MPEG-4
Estándar de codificación de vídeo

MPEG-4 es un grupo de estándares internacionales para la compresión de datos de audio y video digitales, sistemas multimedia y formatos de almacenamiento de archivos. Fue introducido originalmente a fines de 1998 como un grupo de formatos de codificación de audio y video y tecnología relacionada acordados por el Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento (MPEG) de ISO/IEC ( ISO/IEC JTC 1 /SC29/WG11) bajo el estándar formal ISO/IEC 14496 – Codificación de objetos audiovisuales . Los usos de MPEG-4 incluyen la compresión de datos audiovisuales para video por Internet y distribución de CD , voz ( teléfono , videoteléfono ) y aplicaciones de transmisión de televisión . El estándar MPEG-4 fue desarrollado por un grupo liderado por Touradj Ebrahimi (más tarde presidente de JPEG ) y Fernando Pereira. [1]

Fondo

El MPEG-4 absorbe muchas de las características del MPEG-1 y el MPEG-2 y otros estándares relacionados, y añade nuevas características como compatibilidad (extendida) con VRML para renderizado 3D, archivos compuestos orientados a objetos (incluidos audio, vídeo y objetos VRML), compatibilidad con la gestión de derechos digitales especificada externamente y varios tipos de interactividad. La AAC (codificación avanzada de audio) se estandarizó como complemento del MPEG-2 (como Parte 1) antes de que se publicara el MPEG-4.

MPEG-4 sigue siendo un estándar en evolución y se divide en varias partes. Las empresas que promocionan la compatibilidad con MPEG-4 no siempre indican claramente a qué nivel de "parte" de compatibilidad se refieren. Las partes clave que hay que tener en cuenta son MPEG-4 Parte 2 (que incluye el Perfil simple avanzado, utilizado por códecs como DivX , Xvid , Nero Digital , RealMedia , 3ivx , H.263 y QuickTime 6) y MPEG-4 Parte 10 (MPEG-4 AVC/ H.264 o Codificación de vídeo avanzada, utilizada por el codificador x264 , Nero Digital AVC, QuickTime 7, Flash Video y medios de vídeo de alta definición como Blu-ray Disc ).

La mayoría de las características incluidas en MPEG-4 se dejan en manos de los desarrolladores individuales, quienes deberán decidir si las implementan o no. Esto significa que probablemente no existan implementaciones completas de todo el conjunto de estándares MPEG-4. Para abordar este problema, el estándar incluye el concepto de "perfiles" y "niveles", lo que permite definir un conjunto específico de capacidades de una manera adecuada para un subconjunto de aplicaciones.

Inicialmente, el formato MPEG-4 estaba destinado principalmente a comunicaciones de vídeo con baja tasa de bits ; sin embargo, su alcance como estándar de codificación multimedia se amplió posteriormente. El formato MPEG-4 es eficiente en una variedad de tasas de bits que van desde unos pocos kilobits por segundo hasta decenas de megabits por segundo. El formato MPEG-4 ofrece las siguientes funciones:

  • Eficiencia de codificación mejorada con respecto a MPEG-2 [2]
  • Capacidad de codificar datos multimedia mixtos (vídeo, audio, voz)
  • Resistencia a errores para permitir una transmisión robusta
  • Capacidad de interactuar con la escena audiovisual generada en el receptor

Descripción general

MPEG-4 proporciona una serie de tecnologías para desarrolladores, para diversos proveedores de servicios y para usuarios finales:

  • MPEG-4 permite a diferentes desarrolladores de software y hardware crear objetos multimedia que poseen mejores capacidades de adaptabilidad y flexibilidad para mejorar la calidad de servicios y tecnologías como la televisión digital , los gráficos de animación , la World Wide Web y sus extensiones.
  • Los proveedores de redes de datos pueden utilizar MPEG-4 para lograr transparencia en los datos. Con la ayuda de procedimientos estándar, los datos MPEG-4 pueden interpretarse y transformarse en otros tipos de señales compatibles con cualquier red disponible.
  • El formato MPEG-4 proporciona a los usuarios finales una amplia gama de interacción con diversos objetos animados.
  • Señalización de gestión de derechos digitales estandarizada, también conocida en la comunidad MPEG como Gestión y Protección de la Propiedad Intelectual (IPMP).

El formato MPEG-4 puede realizar varias funciones, entre las que podrían estar las siguientes:

  • Multiplexa y sincroniza datos asociados a objetos multimedia de tal forma que puedan ser transportados eficientemente a través de canales de red.
  • Interacción con la escena audiovisual, que se forma en el lado del receptor.

Perfiles y niveles

MPEG-4 proporciona un amplio y rico conjunto de herramientas para la codificación. [ vague ] Se han proporcionado subconjuntos de los conjuntos de herramientas MPEG-4 para su uso en aplicaciones específicas. [ vague ] Estos subconjuntos, llamados "Perfiles", limitan el tamaño del conjunto de herramientas que un decodificador debe implementar. [3] Para restringir la complejidad computacional, se establecen uno o más "Niveles" para cada Perfil. [3] Una combinación de Perfil y Nivel permite: [3]

  • Un generador de códecs para implementar solo el subconjunto del estándar necesario, mientras mantiene la interoperabilidad con otros dispositivos MPEG-4 que implementan la misma combinación. [3]
  • Comprobación de si los dispositivos MPEG-4 cumplen el estándar, lo que se conoce como prueba de conformidad . [3]

Partes de MPEG-4

MPEG-4 consta de varios estándares, denominados "partes", entre los que se incluyen los siguientes (cada parte cubre un aspecto determinado de toda la especificación):

Partes del formato MPEG-4 [4] [5]
ParteNúmeroFecha de primera publicación pública (primera edición)Última fecha de publicación pública (última edición)Última modificaciónTítuloDescripción
Parte 1ISO/IEC 14496-119992010 [6]2014 [7]SistemasDescribe la sincronización y multiplexación de vídeo y audio. Por ejemplo, la versión 1 del formato de archivo MPEG-4 (obsoleta por la versión 2 definida en MPEG-4 Parte 14). La funcionalidad de una pila de protocolos de transporte para transmitir y/o almacenar contenido que cumpla con la norma ISO/IEC 14496 no está dentro del alcance de la norma 14496-1 y solo se considera la interfaz con esta capa (DMIF). La información sobre el transporte de contenido MPEG-4 se define, por ejemplo, en MPEG-2 Transport Stream , RTP Audio Video Profiles y otros. [8] [9] [10] [11] [12]
Parte 2ISO/IEC 14496-2 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.19992004 [13]2009VisualFormato de compresión para datos visuales (vídeos, texturas fijas, imágenes sintéticas, etc.). Contiene numerosos perfiles, incluidos el Perfil simple avanzado (ASP) y el Perfil simple (SP).
Parte 3ISO/IEC 14496-3 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.19992009 [14]2017 [15]AudioUn conjunto de formatos de compresión para la codificación perceptiva de señales de audio, incluidas algunas variaciones de codificación de audio avanzada (AAC), así como otros formatos y herramientas de codificación de audio/voz (como codificación sin pérdida de audio (ALS), codificación sin pérdida escalable (SLS), audio estructurado , interfaz de texto a voz (TTSI), HVXC , CELP y otros)
Parte 4ISO/IEC 14496-4 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20002004 [16]2016Prueba de conformidadDescribe los procedimientos para probar la conformidad con otras partes de la norma.
Parte 5ISO/IEC 14496-5 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20002001 [17]2017Software de referenciaProporciona software de referencia para demostrar y aclarar las otras partes de la norma.
Parte 6ISO/IEC 14496-6 Archivado el 31 de agosto de 2017 en Wayback Machine.19992000 [18]Marco de integración multimedia de entrega (DMIF)
Parte 7ISO/IEC TR 14496-7 Archivado el 31 de agosto de 2017 en Wayback Machine20022004 [19]Software de referencia optimizado para la codificación de objetos audiovisualesProporciona ejemplos de cómo realizar implementaciones mejoradas (por ejemplo, en relación con la Parte 5).
Parte 8ISO/IEC 14496-8 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20042004 [20]Transporte de contenidos ISO/IEC 14496 a través de redes IPEspecifica un método para transportar contenido MPEG-4 en redes IP . También incluye pautas para diseñar formatos de carga útil RTP , reglas de uso de SDP para transportar información relacionada con ISO/IEC 14496-1, definiciones de tipo MIME , análisis sobre seguridad RTP y multidifusión .
Parte 9ISO/IEC TR 14496-9 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine20042009 [21]Descripción del hardware de referenciaProporciona diseños de hardware para demostrar cómo implementar las otras partes del estándar.
Parte 10ISO/IEC 14496-10 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20032014 [22]2016 [23]Codificación avanzada de vídeo (AVC)Un formato de compresión para señales de vídeo que es técnicamente idéntico al estándar ITU-T H.264 .
Parte 11ISO/IEC 14496-11 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20052015 [24]Descripción de escenas y motor de aplicaciónSe puede utilizar para contenido interactivo enriquecido con múltiples perfiles, incluidas versiones 2D y 3D. MPEG-4 Parte 11 revisó MPEG-4 Parte 1 – ISO/IEC 14496-1:2001 y dos enmiendas a MPEG-4 Parte 1. Describe una descripción a nivel de sistema de un motor de aplicación (entrega, ciclo de vida, formato y comportamiento de aplicaciones de código de bytes Java descargables ) y el formato binario para escena (BIFS) y el formato textual MPEG-4 extensible (XMT)  : una representación textual del contenido multimedia MPEG-4 utilizando XML , etc. [24] (También se conoce como BIFS, XMT, MPEG-J. [25] MPEG-J se definió en MPEG-4 Parte 21)
Parte 12ISO/IEC 14496-12 Archivado el 27 de enero de 2023 en Wayback Machine.20042015 [26]2017 [27]Formato de archivo multimedia base ISOFormato de archivo para almacenar contenido multimedia basado en tiempo. Es un formato general que constituye la base de varios formatos de archivo más específicos (por ejemplo, 3GP , Motion JPEG 2000 , MPEG-4 Parte 14 ). Es técnicamente idéntico a la norma ISO/IEC 15444-12 ( sistema de codificación de imágenes JPEG 2000 , Parte 12).
Parte 13ISO/IEC 14496-13 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20042004 [28]Extensiones de la Gestión y Protección de la Propiedad Intelectual (IPMP)La Parte 13 de MPEG-4 revisó una enmienda a la Parte 1 de MPEG-4 – ISO/IEC 14496-1:2001/Amd 3:2004. Especifica el procesamiento, la sintaxis y la semántica comunes de Gestión y Protección de la Propiedad Intelectual (IPMP) para el transporte de herramientas IPMP en el flujo de bits, el transporte de información IPMP, la autenticación mutua para herramientas IPMP, una lista de autoridades de registro requeridas para el soporte de las especificaciones enmendadas (por ejemplo, CISAC ), etc. Se definió debido a la falta de interoperabilidad de diferentes mecanismos de protección (diferentes sistemas DRM) para proteger y distribuir contenido digital con derechos de autor, como música o video. [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37]
Parte 14ISO/IEC 14496-14 Archivado el 30 de marzo de 2023 en Wayback Machine.20032003 [38]2010 [39]Formato de archivo MP4También se conoce como "formato de archivo MPEG-4 versión 2". Es el formato de archivo contenedor designado para el contenido MPEG-4, que se basa en la Parte 12. Revisa y reemplaza por completo la Cláusula 13 de la norma ISO/IEC 14496-1 (MPEG-4 Parte 1: Sistemas), en la que se especificaba anteriormente el formato de archivo MPEG-4.
Parte 15ISO/IEC 14496-15 Archivado el 7 de diciembre de 2023 en Wayback Machine.20042022 [40]2023 [41]Parte 15: Transporte de video estructurado de la unidad de capa de abstracción de red (NAL) en el formato de archivo multimedia base ISOPara almacenar el vídeo de la Parte 10. El formato de archivo se basa en el de la Parte 12, pero también permite el almacenamiento en otros formatos de archivo.
Parte 16ISO/IEC 14496-16 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20042011 [42]2016 [43]Extensión del marco de animación (AFX)Especifica el modelo MPEG-4 Animation Framework eXtension (AFX) para representar contenido gráfico 3D. MPEG-4 se amplía con objetos sintéticos de nivel superior para especificar geometría, textura, animación y algoritmos de compresión dedicados.
Parte 17ISO/IEC 14496-17 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20062006 [44]Formato de texto en streamingFormato de subtítulos de texto temporizado
Parte 18ISO/IEC 14496-18 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20042004 [45]2014Compresión y transmisión de fuentesPara el formato de fuente abierto definido en la Parte 22.
Parte 19ISO/IEC 14496-19 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20042004 [46]Flujo de textura sintetizadaLos flujos de textura sintetizados se utilizan para la creación de videoclips sintéticos con una tasa de bits muy baja.
Parte 20ISO/IEC 14496-20 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20062008 [47]2010Representación de escenas de aplicaciones ligeras (LASeR) y formato de agregación simple (SAF)Los requisitos de LASeR (eficiencia de compresión, código y huella de memoria) se cumplen basándose en el formato de gráficos vectoriales escalables (SVG) definido por el Consorcio World Wide Web. [48]
Parte 21ISO/IEC 14496-2120062006 [49]Extensiones de la plataforma de gráficos MPEG-J (GFX)Describe un entorno programático ligero para aplicaciones multimedia interactivas avanzadas: un marco que combina un subconjunto del entorno de aplicación Java estándar MPEG (MPEG-J) con una API Java . [25] [49] [50] [51] (en etapa "FCD" en julio de 2005, FDIS en enero de 2006, publicado como estándar ISO el 22 de noviembre de 2006).
Parte 22ISO/IEC 14496-2220072015 [52]2017Formato de fuente abiertoOFFS se basa en la especificación de formato de fuente OpenType versión 1.4 y es técnicamente equivalente a esa especificación. [53] [54] Alcanzó la etapa "CD" en julio de 2005 y se publicó como estándar ISO en 2007.
Parte 23ISO/IEC 14496-2320082008 [55]Representación simbólica de la música (SMR)Alcanzó la etapa "FCD" en octubre de 2006 y se publicó como estándar ISO el 28 de enero de 2008.
Parte 24ISO/IEC TR 14496-24 Archivado el 31 de agosto de 2017 en Wayback Machine20082008 [56]Interacción de audio y sistemasDescribe el comportamiento conjunto deseado del formato de archivo MPEG-4 y el audio MPEG-4.
Parte 25ISO/IEC 14496-25 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20092011 [57]Modelo de compresión de gráficos 3DDefine un modelo para conectar herramientas de compresión de gráficos 3D definidas en los estándares MPEG-4 con primitivas gráficas definidas en cualquier otro estándar o especificación.
Parte 26ISO/IEC 14496-26 Archivado el 31 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20102010 [58]2016Conformidad de audio
Parte 27ISO/IEC 14496-27 Archivado el 30 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20092009 [59]2015 [60]Conformidad con gráficos 3DLa conformidad con los gráficos 3D resume los requisitos, los relaciona con las características y define cómo se puede comprobar su conformidad. Se ofrecen directrices sobre la construcción de pruebas para verificar la conformidad del decodificador.
Parte 28ISO/IEC 14496-2820122012 [61]Representación de fuentes compuestas
Parte 29ISO/IEC 14496-29 Archivado el 31 de agosto de 2017 en Wayback Machine.20142015Codificación de vídeo webEl texto de la Parte 29 se deriva de la Parte 10 - ISO/IEC 14496-10. La codificación de vídeo web es una tecnología compatible con el Perfil de referencia restringido de ISO/IEC 14496-10 (el subconjunto que se especifica en el Anexo A para el Perfil de referencia restringido es una especificación normativa, mientras que todas las partes restantes son informativas).
Parte 30ISO/IEC 14496-3020142014Texto cronometrado y otras superposiciones visuales en formato de archivo multimedia basado en ISODescribe el transporte de algunas formas de secuencias de texto y subtítulos temporizados en archivos según la norma ISO/IEC 14496-12: lenguaje de marcado de texto temporizado W3C 1.0 y WebVTT (pistas de texto de vídeo web) W3C. La documentación de estas formas no excluye otras definiciones de transporte de texto o subtítulos temporizados; consulte, por ejemplo, 3GPP Timed Text (3GPP TS 26.245).
Parte 31ISO/IEC 14496-31En desarrollo (2018-05)Codificación de vídeo para navegadoresCodificación de vídeo para navegadores (VCB): una tecnología de compresión de vídeo diseñada para usarse dentro de los navegadores de la World Wide Web.
Parte 32ISO/IEC CD 14496-32En desarrolloSoftware de conformidad y referencia
Parte 33Norma ISO/IEC FDIS 14496-33En desarrolloCodificación de vídeo de Internet

Los perfiles también se definen dentro de las "partes" individuales, por lo que una implementación de una parte normalmente no es una implementación de una parte entera.

MPEG-1 , MPEG-2 , MPEG-7 y MPEG-21 son otros conjuntos de estándares MPEG.

Licencias

MPEG-4 contiene tecnologías patentadas, cuyo uso requiere licencia en países que reconocen las patentes de algoritmos de software . Más de dos docenas de empresas afirman tener patentes que cubren MPEG-4. MPEG LA [62] otorga licencias de patentes requeridas para MPEG-4 Parte 2 Visual de una amplia gama de empresas (el audio se licencia por separado) y enumera todos sus licenciantes y licenciatarios en el sitio. Se están desarrollando nuevas licencias para patentes del sistema MPEG-4 [63] y no se están ofreciendo nuevas licencias mientras los titulares de su antigua licencia de sistemas MPEG-4 sigan estando cubiertos por los términos de esa licencia para las patentes enumeradas (MPEG LA – Lista de patentes).

La mayoría de las patentes utilizadas para el formato visual MPEG-4 pertenecen a tres empresas japonesas: Mitsubishi Electric (255 patentes), Hitachi (206 patentes) y Panasonic (200 patentes).

Véase también

Referencias

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