品(分子量小於2000)適於作潤濕劑和稠度調節劑,用於膏霜、乳液、牙膏和剔須膏等。相對分子量高的產品適用於唇膏、除臭棒、香皂、剔須皂、粉底和美容化妝品等。在清洗劑中,也用做懸浮劑和增稠劑。在製藥工業中,用作油膏、乳劑、軟膏、洗劑和栓劑的基質。也有將該品與丙烯酸反應,做成MPEG丙烯酸酸酯,是製備聚羧酸鹽高效水泥減水劑的主要原材料。
mPEG (單甲氧基醚PEG)
二醇含量極低的mPEG,其含量<5%,分子量分布在1.04~1.1之間。
mPEG-SC (mPEG-琥珀醯亞胺碳酸酯)
mPEG-SC是目前最常用的帶活性基團的PEG衍生物,它和蛋白偶合生成的氨基甲酸酯鍵比酯鍵要穩定,現廣泛用於與藥物的偶聯反應中。其純度>95%.
mPEG-SPA(mPEG-琥珀醯亞胺丙酸酸酯)
PEG羧酸的NHS活性酯是最常用來與蛋白質偶合的PEG衍生物。它能與蛋白質上的賴氨酸的胺端基反應生成穩定的醯胺鍵。mPEG-SPA主鏈中不含有酯鍵,因此穩定性較高,其在PH等於8的水溶液中的半衰期為16.5分鐘,大大高於mPEG-SS的9.6分鐘。mPEG-SPA的純度約為95%。
mPEG-NH2(mPEG-胺基)
帶有伯胺端基的mPEG是一種非常有用的功能化高分子。在mPEG上的胺端基,對於醯化試劑的活性比羥基高,因此,它們很容易進行還原氨基化反應。套用胺基的反應活性,我們可以很方便的通過生成穩定的化學鍵(如醯胺鍵,氨基甲酸酯鍵,脲鍵和仲胺鍵),把另一些分子和其連線。此化合物的純度近似於90%。它們可用於:製備帶有生物活性化合物的配體; 多肽合成時的載體; 製備高分子接枝物和PEG塗層; 製備PEG糖蛋白配體;
mPEG-SS (mPEG-琥珀醯亞胺琥珀酸酯)
mPEG-SS是較早使用帶活性基團的PEG,它的反應活性較高,但是由於和PEG主鏈連線的是酯鍵,因此,在強鹼或強酸條件下,酯鍵易斷裂水解,使活性基團的含量下降。該產品的含量>95%
mPEG2-NHS(mPEG2-N-羥基琥珀醯亞胺酯)
通過把mPEG偶聯到賴氨酸上得到含有羧基的雙臂mPEG2-COOH,然後再與NHS活化後得到雙臂mPEG琥珀醯亞胺酯(mPEG2-NHS)。mPEG2-NHS具有許多優點,其產物的支化結構會產生較大的分子體積,這樣它們就不大可能滲透到蛋白質空間位阻大的區域。在和蛋白偶聯後,不需要太多的偶聯點便可使偶聯產物保留PEG所具有的特點。mPEG2試劑儘管其水解速率及與小分子的反應速率比大多數NHS活性酯快,但與蛋白質的反應速率卻要慢一些。這是由於其較大的空間位阻的緣故,因此適當延長和蛋白質的反應時間是必要的。該產品的純度>95%。
mPEG-SBA(mPEG-琥珀醯亞胺丁酸酯)
mPEG-琥珀醯亞胺丁酸酯具有和mPEG-琥珀醯亞胺丙酸酯類似的結構,只是多了一個亞甲基。因此,它在PH為8的水溶液中的半衰期比mPEG-琥珀醯亞胺丙酸酯長,為23.3分鐘。但它的反應活性不如丙酸酯。其純度>95%。
mPEG-ALD (mPEG-丙醛)
在硼氫化鈉存在下,帶醛基的PEG會和伯胺發生還原氨化反應。醛基和其它的親電活性基團不同,它只和胺基反應。雖然醛基的反應活性比NHS活性酯低,但是它具有反應條件溫和(pH 6-9.5,6~24小時),易於使PEG和蛋白質或其它材料的表面連線。因此,在較低的pH下,mPEG-ALD會對蛋白質的N端進行選擇性反應。其連線的穩定性(通過還原反應形成仲胺)對於製備固定化酶是極其重要的。用這種方式改性的蛋白質,可以保留氨基和蛋白在溶劑中的帶電性,這對於保持蛋白質的構造和活性是非常重要的。通過胺基酸分析方法對蛋白質水解物中的賴氨酸進行定量分析,可以很方便地對這些偶合產物進行表征。mPEG-ALD是蛋白質N端PEG化的通用試劑。其純度大約為80%。
MPEG2-乙醛(mPEG2-ALD)
mPEG2-ALD也是一種有用的化合物。在對胺基有高度選擇性的反應中,使用本產品來替代mPEG2-NHS是適當的。
mPWG-MAL(mPEG-馬來醯亞胺)
馬來醯亞胺和巰基的偶合是蛋白和多肽偶聯中的一個非常有用的反應。這個反應很特別,即使在其它功能基存在下,它也可以在溫和的條件下進行。作為有活性端基的聚合物,mPEG-MAL已被用來合成具有確定結構和生物活性的PEG-蛋白質偶合物。mPEG-MAL也常用作聚合物試劑來選擇性誘捕含巰基的多肽。產物的純度約為80%。

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