MPEG-2

MPEG-2 (1994) je označení pro skupinu zvuku a video kódovací standardy dohodnuté na MPEG (kódování filmů skupina expertů), a publikoval jako ISO standard 13818. MPEG-2 je typicky použitý zakódovat zvuk a video pro vysílací signály, obsahující digitální satelit a Kabelovou tv. MPEG-2, s některými modifikacemi, je také kódovací formát používaný reklamou standardu DVD filmy.

MPEG-2 je podobný k MPEG-1, ale také poskytuje podporu pro prokládané video (formát používaný vysílacími tv systémy.) MPEG-2 video není optimalizované pro nízký kousek-míry (méně než 1 Mbit/s), ale překoná MPEG-1 u 3 Mbit/s a nahoře. MPEG-2 také představuje a definuje potoky dopravy, který být navržený nést digitální video a zvuk přes nespolehlivá média, a být použit v aplikacích vysílání. S některými povzneseními, MPEG-2 je také současná úroveň pro HDTV přenos. Standardy-kompatibilní MPEG-2 dekodér by měl být schopný hrajících zád MPEG-1 dělí.

MPEG-2 zvuk, definovaný z části 3 standardu, zlepší MPEG-1 je zvuk tím, že dovolí kódování programů zvuku s víc než dva kanály. Část 3 standardu dovolí toto být oddělán zpět slučitelná cesta, dovolovat MPEG-1 dekodéry zvuku dekódovat dvě hlavní stereofonní součásti prezentace, nebo v non zpět slučitelná cesta, který dovolí kodérům dělat lepší použití dostupné šířky pásma. MPEG-2 podporuje různé zvukové formáty, včetně MPEG-2 AAC.

MPEG-2, standard

Obecná informace o MPEG-2 video a MPEG-2 zvuk vyjma modifikací když použitý na DVD / DVB.

MPEG-2 potok systému typicky sestává ze dvou elementů:

• data videa + časové značky
• data zvuku + časové značky

MPEG-2 je pro druhové kódování filmů a sdružený zvuk a vytvoří video proud ven tří druhů dat rámce (intra rámce, přední prediktivní rámy a oboustranné předpovídané rámce) dohodli v upřesněném nařízení volal GOP strukturu (GOP = skupina obrazů - vidět dolů).

Typicky vznikající materiál je sekvence videa u přednastaveného obrazového bodu rozhodnutí u 25 (CCIR) nebo 29.997 (FCC) rámce/sekunda se zvukem.

MPEG-2 podporuje oba prokládaný a progresivní prohlížet video proudy. V progresivistovi prohlédnutí dělí, základní jednotka kódování je rám, chvíle v prokládaných potokách, základní jednotka je pole. V diskuzi dole, generické termíny “obraz” a “obraz” odkazují se na jeden hrací plochy nebo rámce, se spoléhat na druh potoku.

MPEG-2 potok je tvořen série datových rámců kódovat obrazy. Tři způsoby, jak zakódovat obraz jsou: intra-kódovaný (já představím si), vpřed prediktivní (P obraz) a oboustranný prediktivní (B obraz).

Obraz videa je oddělen do jednoho luminance (Y) a dva chrominance kanály (také nazýval barvu signály rozdílu U a V). To je také rozděleno do “macroblocks”, který být základní jednotka kódování uvnitř obrazu. Každý macroblock je rozdělen do čtyř 8x8 luminance bloků. Množství 8x8 chrominance bloků na macroblock závisí na chrominance formátu obrazu zdroje. Například, v obyčejný 4: 2: 0 formátu, tam je jeden blok chrominance na macroblock pro každého kanálů, dělat úhrn ze šesti bloků na macroblock.

V případě já obrazy, aktuální obrazová data jsou pak prošel kódováním proces popsal dole. P a B obrazy jsou nejprve vystaveny k procesu “náhrady pohybu”, ve kterém oni jsou korelovaní s předchozí (a v případě B obrazy, příští) obraz. Každý macroblock v P nebo B obraz je pak spojený s oblastí v předchozím nebo příštím obraze, který je dobře-koreloval s tím. “vektor pohybu” to mapuje macroblock k jeho korelované oblasti je zakódován a pak rozdíl mezi dvěma oblastmi je prošel kódováním proces popsal dole.

Každý blok je léčen 8x8 jednotlivé cosine převádějí. Výsledné DCT koeficienty jsou pak quantized shodovat se k pre-definoval schéma, re-objednal maximalizovat pravděpodobnost dlouhých dob nul, a běh-délka kódovaný. Konečně fixovaný-předložit huffman kódování schéma je aplikováno.

Já obrazy kódují pro nadbytečnost spacial, P a B obrazy pro světskou nadbytečnost. Protože přilehlé rámce ve video proudu jsou často dobře-koreloval, P obrazy mohou být 10 % velikosti já obrazy, a B obrazy 2 % jejich velikosti.

Sled různých rámcových typů je nazýván skupinou obrazů (GOP) struktura. Tam je mnoho možných struktur, ale nějaký obyčejný je 15 rámců dlouho, a má pořadí já _ BB _ P _ BB _ P _ BB _ P _ BB _ P _ BB _ P _ BB _. Podobný 12 sled rámu je také obyčejný. Poměr já, P a B obrazy v GOP struktura je určena povahou video proudu a omezení šířky pásma na výstupním potoku, ačkoli čas kódování může také být záležitost. Toto je zvláště pravdivé v přímém přenosu a v reálném čase prostředí s omezenými počítačovými prostředky jak potokem obsahovat mnoho B obrazy mohou dávat si na tři časy déle kódovat než já-obraz-jediný soubor.

Kousek výstupu-rychlost MPEG-2 kodér může být konstanta nebo proměnná, s maximem přenosová rychlost stanovila playback média - například DVD filmové maximum je 10.4 Mbit/s. Dosáhnout konstantního kousku-ohodnotit míru quantization je iteratively se změnily dosáhnout výstupního kousku-ohodnotit požadavek. Rostoucí quantization vede k viditelným artefaktům, když potok je dekódován, obecně ve formě “mosaicing”, kde nesouvislosti u okrajů macroblocks stanou se více viditelné, zatímco přenosová rychlost je redukována. Sony vypustil MPEG IMX profesionální videokazeta pro Bitrate až do 50Mbps @ 4: 2: 2P @ ML

MPEG-2 kódování zvuku

MPEG-2 také představí nový zvuk kódovat metody. Tito jsou

• minimum bitrate kódování s půlenou vzorkovací frekvencí (MPEG-1 vrstva 1/2/3 LSF)
• kódování multichannel s nahoru k 5.1 kanály

Další restictions a modifikace na DVD.

• Resticted k jednomu z následujících rozhodnutí
  • 720 x 480 obrazového bodu, 59.994 chytá/sec (( FCC ))
  • 720 x 480 obrazového bodu, 29.994 rámce/sec (( FCC ))
  • 720 x 576 obrazového bodu, 50 chytá/sec (( CCIR ))
  • 720 x 576 obrazového bodu, 25 rámce/sec (( CCIR ))
• maximální. 9, 8 Mbps
• YUV 4: 2: 0
• další titulky možný
• Zvuk
  • MPEG-2 vrstva 2 zvuk se 48 kHz možný
  • Digitální Dolby až 448 kbps s 48 kHz možný
  • dts s 754 nebo 1510 kbps možný
  • Tam muset být přinejmenším jedna dráha v MPEG zvuku nebo DD zvuku
• Omezení v GOP struktuře

Další restictions a modifikace na DVB.

• Resticted k jednomu z následujících rozhodnutí
  • 720 x 480 obrazového bodu, 59.994 chytá/sec (( FCC ))
  • 720 x 480 obrazového bodu, 59.994 chytá/sec (( FCC ))
  • 480 x 480 obrazového bodu, 29.994 rámce/sec (( FCC ))
  • 480 x 480 obrazového bodu, 29.994 rámce/sec (( FCC ))
  • 720 x 576 obrazového bodu, 50 chytá/sec (( CCIR ))
  • 720 x 576 obrazového bodu, 25 rámce/sec (( CCIR ))
  • 480 x 576 obrazového bodu, 50 chytá/sec (( CCIR ))
  • 480 x 576 obrazového bodu, 25 rámce/sec (( CCIR ))
• ???

; ISO/IEC 13818-1: Systémy - popisuje synchronizaci a multiplexing videa a zvuk.; ISO/IEC 13818-2: Video - kodek komprimace pro propletené a neprokládané obrazové signály.; ISO/IEC 13818-3: Zvuk - kodek komprimace pro vnímavostní kódování zvuku signalizuje. Multichannel-umožnil rozšíření MPEG-1 zvuk (Mp3).; ISO/IEC 13818-4: Popisuje procedury pro shodu testování.; ISO/IEC 13818-5: Popisuje systémy pro simulaci softwaru.; ISO/IEC 13818-6: Popisuje rozšíření pro DSM-CC (digitální záznamová média poroučejí a řídí.); ISO/IEC 13818-7: Pokročilé zvukové kódování (AAC); ISO/IEC 13818-9: Rozšíření pro rozhraní reálného času.; ISO/IEC 13818-10: Conformance rozšíření pro DSM-CC.