MPEG诞生记
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作者 | Leonardo Chiariglione
翻譯 | Alex
技術(shù)審校?|?李忠、張賢國
MPEG
? 視? 野
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純從邏輯上來講，MPEG本不應(yīng)該存在。
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20世紀80年代，媒體標準化這個“銀河帝國”被牢牢掌握在ITU（視頻通信和語音）、IEC（音頻和電視）和ISO（攝影攝像）手中，更不用說其下屬的數(shù)十個地區(qū)和國家標準委員會。
那么MPEG這個小小的專家組（當時甚至不被ISO認可）是如何脫穎而出成為媒體行業(yè)的參考標準組的？
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正如科幻小說《基地》中的人物Mule一樣，MPEG成為不可阻擋的力量走到了臺前。在本篇文章中，我將向大家講述這個看似“不可能”的故事是如何發(fā)生的。
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Mule:?美國科幻小說《基地》中的人物，銀河系征服者之一。Mule是一個變種人，具有進入他人思想并操控他人情緒的能力。《基地》三部曲是美國作家艾薩克·阿西莫夫出版于1951年的科幻小說短篇集。
20世紀70～80年代的視頻編碼
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我曾受雇于意大利電信研究中心 CSELT（當時是STET/SIP）從事視頻電話的研究工作。1978年，我加入了歐洲行動COST （歐洲科技合作計劃）211。該行動的目標是：在DPCM（差分脈沖編碼調(diào)制）和條件補償算法的基礎(chǔ)上，確定、實現(xiàn)及測試2 Mbit/s的視頻會議系統(tǒng)。在那個年代，這方面的研究像電子設(shè)備和MSI芯片一樣稀缺。
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1984年，該項目的成果被ITU標準化為H.120——用于視頻會議的數(shù)字信號編解碼器?。當時在工業(yè)上獲得了一些實現(xiàn)（其中一個來自我的實驗室，當時減少到使用兩個16U的工程機柜），但服務(wù)范圍十分有限。?
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作為COST 211合作研究的延續(xù)， COST 211 bis演變?yōu)橄乱粋€ITU-T項目的歐洲合作論壇。我參加了名為Okubo（以當時的主席命名）小組的前幾次會議?。該小組在1988年開發(fā)了H.261標準——用于 p x 64 kbit/s 帶寬（p=1，2，..., 30）視聽服務(wù)的視頻編碼器。
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我不再繼續(xù)參與，因為我不同意該小組的一些決定。其中我最不喜歡的就是CIF（Common Intermediate Format，通用影像傳輸格式）。顧名思義，CIF 是一種分辨率為 352×288 像素（PAL 幀大小的 1/4）的視頻格式，幀率為NTSC所定義的29.97 幀/秒。我試圖說服我的同事CIF作為一個視頻格式已經(jīng)過時了，但沒有成功。我認為設(shè)計一個靈活的解碼器就可以處理不同的空間分辨率和時間分辨率。
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1984年，EC（歐盟委員會）啟動了RACE（歐洲高級通信研究與開發(fā)）研發(fā)計劃的試行，我當時成立了一個名為集成視頻編解碼器 (IVICO) 的聯(lián)盟，獲得了該計劃為期一年的資助。這個項目（是COMIS 項目的擴展版本）提出一個基于通用編碼架構(gòu)（DCT + 運動補償）的工作計劃。在當時，這是一個不錯的解決方案。
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EC在年底停止了項目資助。我認為主要是因為雙方的目標不一致。我們的目標是為視頻解碼器的消費市場設(shè)計VLSI芯片（超大規(guī)模集成電路）。而EC當時的目標是下一代的高清模擬電視系統(tǒng)（HD-MAC），以及為下個世紀（現(xiàn)在）所設(shè)計的數(shù)字電視系統(tǒng)?。
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1986年12月，我前往休斯敦參加在那里舉辦的Globecom大會，并要在那里做一個關(guān)于IVICO項目的論文演講。會上我遇見了安田浩（Hiroshi Yasuda）和其他東京大學(xué)的校友（我曾在東京大學(xué)攻讀博士）。安田浩邀請我參加第二年三月份舉辦的下一屆JPEG會議。
向JPEG學(xué)習(xí)
參加JPEG會議對我來說意義非凡，因為我在CSELT的小組也參與了JPEG的另一個歐洲項目——PICA（Photographic Image Compression Algorithm，攝影圖像壓縮算法）。這個項目由英國電信發(fā)起，目的是協(xié)調(diào)歐洲加入JPEG。1987年3月，我去了達姆施塔特。在那里，德國聯(lián)邦郵政的 FTZ 研究中心主辦了 JPEG 會議，該會議最終確定了用來測試 1987 年 7 月所提交提案的程序。
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JPEG小組的多元化給我留下了深刻的印象。20世紀70年代后期以來，我參加了各種歐洲標準專家組，這些專家組全部由電信人員組成。與此不同的是，JPEG 由眾多國際公司的代表組成，如電信運營商（英國電信、德國電信、KDD、NTT）、廣播公司（CCETT、IBA）、計算機制造商（IBM、Digital Equipment）、終端設(shè)備制造商（NEC、三菱）、集成電路（卓然公司）等。
多行業(yè)標準專家組的實現(xiàn)引起了我的共鳴，因為長久以來，我一直認為視頻編碼標準專家組不應(yīng)該只局限在電信行業(yè)?。我曾在電信公司工作，那時我就意識到電信基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展無法匹配媒體市場的規(guī)模，并且電信設(shè)備提供商面對客戶時也會遇到同樣的問題?。
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那些年，我被飛利浦開發(fā)的CD-i（compact disc interactive，交互式光盤）深深吸引。CD-i主要針對CD上的交互視頻，碼率約為1.5 Mbit/s。我當時認為CE（消費電子）行業(yè)會使電信行業(yè)使用的視頻設(shè)備得到發(fā)展，前提是CE行業(yè)所開發(fā)的產(chǎn)品是基于國際標準而不是符合各自利益的專有解決方案。
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KTAS（丹麥一家電信公司）在哥本哈根舉辦了7月會議，由 CCETT 的 Alain Léger 組織。我們小組參與的一個PICA提案表現(xiàn)最好，并成為著名的JPEG標準的基礎(chǔ)。在那次會議上，我向安田浩（安田浩是 SC 2/WG 8 的召集人， JPEG 專家組也是他主持的）提議在WG 8（Working Group 8）中創(chuàng)建另一個動態(tài)圖像專家組。
MPEG誕生了！
1988年1月，KTAS在哥本哈根舉辦的另一場會議上，WG 8新創(chuàng)建了兩個專家組：JBIG（二值圖像壓縮專家組）和MPEG。MPEG負責開發(fā)視頻編碼標準（后續(xù)還包括音頻和系統(tǒng)標準）?。
第一個項目是關(guān)于碼率約為 1.5 Mbit/s 的視頻編碼（用于“數(shù)字存儲媒體”的存儲和檢索應(yīng)用）。它實現(xiàn)了我的想法——一個由所有行業(yè)的研究人員制定的國際標準，由CE行業(yè)實現(xiàn)，并被電信和廣播行業(yè)用于視聽服務(wù)。
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取得這個成果后，我成立了一個名為COMIS（Coding of Movement Images for Storage?, 存儲用視頻編碼）的歐洲項目，然后召集了歐洲的電信公司、電子消費公司、芯片制造商、大學(xué)參與其中。這么做除了能讓大家更有效地參與到MPEG的討論中來，還能給MPEG帶來更多的知名度。安田浩在日本的DAPA（Digital Audio Pictures Architecture，數(shù)字音頻圖片架構(gòu)）也做了同樣的事情。
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MPEG第一次會議于1988年5月在渥太華舉行，共29人出席。同年12月，第四次會議在德國漢諾威舉行，會上成立了音頻組。在接下來的幾次會議中，視頻、測試、數(shù)字存儲媒體、系統(tǒng)、VLSI 小組相繼成立。次年11月，JVC公司在日本的久里濱主辦了會議，會上考慮了對 MPEG-1 提案征集的回應(yīng)。此次會議出席人數(shù)已達到99人。
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我很高興在接下來的埃因霍溫會議（1989 年 2 月）上，MPEG 支持了SIF（Source Input Format，源輸入格式）。SIF可通過對 625 行掃描線（PAL格式）和 525 行掃描線（NTSC格式）的視頻幀進行采樣，得到不同幀率的288×352 像素和 240×352 像素。采用 625 或 525 版本的SIF視頻格式都可以顯示仿真結(jié)果。從此，MPEG的常態(tài)就是讓解碼器與編碼器的視頻格式解耦。
SC29的創(chuàng)立
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在久里濱，一個由ISO組成的專家組——MHEG（Multimedia and Hypermedia Experts Group，多媒體和超媒體專家組）加入了WG 8國際標準工作組。這意味著，在JBIG、MPEG和JPEG加入之后不到兩年時間，WG 8的成員已經(jīng)超過了150個。我認為 WG 8 無法容納正在迅速發(fā)展的各種活動，所以促使安田浩在WG 8之外另創(chuàng)建一個小組委員會。
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1991 年 4 月，在華盛頓舉行的 SC2 會議上，一個國家機構(gòu)聯(lián)盟批準了 WG 8從SC2中分離出來。SC 29分技術(shù)委員會于1991年11月舉辦了第一次會議（就在 MPEG-2 測試之后），MPEG出席人數(shù)達到了200。
? ? 結(jié)語
就像《基地》中的Mule一樣，MPEG 克服一切困難出現(xiàn)在大家面前。能夠?qū)E行業(yè)的制造能力與電信和廣播服務(wù)需求相結(jié)合，是我一直以來的希望，這個想法終于成功實現(xiàn)。如今，MPEG-1 時代的 CE 行業(yè)已不復(fù)存在，因為它已在很大程度上與 IT 行業(yè)合并。然而，多虧了MPEG-4，MPEG 能夠繼續(xù)發(fā)揮參考標準的作用，并為“不斷擴展的”媒體產(chǎn)業(yè)服務(wù)。
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MPEG的成功故事提醒人們，標準化必須像孕育Mule的誕生那樣，才能有所收獲。在 MPEG 中，每個人都有機會成為下一個Mule。他們只需要提出一個計劃（并說服 MPEG中的其他人）。
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本篇文章發(fā)表于2019年，那個時候MPEG還在。很遺憾，現(xiàn)在MPEG專家組已關(guān)閉。不過幸運的是，MPEG的精神在MPAI（由人工智能編碼的視頻、音頻和數(shù)據(jù)）中得以延續(xù)。
MPAI：https://mpai.community/
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作者簡介：
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Leonardo Chiariglione：意大利人，MPEG創(chuàng)始人，1988年開始任MPEG主席，2020年6月辭職，現(xiàn)致力于MPAI的推廣。
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特別說明 |?原作者Leonardo Chiariglione已授權(quán)本文的翻譯與發(fā)布，并審閱了中文譯文，特此感謝。
原文鏈接?|?
https://blog.chiariglione.org/the-true-history-of-mpegs-first-steps/
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總結(jié)
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