MPEG-2

MPEG-2 — название группы стандартов цифрового кодирования видео и аудио сигналов, одобренных ISO — Международной Организацией по стандартизации/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG). Стандарт MPEG-4 в основном используется для кодирования видео и аудио при вещании, включая спутниковое вещания и кабельное телевиление. MPEG-2 с некоторыми модификациями также активно используется как стандарт для сжатия DVD. Использование MPEG-2 требует платить лицензионные отчисления держателям патентов через MPEG Licensing Association.


Содержание

Сжатие видео (упрощенно)

MPEG-2 используется для общего сжатия движущихся изображений и звука и определяет формат видеопотока, который может быть представлен как три типа кадра — независимо сжатые кадры (I-кадры), кадры сжатые с использованием предсказания движения в одном направлении (P-кадры) и кадры, сжатые с использованием предсказания движения в двух направлениях (B-кадры). Соотвествующие группы кадров от одного I-кадра до другого образуют GOP — Group Of Pictures — группу кадров.

Обычно используются потоки в 25 или 29,97 кадров в секунду.

MPEG-2 поддерживает видео и в прогрессивной, и в черезстрочной разветке.

Сжатие аудио

MPEG-2 также определяет новые методы сжатия аудио. Такие как:

  • сжатие на низких битрейтах с половинным сэмплированием (MPEG-1 Layer 1/2/3 LSF)
  • многоканальное сжатие до 5.1 каналов
  • новый стандарт MPEG-2 AAC

Профили и уровни стандарта

MPEG-2 Profiles
Аббр. Имя Кадры YUV Потоки Комментарий
SP Simple Profile P, I 4:2:0 1 без интерлейсинга
MP Main Profile P, I, B 4:2:0 1
422P 4:2:2 Profile P, I, B 4:2:2 1
SNR SNR Profile P, I, B 4:2:0 1-2 SNR: Signal to Noise Ratio
SP Spatial Profile P, I, B 4:2:0 1-3 низкое, нормальное и высокое качество декодирования
HP High Profile P, I, B 4:2:2 1-3
MPEG-2 Levels
Аббр. Имя Пикселей/строку Строк Кадров/c (Гц) Битрейт (Мбит/с)
LL Low Level 352 288 30 4
ML Main Level 720 576 30 15
H-14 High 1440 1440 1152 30 60
HL High Level 1920 1152 30 80
Profile @ Level Resolution (px) Framerate max. (Hz) Sampling Bitrate (Mbit/s) Application
SP@LL 176 × 144 15 4:2:0 0.096 Wireless handsets
SP@ML 352 × 288 15 4:2:0 0.384 PDAs
320 × 240 24
MP@LL 352 × 288 30 4:2:0 4 Set-top boxes (STB)
MP@ML 720 × 480 30 4:2:0 15 (DVD: 9.8) DVD, SD-DVB
720 × 576 25
MP@H-14 1440 × 1080 30 4:2:0 60 (HDV: 25) HDV
1280 × 720 30
MP@HL 1920 × 1080 30 4:2:0 80 ATSC 1080i, 720p60, HD-DVB (HDTV)
1280 × 720 60
422P@LL 4:2:2
422P@ML 720 × 480 30 4:2:2 50 Sony IMX using I-frame only, Broadcast «contribution» video (I&P only)
720 × 576 25
422P@H-14 1440 × 1080 30 4:2:2 80 Potential future MPEG-2-based HD products from Sony and Panasonic
1280 × 720 60
422P@HL 1920 × 1080 30 4:2:2 300 Potential future MPEG-2-based HD products from Panasonic
1280 × 720 60

DVD

Стандарт DVD использует MPEG-2 видео, но определяет некоторые ограничения:

  • Допустимые разрешения
    • 720 × 480, 704 × 480, 352 × 480, 352 × 240 пикселей (NTSC)
    • 720 × 576, 704 × 576, 352 × 576, 352 × 288 пикселей (PAL)
  • Допустимые соотношения ширины к высоте Aspect ratio (Display AR)
    • 4:3
    • 16:9
    • 2.21:1
  • Допустимое число кадров в секунду
    • 29.97 к/с (NTSC)
    • 25 к/с (PAL)
Note: By using a pattern of REPEAT_FIRST_FIELD flags on the headers of encoded pictures, pictures can be displayed for either two or three fields and almost any picture display rate (minimum 2/3 of the frame rate) can be achieved. This is most often used to display 23.976 (approximately film rate) video on NTSC.
  • Аудио и видео битрейты:
    • Buffer average maximum 9.8 Mbit/s
    • Peak 15 Mbit/s
    • Minimum 300 Kbit/s
  • YUV 4:2:0
  • Additional subtitles possible
  • Closed captioning (NTSC only)
  • Audio
    • Linear Pulse Code Modulation (LPCM): 48 kHz or 96 kHz; 16- or 24-bit; up to six channels (not all combinations possible due to bitrate constraints)
    • MPEG Layer 2 (MP2): 48 kHz, up to 5.1 channels (required in PAL players only)
    • Dolby Digital (DD, also known as AC-3): 48 kHz, 32—448 kbit/s, up to 5.1 channels
    • Digital Theater Systems (DTS): 754 kbit/s or 1510 kbit/s (not required for DVD player compliance)
    • NTSC DVDs must contain at least one LPCM or Dolby Digital audio track.
    • PAL DVDs must contain at least one MPEG Layer 2, LPCM, or Dolby Digital audio track.
    • Players are not required to playback audio with more than two channels, but must be able to downmix multichannel audio to two channels.
  • GOP structure
    • Sequence header must be present at the beginning of every GOP
    • Maximum frames per GOP: 18 (NTSC) / 15 (PAL), i.e. 0.6 seconds both
    • Closed GOP required for multiple-angle DVDs

DVB

Ограничения на MPEG-2 в стандарте DVB:

Допустимые разрешения для SDTV:

  • 720, 640, 544, 480 or 352 × 480 пикселей, 24/1.001, 24, 30/1.001 or 30 frame/s
  • 352 × 240 пикселей, 24/1.001, 24, 30/1.001 or 30 frame/s
  • 720, 704, 544, 480 or 352 × 576 пикселей, 25 frame/s
  • 352 × 288 пикселей, 25 frame/s

Для HDTV:

  • 720 x 576 x 50 кадров/c progressive (576p50)
  • 1280 x 720 x 25 or 50 кадров/c progressive (720p50)
  • 1440 or 1920 x 1080 x 25 кадров/c progressive (1080p25 — film mode)
  • 1440 or 1920 x 1080 x 25 кадров/c interlace (1080i25)
  • 1920 x 1080 x 50 кадров/c progressive (1080p50) possible future H.264/AVC format

ATSC

Допустимые разрешения:

  • 1920 × 1080 пикселей, 30 кадров/c (1080i)
  • 1280 × 720 пикселей, 60 кадров/c (720p)
  • 720 × 576 пикселей, 25 кадров/c (576i, 576p)
  • 720 or 640 × 480 пикселей, 30 кадров/c (480i, 480p)

Примечание: 1080i кодируется как 1920 × 1088 кадр, но последние 8 столбцов выбрасываются перед показом на дисплей.

ISO/IEC 13818

Part 1
Systems — описывает синхронизацию и мультиплексирование видео и аудио.
Part 2
Video — сжатие черезстрочного и прогрессивного видео.
Part 3
Audio — сжатие аудио сигнала (многоканальное расширение для MPEG-1 audio).
Part 4
Описывает процедуру тестирования совместимости.
Part 5
Описывает систему программной эмуляции.
Part 6
Описывает расширение для DSM-CC (Digital Storage Media Command and Control.)
Part 7
Advanced Audio Coding (AAC) — расширенное сжатие аудио
Part 9
Расширения для использования в реальном времени.
Part 10
Расширение для совместимости с DSM-CC.

(Part 8: Расширение видео на 10-битный цвет. Изначально планировалось для студийного видео. Part 8 была заброшена из-за отсутствия интереса в индустрии).

Держатели патентов

Приблизительно 640 патентов получено в области MPEG-2. Всего ими владеют больше 20 корпораций и один университет. Разработка стандарта как такового занимает меньше времени, чем переговоры по поводу патентов…

Список компаний:

See also

Ссылки


MPEG
MPEG 1 2 3 4 7 21
 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home