MPEG
定义
MPEG有两层含义。作为机构名，它指国际标准化组织(ISO)与国际电工委员会(IEC)第一联合技术委员会第29分委员会第11工作组，官方编号为 ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11，工作范围是运动图像与音频的编码[1]。作为标准名，它指该工作组制定的一整套国际规范，涵盖视频压缩、音频压缩、码流复用、文件封装以及内容描述等[2]。
两者常被混用，因为标准文本以 MPEG 加编号命名，如 MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4，编号对应各自的标准号 ISO/IEC 11172、ISO/IEC 13818、ISO/IEC 14496[4]。这些标准只规定解码器行为和码流语法，编码器的具体实现留给厂商自行优化，因此同一条标准可以容纳质量与复杂度不同的多种编码器[2]。
原理
MPEG 视频编码属于混合编码框架：先用帧间预测消除时间冗余，再对预测残差做变换、量化和熵编码[3]。画面被划分为 16×16 像素的宏块，编码器在参考画面中搜索匹配块并记录位移，即运动向量，解码端据此重建预测画面[5]。对预测残差按 8×8 像素块施加离散余弦变换(DCT)，能量集中于低频系数，高频分量经量化后大量归零，再经 Z 字扫描和变长编码压缩[5]。
MPEG-1 引入的帧类型分为 I 帧、P 帧和 B 帧：I 帧独立编码，提供随机接入点；P 帧参照前一参考帧作单向预测；B 帧同时参照前后两个参考帧，压缩程度最高[5]。多帧组成图像组(GOP)，使播放可以从任意 I 帧切入，这一结构是光盘等存储应用实现跳转播放的前提[3]。
在颜色处理上，编码前先把红绿蓝信号转换为亮度与色差分量，并按人眼对亮度更敏感的特性降低色差采样率，进一步减少数据量[1]。标准同时规定了音频与视频码流的复用方式，使伴音与画面在单个码流内保持同步[5]。
发展历程
工作组于1988年2月由 Leonardo Chiariglione 与安田浩等人推动成立，起因是国际标准化组织认为需要为数字视听压缩建立统一的国际框架[2]。首个成果 MPEG-1 面向码率约 1.5 Mbit/s 的存储介质，标准号为 ISO/IEC 11172，视频部分规定了 352×240 或 352×288 的 SIF 分辨率，1992 年获批、1993 年成为国际标准[4][6]。其音频第三层即 MP3，成为此后多年流行的音频压缩格式[1]。
MPEG-2 于 1994 年发布、1995 年成为国际标准，编号 ISO/IEC 13818，视频部分与 ITU-T H.262 为同一文本，新增隔行扫描编码、可分级编码和对 4:2:2 色差格式的支持，码率适用范围从标清广播延伸到高清[3]。原计划针对高清电视的 MPEG-3 因 MPEG-2 已能满足需求而中止[1]。
MPEG-4 第一版于 1999 年发布，第二版于 2000 年前后完成，编号 ISO/IEC 14496，改用基于对象的编码思路，把场景分解为音视频对象分别编码，并支持任意形状、三维内容与低码率编码[7]。其第 10 部分由 ISO/IEC 与 ITU-T 联合制定，即 H.264/AVC，在同等画质下比 MPEG-2 节省约一半码率[2]。
此后 ISO/IEC 与 ITU-T 继续联合推进，2013 年发布 H.265/HEVC(ISO/IEC 23008-2)，码率约为 AVC 的一半，用于 4K 流媒体与广播[8]。2015 年两组织又组建联合视频探索组，2018 年 4 月启动面向 H.266/VVC 的联合视频专家组工作，目标是在 HEVC 基础上再降低约 50% 码率[9]。除压缩外，工作组还制定了 MPEG-7 多媒体内容描述标准(ISO/IEC 15938)与 MPEG-21 数字项框架，两者不以压缩为目的，而是规范元数据与内容分发[10]。
应用
MPEG-1 主要随视频光盘进入消费市场，其音频层被广泛用于音乐文件分发[1]。MPEG-2 的适用范围覆盖存储、通信与广播，DVD 视频、数字卫星电视、有线数字电视以及日本等地的数字电视广播均以其为编码格式，传输流采用固定 188 字节的包结构，成为数字电视广播的通用封装方式[3][2]。
MPEG-4 的 MP4 文件格式源自 QuickTime，后演化为 ISO 基础媒体文件格式，成为自适应流媒体传输的基础；MPEG-DASH 即建立在这一格式之上[2]。H.264/AVC 在互联网视频、移动终端和视频会议中占据主导地位，HEVC 则用于 4K 流媒体与新一代广播[2]。MPEG-7 的描述工具被用于视听档案的编目与检索，可记录内容的创作信息、结构切分与低层视觉特征[11]。
局限
MPEG 采用有损压缩，量化过程丢弃的高频信息无法恢复，码率越低块效应与细节损失越明显，MPEG-1 的典型码率只有 1.5 Mbit/s，主要面向标清画面[4]。MPEG-2 在 2～3 Mbit/s 以下效率不佳，其常规使用区间为标清广播 2～5 Mbit/s、DVD 6～8 Mbit/s，帧率基本固定，不适合码率剧烈波动的网络环境[4]。
基于对象的编码在标准中已作出规定，但通用的视频对象分割方法长期未能解决，按语义分割更为困难，这限制了 MPEG-4 对象编码能力的实际使用[7]。此外，MPEG-7 与 MPEG-21 面向元数据与内容框架，本身不提供压缩功能，其中部分工具的应用范围相对有限[10]。
标准必要专利的许可也是 MPEG 系列标准落地时的现实约束。HEVC/H.265 发布后出现了多个专利池，MPEG LA 于 2014 年率先成立一个，Access Advance 于次年推出另一个，Velos Media 于 2017 年再设一个并于 2022 年解散；专利池之间权利存在重叠，仅加入单一专利池未必能覆盖全部必要专利[12]。2023 年 MPEG LA 与 Via Licensing 合并为 Via LA，继续运营 AVC 与 HEVC 专利池项目[12]。
MPEG 标准的应用还受制于生态竞争。MPEG 创始人 Leonardo Chiariglione 于 2021 年公开表示，HEVC 面临的专利收费分散问题削弱了其推广基础，同期开放媒体联盟推动的 AV1 等免版税编码方案开始进入市场[13]。
参见
参考资料
- MPEG [引用日期2026-10-29]
- MPEG standards | IEEE Technology Navigator [引用日期2026-10-29]
- 動画像符号化に関わる標準規格 [引用日期2026-10-29]
- International Telecommunication Union [引用日期2026-10-29]
- CN1220065A [引用日期2026-10-29]
- 视音频、流媒体、图像编码标准综述 [引用日期2026-10-29]
- IPTV编解码标准综述 [引用日期2026-10-29]
- These_BIATEK_Thibaud2(PDF) [引用日期2026-10-29]
- google.com 上的网页 [引用日期2026-10-29]
- Leseprobe-komplett_01876(PDF) [引用日期2026-10-29]
- document [引用日期2026-10-29]
- haiwen-law.com 上的 PDF 文件 [引用日期2026-10-29]
- MPEG创始人、主席：MEPG商业模式已经破裂 [引用日期2026-10-29]