MPEG-4 - πρότυπο κωδικοποίησης εικόνας

Το πρότυπο MPEG-4 παρουσιάστηκε το 1998. Αντιπροσωπεύει όλο το σύνολο των πρότυπων κωδικοποίησης audio και video μαζί με αποκτηθέντα στοιχεία κωδικοποίησης που υπάρχουν στα MPEG-1 και MPEG-2.

Στο πρότυπο προστέθηκαν νέα χαρακτηριστικά, όπως π.χ. η υπηρεσία VRML για απόδοση 3D (πρότυπο που περιγράφει ένα τρισδιάστατο γραφικό – 3D διαδραστικά διανυσματικά γραφικά, αφιερωμένα για ιστοσελίδες), αντικειμενοστρεφή αρχεία, που διαθέτουν αντικείμενα όπως audio, viceo και VRML, υποστήριξη τεχνολογίας DRM (σύστημα ασφαλείας βασιζόμενο σε κρυπτογραφικούς μηχανισμούς, για την προστασία των πνευματικών δικαιωμάτων).

Τα στοιχεία που έχουν εφαρμοστεί στην κωδικοποίηση MPEG-4, εξαρτώνται από τις ατομικές αποφάσεις των προγραμματιστών, ενώ το εύρος των δυνατοτήτων της εφαρμογής καθορίζεται από τα προφίλ και τα επίπεδα που ορίζονται στο πρότυπο ISO/IEC.

Στο MPEG-4 διακρίνουμε μια ροή βασικών δεδομένων, η οποία είναι αποτέλεσμα των αλγορίθμων κωδικοποίησης. Η ροή αυτή μεταδίδεται ή αποθηκεύεται ξεχωριστά και παρέχει δυνατότητα επαρκούς αναπαραγωγής στην πλευρά του αποδέκτη, έτσι ώστε να παρουσιάσει μια πρωτότυπη παρουσίαση πολυμέσων. Η περιγραφή της σχέσης μεταξύ ξεχωριστών οπτικοακουστικών στοιχείων, παρουσιάζεται σε δύο κύρια επίπεδα. Πρώτο επίπεδο – BIFS (Binary Format Scenes), περιγράφει τους συνδυασμούς σκηνών χωρο-χρόνου, καθιστώντας δυνατή την αλληλεπίδραση με τα αντικείμενα στην σκηνή. Δεύτερο επίπεδο – ODs (Object Descriptors), παρουσιάζει την σχέση μεταξύ των βασικών ροών που σχετίζονται με τα αντικείμενα ODs και φέρουν πρόσθετες πληροφορίες, π.χ. την διεύθυνση URL, που είναι απαραίτητες για την απόκτηση πρόσβασης στην βασική ροή.

Το πρότυπο MPEG-4 στα προφίλ “Visual” καθιστά δυνατή την υβριδική κωδικοποίηση των φυσικών ακολουθιών βίντεο μαζί με φανταστικές εικόνες, που λαμβάνονται από το κατάλληλο λογισμικό του υπολογιστή. Μια τέτοια λύση επιτρέπει π.χ. την τοποθέτηση ατόμου σε ένα εικονικό στούντιο (εικονική πραγματικότητα).

Το MPEG-4 υποστηρίζει την ροή σε εύρος από 5 kbit/s, έως και πάνω από 1 Gbit/s σε μορφή προοδευτική και πεπλεγμένη. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αναλύσεις που κυμαίνονται από sub-QCIF (88x72 px) έως UHD 4k (4096×2304 px).

Οι αλγόριθμοι συμπίεσης είναι πολύ αποδοτικοί για την συμπαγή κωδικοποίηση των χαρακτήρων σε καλή ποιότητα και με μια πολύ υψηλή αναλογία συμπίεσης. Η κωδικοποίηση των εικόνων με βάση το περιεχόμενο, επιτρέπει την ξεχωριστή κωδικοποίηση για ελεύθερα επιλεγμένα αντικείμενα σε ακολουθίες βίντεο.

Η τροποποίηση του περιεχομένου είναι δυνατή χάρη στις λειτουργίες όπως: την παραμόρφωση, την μετατροπή κειμένων, χαρακτήρων και βίντεο. Η επεκτασιμότητα της κωδικοποίησης επιτρέπει μια διαφορετική πολυπλοκότητα ροής δυαδικών ψηφίων ως προς την υφή και την ακολουθία βίντεο.

Η κωδικοποίηση MPEG-4 επιτρέπει μια ευέλικτη προσαρμογή στα παρουσιαζόμενα σφάλματα, χάρη σε αλγόριθμους συμπίεσης εικόνων και βίντεο σε περιβάλλοντα που είναι επιρρεπή σε σφάλματα, καθώς και σε ειδικά εργαλεία για την αλληλουχία βίντεο χαμηλής ποιότητας (μικρότερη από 64 kb/s), τα οποία είναι κατάλληλα για την χρήση προτύπου σε εύρος ζώνης με περιορισμένο ρυθμό μετάδοσης.

Το MPEG-4 περιέχει μια μεγάλη σειρά από εργαλεία για την κωδικοποίηση οπτικοακουστικών περιεχομένων. Τα εργαλεία αυτά διαιρούνται σε υποομάδες κατάλληλες για διαφορετικές εφαρμογές. Οι υποομάδες αυτές ονομάζονται προφίλ και περιλαμβάνουν διαφορετικά όρια εργαλείων και χαρακτηριστικών κωδικοποίησης. Για κάθε ένα από τα προφίλ είναι διαθέσιμα επίσης και τα επίπεδα. Ο ευρέως εφαρμοσμένος συνδυασμός από προφίλ και επίπεδα είναι ο συνδυασμός 'Main Profile @ Main Level'.

Οι νεότερες εκδόσεις χαρακτηρίζονται πάντα από την οπισθόφορη συμβατότητά τους. Αυτές προσθέτουν νέα προφίλ, αλλά δεν οδηγούν σε αλλαγές στα ήδη υπάρχων. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, καθώς τα επόμενα συστήματα είναι συμβατά με τα παλαιότερα.