Review II: done.

Referenzen auf andere LUs, Absätze done.

Acronyme und Wordanführungszeichen done.

Review von Prof. Kosch eingearbeitet.

Unbekannte Character ausgebessert.

Die MPEG-Errungenschaften und die Zukunft

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Auto

• MPEG31-1
  • Anerkannt Nov. 1992 - Fehlerfreies Umfeld - CD347
• MPEG31-2
  • Anerkannt Nov. 1994 - Rundfunk TV und gepackte Medien - mp3, DVD311
• MPEG31-4
  • Anerkannt Okt. 1998 und Dez. 1999 - Objektbasierte AV Kodierung - DivX
  • v2 im März 2001, 2003: harmonisierte Version (AVC) mit ITU h.264
• MPEG31-7: Multimedia Beschreibungsschnittstelle
  • Anerkannt Dez. 2001 - Low- und High-Level Multimedia Beschreibungen
  • 2003: Verbesserter MPEG31-7 Codec v2
• MPEG31-21: Verteiltes Multimedia Framework
  • Digital Item Deklaration und REL 2002/2003, IPMP wird 2004 erwartet
  • Ressourcen Adaptierung 2003/2004
  • Skalierbare Video Kodierung (SVC), seit 2004
• MPEG31-A: Multimedia Anwendungs-Format (seit 2004)
  • Framework für die Integration von Elementen aus verschiedenen MPEG31 Standards

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Auto

Die Moving Pictures Expert Group (MPEG31), eine Untergruppe der ISO-IEC SC 29, hat eine Vorreiterrolle in der Kodierung digitaler Videos.

MPEG31-1 (Nov. 1992) war der erste Standard von MPEG31, der für Video- und Audiokompression entwickelt wurde (für die Abspielgeschwindigkeit der CD optimiert).

MPEG31-2 (Nov. 1993) wurde entwickelt um mit dem Zeilensprungverfahren, das beispielsweise beim Fernsehen eingesetzt wird, umgehen zu können. Dieser Standard wurde im Audiobereich zu dem bekannten Standard mp3 weiterentwickelt. Weiters wird MPEG31-2 wird für die Filmkodierung auf Digital Video Discs (DVD311s) verwendet.

MPEG31-4 (Okt. 1998/Dez. 1999) ist der neueste Videokodierungsstandard der MPEG31-Familie. Hier wurde zum ersten Mal objektbasierte AV (audiovisuelle) Kodierung angewendet. Die zu kodierenden Frames werden vor der Komprimierung in verschiedene Medienobjekte zerlegt. Dann kann für jedes Medienobjekt eine geeignete Kodierung verwendet werden, wodurch es zu einem höherem Komprimierungsgrad kommt. MPEG31-4 ist außerdem die Grundlage für den weit verbreiteten Div-X Codec. Im März 2001 wurde der Codec v2 standardisiert. 2003 wurde dann zusammen mit der International Telegraphy Union ITU (entwickelten die h.261, h.263 Codecs) ein gemeinsamer Standard herausgebracht, der AVC-Teil 10 von MPEG31-4 bzw. ITU H.264.

MPEG31-7 (Dez. 2001) dient zur Beschreibung von audiovisuellen Daten. Er definiert eine Multimedia-Beschreibungsschnittstelle, keine Komprimierung! MPEG31-7 arbeitet mit low- und high-level Multimedia Beschreibungen die automatisch oder manuell aus den Daten extrahiert werden. 2003 wurde mit MPEG31-7 der v2 Codec verbessert. Der MPEG31-7 Standard wurde ausführlich in MPEG-7 und MMDBS behandelt.

MPEG31-21 definiert ein verteiltes Multimedia Framework. Die Digital Item Deklaration und die Rights Expression Language (REL) wurden 2002/2003 veröffentlicht. Die Standardisierung von IPMP (Intellectual Property Management and Protection) wird für 2004 erwartet. Seit 2004 arbeitet man an der Skalierbaren Video Kodierung (SVC).

MPEG31-A (seit 2004) ist ein Multimedia Anwendungs-Format (MAF). Es bietet ein Framework für die Integration von Elementen aus verschiedenen MPEG31-Standards in eine einzige Spezifikation. MAF spezifiziert, wie die Metadaten mit zeitlich festgelegten Medieninformationen zu einer Präsentation der Medien zusammengefügt werden. Diese Präsentation kann lokal am System sein oder auch über ein Netzwerk verteilt sein.

MPEG-21 Multimedia Framework ISO/IEC 21000

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Auto

• Situation: Es existieren keine kompletten Lösungen die verschiedenen Interessensgemeinschaften (Inhalt, Finanzen, Kommunikation, etc.), jede mit ihren eigenen Modellen, Regeln, Prozeduren und Inhaltsformaten, ermöglichen miteinander effizient zu interagieren.
• Die Verteilungskette von Multimedia Inhalten umfasst verschiedene "Spieler" (Inhaltserzeugung, Produktion, Verteilung etc.). Um dies zu unterstützen, muss der Inhalt identifizierbar, beschreibbar, managebar und schützbar sein.
• Ziel: MPEG31-21 MM-Framework soll Interoperabilität in dieser Situation unterstützen

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Auto

Es gibt verschiedene Interessensgemeinschaften (Inhalt, Finanzen, Kommunikation, etc.), die miteinander interagieren wollen. Jedoch hat jede eigene Modelle, Regeln, Prozeduren und Inhaltsformate, die eine effiziente Interaktion bisher verhindern.

Die unterschiedlichen "Spieler" in einer Verteilungskette von Multimedia-Inhalten umfassen Inhaltserzeugung, Produktion, Verteilung, etc.. Um diese Kette wirkungsvoll zu unterstützen muss der Inhalt identifizierbar, beschreibbar, managebar und schützbar sein.

Das MPEG31-21 Multimedia Framework versucht diese Interaktion zu verbessern und Interoperabilität in einer solchen Situation zu unterstützen.

Die wesentlichen Elemente des MPEG-21 Frameworks

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Auto

• Was
  • Ein Digital Item ist ein strukturiertes digitales Objekt mit einer Standardrepräsentation, identifiziert durch Meta-Daten und Ressourcen im MPEG31-21 Framework.
• Wer
  • Ein Benutzer ist jede Entität, die mit der MPEG31-21 Umgebung interagiert oder ein Digital Item benützt.

Auto PC

Auto PDA_Phone

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Auto

Das MPEG31-21 Framework kann in zwei essentielle Konzepte unterteilt werden. Erstens gibt es die Definition einer fundamentalen Einheit für Verteilung und Transaktionen (das Digital Item) und zweitens gibt es das Konzept des Benutzers, der mit diesen Digital Items interagiert.

Auto PC

Auto PDA_Phone

Auto

Das Digital Item bezeichnet das "was" in diesem Framework. Es ist ein strukturiertes digitales Objekt das eine Standardrepräsentation hat (z.B.: Video, Musik Album). Natürlich gibt es viele Arten von Inhalten und es gibt auch viele Arten sie zu beschreiben. Die Digital Item Deklaration (Teil 2 des MPEG31-21 Standards) stellt jedoch eine flexible Repräsentation für Digital Items zur Verfügung. Jedes Digital Item wird durch Metadaten und Ressourcen im MPEG31-21 Framework identifiziert.

Dann ist die Frage, "wer" als Benutzer an diesem System teilnimmt. Als Benutzer gilt jede Entität, die mit der MPEG31-21 Umgebung interagiert oder ein Digital Item benutzt. Solche Benutzer können beispielsweise Konsumenten, Organisationen oder auch Regierungen sein. Benutzer werden durch ihre Beziehungen und Interaktionen mit anderen Benutzern identifiziert. Als Benutzer gelten daher alle Teilnehmer innerhalb der MPEG31-21 Umgebung.

Das Multimedia Framework

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Auto

Auto PC

Auto PDA_Phone

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Auto

Die folgende Grafik beschreibt das Grundgerüst des Multimedia Frameworks:

Auto PC

Auto PDA_Phone

Auto

Die Grafik zeigt, dass das Multimedia-Framework aus verschiedenen Bausteinen besteht, die es Benutzern ermöglichen miteinander zu interagieren. Ein Baustein ist die Digital Item Deklaration (DID456). Sie beschreibt eine Menge von abstrakten Ausdrücken und Konzepten um ein verwendbares Model für die Definition von Digital Items zu definieren. Z.B.:

Container

Struktur zur Gruppierung von Items und/oder Containern.

Item

Gruppierung von Sub-Items oder Komponenten, die an Deskriptoren gebunden werden.

Ressource

individuell identifizierbare Daten wie Ton, Bild oder Text; kann auch ein physikalisches Objekt sein.

Bei der Digital Item Identifikation und Beschreibung werden den Digital Items Uniform Resource Identifier (URI288) zugeordnet. Außerdem werden Beschreibungen wie z.B. Titel des Films gespeichert. Des weiteren gibt es ein eigenes Inhaltsmanagement das als Teilbereich z.B. das Speichermanagement unterstützt. Für die effektive Verteilung benötigt man auch Sicherheits und Authentifizierungsmechanismen, die durch den Teil Intellectual Property Management and Protection (IPMP372) gewährleistet wird. Durch IPMP Werkzeuge wird Verschlüsselung und Authentifizierungen möglich sein. Auch Integrität kann durch Wasserzeichen gesichert werden.

Terminals und Netzwerke sind natürlich auch notwendig. Durch die "Ressourcen Adaptation" können Netzwerküberlastungen ausgeglichen werden, um alle Teilnehmer mit einer gewissen Qualität zu versorgen (siehe auch Multimedia Adaptierung). Der Baustein "Inhalts-Repräsentation" liefert, übernimmt oder integriert Inhaltsrepräsentationstechnologien um den MPEG31-21 Inhalt effizient darzustellen. Hierbei wird sowohl auf natürliche als auch auf synthetische Skalierbarkeit zurückgegriffen.

Neben all diesen Bausteinen gibt es auch Ereignisberichte, die Metriken und Schnittstellen standardisieren sollen, um alle meldepflichtigen Ereignisse in MPEG31-21 zu erfassen. Diese Metriken und Schnittstellen werden es dem Benutzer erlauben, die Ausführung aller meldepflichtigen Ereignisse innerhalb des Frameworks genau zu verstehen.

MPEG-21 Parts

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Auto

Auto PC

Auto PDA_Phone

Auto

• Teil 13: SVC
• Teil 14: Event Reporting

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Auto

Auto PC

Auto PDA_Phone

Auto

Die Abbildung zeigt die MPEG31-21 Struktur mit ihren zur Zeit vierzehn Teilen. Sie beruhen auf sieben Schlüsselelementen: DID, DII, IPMP, Content Management, Content Representation, Event Reporting. Teil 13 (SVC) und Teil 14 (Event Reporting) befinden sich noch in Planung.

Der erste Teil ist ein technischer Report, der die Vision von MPEG31-21 beschreibt. Er gibt einen Überblick über die anderen Teile und beschreibt die Strategie für weitere Entwicklungen. Auch Beziehungen zu anderen Standards werden hier festgehalten.

Der zweite und dritte Teil sind die "Digital Item Declaration (DID456)" und "Digital Item Identification (DII457)". In der DID werden abstrakte Ausdrücke zur Spezifizierung von Digital Items festgelegt. Im zweiten Teil werden dann Werkzeuge bereitgestellt, die es ermöglichen einen Unique Identifier für Digital Items zu generieren. Als Identifikationssysteme wird auf bereits bestehende Systeme zurückgegriffen, z.B. Digital Object Identifiers (DOI246s).

"Intellectual Property Management and Protection (IPMP372)" ist der vierte Teil des MPEG31-21 Standards. Er arbeitet eng mit Teil fünf und sechs der "Rights Expression Language (REL458)" und dem "Rights Data Dictionary (RDD459)" zusammen. IPMP setzt Rechte und Genehmigungen durch, die Digital Items besitzen. Die Rights Expression Language wird verwendet, um Rechte für Benutzer zu definieren. RDD bildet die Basis für die Rechte und Genehmigungen, die mit der REL definiert werden.

Teil sieben umfasst die "Digital Item Adaptation (DIA460)", welche Werkzeuge für die Unterstützung des Adaptionsprozess enthält. Dieser Teil verweist außerdem auf Terminals und Netzwerke.

Die Referenzsoftware bildet Teil acht des Standards. Hier wird Software gesammelt, die für die Generierung von Deskriptoren und für die Implementierung von MPEG31-21 Werkzeugen benötigt wird.

Teil neun definiert das Dateiformat, das es ermöglicht Digital Items effizient zu speichern und auf sie zuzugreifen.

Im zehnten Teil, "Digital Item Processing (DIP461)", wird eine Prozessarchitektur und eine Menge von Operationen spezifiziert. Diese Operationen (Digital Item Methods - DIM462s) werden für die Bearbeitung, Gestaltung oder Validierung von Digital Items benötigt.

Der elfte Teil umfasst Persistent Association Werkzeuge, die Techniken enthalten, mit denen z.B. Wasserzeichen generiert werden können.

Der zwölfte Teil des MPEG31-21 Standards ist der "Resource Delivery Test Bed". Es bildet eine Plattform für eine flexible und faire Testumgebung. Diese Umgebung wird herangezogen um MPEG31 Streaming Technologien (z.B. Codecs) in IP (Internet Protocol) Netzwerken zu evaluieren.

Das Digital Item

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Digital Item Declaration (DID)

Auto PC

Auto PDA_Phone

Auto

Zeigt die hierarchische Struktur des Digital Item Deklarationsmodells.

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Digital Item Declaration (DID)

Die Digital Item Declaration (DID456) enthält abstrakte Ausdrücke und Konzepte um Digital Items zu definieren. Die DID456 umfasst auch Beschreibungen der Syntax und Semantik für jedes DID456 Element und das DID456 Schema für die Darstellung in XML20. Dieses DID456 Schema erlaubt die Integration von anderen Beschreibungsschemen in ein Digital Item. Es kann beispielsweise eine DescriptionUnit aus dem MPEG31-7 Standard, basierend auf der Description Definition Language für beschreibende Elemente innerhalb eines Items verwendet werden. Das DID456 Schema definiert als Wurzelelement den "DIDL". Als Element auf höchster Ebene wird entweder ein Container oder ein Item benötigt.

Die folgende Grafik zeigt die hierarchische Struktur des Digital Item Deklarationsmodells:

Auto PC

Auto PDA_Phone

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Ein Container ist eine Struktur, die es ermöglicht Items oder andere Container zu gruppieren. Diese Gruppierungen werden verwendet um logische Pakte für Organisation, Transport oder Austausch zusammenzustellen. Container selbst sind keine Items!

Items sind Gruppierungen von Sub-Items und/oder Komponenten (Component), die an Deskriptoren gebunden werden. Deskriptoren enthalten Information über das Item. Items, die keine Sub-Items besitzen werden als Entity betrachtet, anderenfalls sind sie Zusammenstellungen. Items sind deklarative Darstellungen von Digital Items.

Die Bausteine von Items werden als Komponenten bezeichnet, und stellen Bindungen von Ressourcen zu den relevanten Deskriptoren dar. Diese Deskriptoren haben ähnliche Informationen wie alle oder Teile von den jeweiligen Instanzen der Ressourcen. Deskriptoren enthalten Kontroll- und Strukturinformationen über die Ressource (z.B.: Bit Rate, Startpunkte, etc.), aber sie beschreiben nicht den Inhalt innerhalb einer solchen Ressource. Ein "Komponent" ist kein Item, weil er ein Baustein eines Items ist.

MPEG-21 IPMP und REL

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Auto

• IPMP372= Intellectual Property Management and Protection
• Wesentliche Eigenschaften:
  • Internetworking
  • IPMP372 Werkzeug Retrieval & Authentifizierung
  • Integration von Rechtsausdrücken
• IPMP372 involviert die Durchsetzung von Rechteerlaubnissen
• IPMP372 soll Rechte, die in einer Rechte-Formulierungssprache definiert sind, zu Rate ziehen, bevor irgendeine Aktion im Benutzersystem durchgeführt wird.
• REL458- Rights Expression Language
  • Was ist geschützt? Welches Recht gilt?
  • IPMP372: Wie ist es geschützt?

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Auto

Intellectual Property Management and Protection (IPMP372) enthält die Formulierung und Durchsetzungen von Rechten und definiert Konsequenzen und Verpflichtungen für Verteilung, Management und Verwendung von Digital Items. IPMP372 soll sowohl eine Sprache als auch ein Dictionary enthalten. Aus diesem Grund gibt es die Rights Expression Language (REL458) und das Rights Data Dictionary (RDD459). Die Sprache stellt die Syntax für die Artikulierung von Attributen der Teilnehmer innerhalb des Frameworks zur Verfügung. Das Dictionary soll semantische Informationen für die in der Artikulierung der IPMP372 Fähigkeiten verwendeten Ausdrücke bereitstellen.

Seit der Einführung des IPMP372 wurde stark an der Verbesserung und Ausweitung dieses Konzepts gearbeitet. Als neue Teile wurden Internetworking und IPMP372 Werkzeuge für Retrieval und Authentifizierungen hinzugefügt. Des Weiteren wurden die Rechtsausdrücke in IPMP372 integriert. Die Aufgabe von IPMP372 ist die Durchsetzung von Rechteerlaubnissen. Daher müssen, bevor eine Aktion durchgeführt wird, erst die Rechte des Digital Items bzw. des Benutzers nachgeschlagen werden. Diese Rechte werden in der Rights Expression Language definiert. In ihnen steht was geschützt wird und welches Recht gerade gültig ist.

MPEG-21 Schutz Beispiel

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MPEG31-21 Schutz Beispiel

Auto PC

Auto PDA_Phone

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MPEG-21 Schutz Beispiel

Das folgende Beispiel zeigt den Rights Expression Language Autorisierungssprozess:

Auto PC

Auto PDA_Phone

Auto

Zunächst wird eine Autorisationsanfrage an die REL458 Autorisierung gestellt. In diesem Fall "Kann Edith starmania.mp3 abspielen?". Die REL458 Autorisierungseinheit überprüft die Anfrage und überprüft, ob ein Recht für das Abspielen der starmania.mp3 Datei für Edith vorliegt. Es findet die REL458 Lizenz, die die Genehmigung von Harald beinhaltet. Eine solche Genehmigung ist immer auf einen gewissen Zeitraum beschränkt, daher muss die REL458 Autorisierungseinheit Kontext Informationen zu Rate ziehen. In diesem Beispiel ist die Lizenz noch nicht abgelaufen daher kann auf die Anfrage eine positive Autorisierungs-Antwort gegeben werden: "Ja, Edith darf es laut Harald abspielen".

Bbiliographie

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Auto

Kos03

Mpe02