MPEG-2
MPEG-2 er en generell MPEG- standard for videokoding med videokomprimering og lydkoding med lydkomprimering , begge tapsfri. I denne sammenheng betyr generisk at et dataformat og en dekodingsmetode er spesifisert uten å spesifisere parametere som oppløsningen som bestemmer kvaliteten.
introduksjon
MPEG-2 ble introdusert i 1994 og er et supplement til og etterfølger til MPEG-1 . Patentene administreres av MPEG Licensing Administration . Ved utgangen av 2020 var tre patenter fortsatt aktive, og 1079 hadde allerede utløpt. Siden disse patentene bare er aktive i Malaysia, er MPEG-2 de facto patentfritt med utløpet av patentene i USA og Europa.
Standarden har fått mye bruk takket være DVD : Disse er kodet i MPEG-2 (video). Lyddelen av DVDen kan også kodes som MPEG-2 Audio Layer-2 (ISO / IEC 13818-3), men dette brukes sjelden i praksis; Lydsignalet på DVD-er lagres nesten alltid i Dolby Digital (AC-3) og noen ganger også i DTS . MPEG-2 brukes også på SVCD-er , men med - sammenlignet med DVD - en lavere oppløsning og en lavere datahastighet.
De forskjellige variantene ( DVB-S , DVB-C , DVB-T ) av digital TV foretrekker også å bruke MPEG-2-formatet.
Oversikt
MPEG-2-standarden består av flere deler, som er definert i ISO / IEC 13818:
- Del 1
- Systemer - beskriver synkronisering og multipleksing av lyd og video. Inneholder beskrivelsene av programstrømmen og transportstrømmen
- Del 2
- Videokodek. Også kjent som H.262
- Del 3
- Audio codec. En flerkanalsutvidelse av MPEG-1-lyd. Inneholder beskrivelsene av MP1 , MP2 og MP3
- Del 4
- Del 4 beskriver testprosedyrene for samsvar.
- Del 5
- Del 5 beskriver programvaresimulering.
- Del 6
- Utvidelser for DSM-CC (Digital Storage Media Command and Control)
- Del 7
- Avansert lydkoding (AAC)
- Del 8
- Del 8 “10-biters utvidelse av videoen” ble kastet.
- Del 9
- Utvidelser for sanntidsapplikasjoner
- Del 10
- Samsvarsutvidelser for DSM-CC
- Del 11
- IPMP ( intellektuell eiendomsforvaltning og beskyttelse) på MPEG-2-systemer.
MPEG-2-video
De viktigste egenskapene til MPEG-1 ble beholdt i MPEG-2: separasjon av fargeinformasjon fra det svart-hvite bildet og grovhet av det samme, siden det menneskelige øye også oppfatter forskjeller i farge grovere enn forskjeller i lysstyrke; Inndeling av bildet i 8 × 8 pikselblokker , hvis datakrav reduseres kraftig ved hjelp av diskret cosinustransformasjon og påfølgende kvantisering ; Kombinasjon av fire blokker hver for å danne 16 × 16 piksler makroblokker, hvis likhet med makroblokker i forrige og / eller følgende bilder også brukes til å redusere data; og bruk av binære koder med variabel lengde for å kunne representere hyppigere bitsekvenser på en kortere måte enn sjeldnere.
På videosiden sikter MPEG-2-standarden til høyere kvalitet og tilhørende datahastigheter enn forgjengeren MPEG-1 - opptil 15 Mbit / s eller, med høyere krominans (farge) oppløsning, opptil 50 Mbit / s - og støtter den i motsetning til at MPEG-1 også bruker interlacing . MPEG-2 ble opprinnelig designet for digital TV-kringkasting og studioapplikasjoner. MPEG-1 ble ikke fullstendig erstattet, og det er fortsatt et bedre valg enn MPEG-2 for lave datahastigheter.
Abbr. | Etternavn | Rammer | YUV | Strømmer | kommentar |
---|---|---|---|---|---|
SP | Enkel profil | P , jeg | 4: 2: 0 | 1 | ingen interlacing |
MP | Hovedprofil | P, I, B | 4: 2: 0 | 1 | |
422P | 4: 2: 2 profiler | P, I, B | 4: 2: 2 | 1 | |
SNR | SNR-profiler | P, I, B | 4: 2: 0 | 1-2 | SNR: signal / støy-forhold |
Romlig | Romlige profiler | P, I, B | 4: 2: 0 | 1-3 | Dekoding med lav, middels og høy kvalitet |
HP | Høy profil | P, I, B | 4: 2: 2 | 1-3 |
Abbr. | Etternavn |
Pixel / linje |
Linjer | Frame hastighet |
Bithastighet (Mbit / s) |
---|---|---|---|---|---|
LL | Lavt nivå | 352 | 288 | 30 bilder per sekund | 4. plass |
ML | Hovednivå | 720 | 576 | 30 bilder per sekund | 15. |
H-14 | Høy 1440 | 1440 | 1152 | 30 bilder per sekund | 60 |
HL | Høy level | 1920 | 1080 | 30 bilder per sekund | 80 |
Profil @ nivå | Oppløsning (px) |
Frame hastighet (maks.) |
Prøvetaking | Bithastighet (Mbit / s) |
Eksempel på applikasjon |
---|---|---|---|---|---|
SP @ LL | 176 × 144 | 15 bilder per sekund | 4: 2: 0 | 0,096 | mobile applikasjoner |
SP @ ML | 352 × 288 | 15 bilder per sekund | 4: 2: 0 | 0,384 | PDAer |
320 × 240 | 24 bilder per sekund | ||||
MP @ LL | 352 × 288 | 30 bilder per sekund | 4: 2: 0 | 4. plass | Set-top-bokser (STB) |
MP @ ML | 720 × 480 | 30 bilder per sekund | 4: 2: 0 |
9.8 (DVD) |
15 SD-DVB, DVD |
720 × 576 | 25 bilder per sekund | ||||
MP @ H-14 | 1440 × 1080 | 30 bilder per sekund | 4: 2: 0 |
25 (HDV) |
60 HDV |
1280 × 720 | 30 bilder per sekund | ||||
MP @ HL | 1920 × 1080 | 30 bilder per sekund | 4: 2: 0 | 80 | ATSC 1080i60 og 720p60, HD-DVB (HDTV) |
1280 × 720 | 60 bilder per sekund | ||||
422P @ LL | 4: 2: 2 | ||||
422P @ ML | 720 × 480 | 30 bilder per sekund | 4: 2: 2 | 50 | Sony IMX (kun I-Frame), Broadcast Video (bare I- og P-rammer) |
720 × 576 | 25 bilder per sekund | ||||
422P @ H-14 | 1440 × 1080 | 30 bilder per sekund | 4: 2: 2 | 80 | |
1280 × 720 | 60 bilder per sekund | ||||
422P @ HL | 1920 × 1080 | 30 bilder per sekund | 4: 2: 2 | 300 | Opptaksprofil for noen profesjonelle Canon-videokameraer som XF100 |
1280 × 720 | 60 bilder per sekund |
MPEG-2 lyd
På lydsiden utvides alle tre lagene til å omfatte lavere datahastigheter og flere kanaler ( 5.1 eller 7.1 ). Det er to varianter av flerkanalkodingen: de som kan gjøre god bruk av bitstrømmen som genereres under MPEG-1-dekoderkompatibel, og ikke bakoverkompatibel versjon ( engelsk ikke bakoverkompatibel , NBC ). NBC-varianten er i del 7 av MPEG-2-standarden under navnet AAC ( Advanced Audio Coding ).
MPEG-2 filformater
Til inter video og lyd, MPEG-2 definerer den videostreaming formater program stream (PS) og transportstrøm (TS). Over tid har MPEG-2 imidlertid blitt brukt i en rekke filformater. Nedenfor er en oversikt over hvor MPEG-2-filer vanligvis finnes:
- .mpg (kan også være MPEG-1 eller MPEG-4 )
- .mpeg (kan også være MPEG-1 eller MPEG-4)
- .m2v (MPEG-2 Elementary Video Stream)
- .m2a (MPEG-2 Elementary Audio Stream)
- .m2s (MPEG-2 elementær datastrøm)
- .ts (MPEG-2 transportstrøm)
- .ps (MPEG-2 programstrøm)
- .vob (DVD-videoobjekt)
- .vro (videoopptaksobjekt)
- .mod (MPEG-2 med AC3-lyd f.eks. for JVC eller Panasonic videokameraer)
- .m2t (MPEG-2-transport f.eks. på Sony HD-kameraer)
Se også
litteratur
- Tilo Strutz: Bildedatakomprimering. Grunnleggende, koding, bølger, JPEG, MPEG, H.264. 4. reviderte og supplerte utgave, Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0472-3 .
Individuelle bevis
- ↑ MPEG LA : MPEG-2 Vedlegg 1 . 1. januar 2017, tilgjengelig 21. februar 2017 (pdf, engelsk) - Kontinuerlig oppdatert liste over alle patenter med patentnummer og status som påvirker patentporteføljen til MPEG-2-lisensen.
- ↑ MPEG-2. MPEG LA , 2019, åpnet 22. juli 2019 (engelsk, MPEG-2 patentfritt).
- ↑ ISO International Classification for Standards 35,040: Tegnsett og informasjonskoding (engelsk) - oversikt side ved ISO
- ↑ Atul Puri (red.), Puri (forfatter), Tsuhan Chen (forfatter): multimediasystemer, standarder og nettverk. Utgave 2000, Verlag Marcel Dekker Inc, s. 94.
- ↑ Canon XF100 produktside