MPEG-2

MPEG-2 - это общий стандарт MPEG для кодирования видео со сжатием видео и кодирования звука со сжатием звука , оба с потерями. В этом контексте общий означает, что формат данных и метод декодирования указываются без указания параметров, таких как разрешение, которые определяют качество.

вступление

MPEG-2 был представлен в 1994 году и является дополнением и преемником MPEG-1 . Патенты находятся в ведении Управления лицензирования MPEG . По состоянию на конец 2020 года 3 патента все еще действовали, а срок действия 1079 уже истек. Поскольку эти патенты действуют только в Малайзии, MPEG-2 де-факто свободен от патентов, а в США и Европе патенты прекращаются.

Стандарт получил широкое распространение благодаря DVD : они закодированы в MPEG-2 (видео). Аудиочасть DVD также может быть закодирована как MPEG-2 Audio Layer-2 (ISO / IEC 13818-3), но на практике это редко используется; Аудиосигнал на DVD почти всегда сохраняется в формате Dolby Digital (AC-3), а иногда и в формате DTS . MPEG-2 также используется на SVCD , но с более низким разрешением и более низкой скоростью передачи данных по сравнению с DVD.

Различные варианты ( DVB-S , DVB-C , DVB-T ) цифрового телевидения также предпочитают использовать формат MPEG-2.

Обзор

Стандарт MPEG-2 состоит из нескольких частей, которые определены в ISO / IEC 13818:

Часть 1

Системы - описывает синхронизацию и мультиплексирование аудио и видео. Содержит описания программного потока и транспортного потока.

Часть 2

Видео кодек. Также известен как H.262

Часть 3

Аудиокодек. Многоканальное расширение звука MPEG-1. Содержит описания MP1 , MP2 и MP3.

Часть 4

Часть 4 описывает процедуры проверки на соответствие.

Часть 5.

В части 5 описывается программное моделирование.

Часть 6

Расширения для DSM-CC (управление и контроль цифровых носителей)

Часть 7.

Расширенное кодирование звука (AAC)

Часть 8

Часть 8 «10-битное расширение видео» было отброшено.

Часть 9

Расширения для приложений реального времени

Часть 10.

Расширения соответствия для DSM-CC

Часть 11

IPMP ( Управление и защита интеллектуальной собственности ) в системах MPEG-2.

MPEG-2 видео

Существенные особенности MPEG-1 были сохранены в MPEG-2: отделение информации о цвете от черно-белого изображения и ее огрубление, поскольку человеческий глаз также более грубо воспринимает различия в цвете, чем различия в яркости; Разделение изображения на блоки размером 8 × 8 пикселей , требования к данным которых значительно снижаются за счет дискретного косинусного преобразования и последующего квантования ; Комбинация четырех блоков каждый для формирования макроблоков размером 16 × 16 пикселей, чье сходство с макроблоками в предыдущих и / или последующих изображениях также используется для сокращения данных; и использование двоичных кодов с переменной длиной, чтобы иметь возможность представлять более частые битовые последовательности более коротким образом, чем менее частые.

Что касается видео, стандарт MPEG-2 нацелен на более высокое качество и соответствующие скорости передачи данных, чем его предшественник MPEG-1 - до 15 Мбит / с или, с более высоким разрешением по цветности (цветности), до 50 Мбит / с - и поддерживает его в отличие от MPEG-1 также использует чересстрочную развертку . MPEG-2 был первоначально разработан для цифрового телевещания и студийных приложений. MPEG-1 не был полностью заменен, и он по-прежнему является лучшим выбором, чем MPEG-2 для низких скоростей передачи данных.

Аудио MPEG-2

Что касается звука, все три уровня расширены, чтобы включить более низкие скорости передачи данных и больше каналов ( 5.1 или 7.1 ). Существует два варианта многоканального кодирования: те, которые могут эффективно использовать поток битов, сгенерированный во время прямой совместимости декодера MPEG-1, и не обратно совместимая версия ( англ. Non backward compatibility , NBC ). Вариант NBC входит в часть 7 стандарта MPEG-2 под названием AAC ( Advanced Audio Coding ).

Форматы файлов MPEG-2

Чтобы связать видео и аудио, MPEG-2 определяет форматы потокового видео, программный поток (PS) и транспортный поток (TS). Однако со временем MPEG-2 стал использоваться во множестве форматов файлов. Ниже приведен обзор того, где обычно можно найти файлы MPEG-2:

• .mpg (также может быть MPEG-1 или MPEG-4 )
• .mpeg (также может быть MPEG-1 или MPEG-4)
• .m2v (элементарный видеопоток MPEG-2)
• .m2a (элементарный аудиопоток MPEG-2)
• .m2s (поток элементарных данных MPEG-2)
• .ts (транспортный поток MPEG-2)
• .ps (программный поток MPEG-2)
• .vob (объект DVD-видео)
• .vro (объект видеозаписи)
• .mod (MPEG-2 со звуком AC3, например, для видеокамер JVC или Panasonic)
• .m2t (транспорт MPEG-2, например, на камерах Sony HD)

Смотри тоже

• Группа экспертов по киноискусству
• MPEG-1
• MPEG-4
• MPEG-7
• Группа картинок (GOP)

литература

• Тило Струтц: Сжатие данных изображения. Основы, кодирование, вейвлеты, JPEG, MPEG, H.264. 4-е исправленное и дополненное издание, Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0472-3 .

Индивидуальные доказательства

1. ↑ MPEG LA : Приложение 1 MPEG-2 . 1 января 2017 г., по состоянию на 21 февраля 2017 г. (pdf, английский) - Постоянно обновляемый список всех патентов с номерами патентов и статусами, которые влияют на патентный портфель лицензии MPEG-2.
2. ↑ MPEG-2. MPEG LA , 2019, по состоянию на 22 июля 2019 г. (английский, MPEG-2 де-факто без патентов). 
3. ↑ Международная классификация стандартов ISO 35.040: Наборы символов и кодирование информации (английский) - обзорная страница в ISO
4. ↑ Атул Пури (ред.), Пури (автор), Цухан Чен (автор): Мультимедийные системы, стандарты и сети. Издание 2000 г., Verlag Marcel Dekker Inc, стр.94.
5. ↑ Страница продукта Canon XF100