MPEG-2

Från Wikipedia, den fria encyklopedin
Hoppa till navigation Hoppa till sökning

MPEG-2 är en generisk MPEG- standard för videokodning med videokomprimering och ljudkodning med ljudkomprimering , båda förlorande. I detta sammanhang betyder generiskt att ett dataformat och en avkodningsmetod specificeras utan att specificera parametrar som upplösningen som bestämmer kvaliteten.

introduktion

MPEG-2 introducerades 1994 och är ett komplement till och efterföljare till MPEG-1 . Patenten administreras av MPEG Licensing Administration . I slutet av 2020 var 3 patent fortfarande aktiva och 1 079 hade redan löpt ut. [1] Eftersom dessa patent endast är aktiva i Malaysia, med slutet av patenten i USA och Europa MPEG-2 de facto patent. [2]

Standarden har fått stor utbredning tack vare DVD : n : Dessa är kodade i MPEG-2 (video). Ljuddelen av DVD: n kan också kodas som MPEG-2 Audio Layer-2 (ISO / IEC 13818-3), men detta används sällan i praktiken; Ljudsignalen på DVD-skivor lagras nästan alltid i Dolby Digital (AC-3) och ibland även i DTS . MPEG -2 används också på SVCD , men med - jämfört med DVD - en lägre upplösning och en lägre datahastighet.

De olika varianterna ( DVB-S , DVB-C , DVB-T ) för digital-tv föredrar också att använda MPEG-2-formatet.

Översikt

MPEG-2-standarden består av flera delar, som definieras i ISO / IEC 13818 [3] :

Del 1
System - beskriver synkronisering och multiplexering av ljud och video. Innehåller beskrivningarna av programströmmen och transportströmmen
Del 2
Videokodec. Även känd som H.262
Del 3
Ljud codec. En flerkanalig förlängning av MPEG-1-ljud. Innehåller beskrivningarna av MP1 , MP2 och MP3
Del 4
Del 4 beskriver testförfarandena för överensstämmelse.
Del 5
Del 5 beskriver mjukvarusimuleringen.
Del 6
Tillägg för DSM-CC (Digital Storage Media Command and Control)
Del 7
Avancerad ljudkodning (AAC)
Del 8
Del 8 "10-bitars förlängning av videon" kasserades. [4]
Del 9
Tillägg för realtidsapplikationer
Del 10
Överensstämmelseförlängningar för DSM-CC
Del 11
IPMP ( Intellectual Property Management and Protection) på MPEG-2-system.

MPEG-2-video

Huvuddragen i MPEG-1 behölls i MPEG-2: separering av färginformation från den svartvita bilden och grovning av densamma, eftersom det mänskliga ögat också uppfattar färgskillnader mer grovt än skillnader i ljusstyrka; Uppdelning av bilden i 8 × 8 pixelblock , vars datakrav kraftigt reduceras med hjälp av diskret cosinustransformation och efterföljande kvantisering ; Kombination av fyra block vardera till 16 × 16 pixlar makroblock, vars likhet med makroblock i tidigare och / eller följande bilder också används för att minska data; och användning av binära koder med variabel längd för att kunna representera mer frekventa bitsekvenser på ett kortare sätt än mindre frekventa.

På videosidan siktar MPEG -2 -standarden på högre kvalitet och tillhörande datahastigheter än föregångaren MPEG -1 - upp till 15 Mbit / s eller med en högre krominans (färg) upplösning upp till 50 Mbit / s - och däremot till MPEG-1 använder också sammanflätning . MPEG-2 var ursprungligen utformad för digital-tv-sändning och studioapplikationer. MPEG-1 ersattes inte helt, och det är fortfarande ett bättre val än MPEG-2 för låga datahastigheter.

MPEG-2-profiler
Abbr. Efternamn Ramar YUV Strömmar kommentar
SP Enkel profil P , jag 4: 2: 0 0 1 ingen sammanflätning
MP Huvudprofil P, I, B 4: 2: 0 0 1
422P 4: 2: 2 profiler P, I, B 4: 2: 2 0 1
SNR SNR -profiler P, I, B 4: 2: 0 1-2 SNR: förhållande mellan signal och brus
Rumslig Rumsliga profiler P, I, B 4: 2: 0 1-3 Avkodning i lägre,
medelhög och hög kvalitet
HP Hög profil P, I, B 4: 2: 2 1-3
MPEG-2-nivå
Abbr. Efternamn Pixlar /
rad
Rader Ram
Betygsätta
Bithastighet
(Mbit / s)
LL Låg nivå 0 352 0 288 30 fps 0 4
ML Huvudnivå 0 720 0 576 30 fps 15: e
H-14 Hög 1440 1440 1152 30 fps 60
HL Hög nivå 1920 1080 30 fps 80
Profil @ nivå upplösning
(px)
Ram
hastighet (max.)
Provtagning Bithastighet
(Mbit / s)
Exempel på applikation
SP @ LL 0 176 × 144 15 fps 4: 2: 0 00 0,096 mobila applikationer
SP @ ML 0 352 × 288 15 fps 4: 2: 0 00 0,384 PDA: er
0 320 × 240 24 fps
MP @ LL 0 352 × 288 30 fps 4: 2: 0 00 4 Set-top-boxar (STB)
MP @ ML 0 720 × 480 30 fps 4: 2: 0 0 15
00 9.8 (DVD)
SD-DVB,
dvd
0 720 × 576 25 fps
MP @ H-14 1440 × 1080 30 fps 4: 2: 0 0 60
0 25 (HDV)

HDV
1280 × 720 30 fps
MP @ HL 1920 × 1080 30 fps 4: 2: 0 0 80 ATSC 1080i60 och 720p60,
HD-DVB (HDTV)
1280 × 720 60 fps
422P @ LL 4: 2: 2
422P @ ML 0 720 × 480 30 fps 4: 2: 2 0 50 Sony IMX (endast I-Frame),
Sända video (endast I- och P -ramar)
0 720 × 576 25 fps
422P @ H-14 1440 × 1080 30 fps 4: 2: 2 0 80
1280 × 720 60 fps
422P @ HL 1920 × 1080 30 fps 4: 2: 2 300 Spela in profil för några proffs
Canons videokameror som XF100 [5]
1280 × 720 60 fps

MPEG-2-ljud

På ljudsidan utökas alla tre lagren med lägre datahastigheter och fler kanaler ( 5.1 eller 7.1 ). Det finns två varianter av flerkanalskodningen: de som kan utnyttja bitströmmen genererat under MPEG-1-avkodaren framåtkompatibel och inte bakåtkompatibel version ( engelska icke bakåtkompatibel, NBC). NBC-varianten finns i del 7 i MPEG-2-standarden under namnet AAC ( Advanced Audio Coding ).

MPEG-2-filformat

För sammanflätning av video och ljud definierar MPEG-2 videoströmningsformaten programström (PS) och transportström (TS). Med tiden har dock MPEG-2 använts i en mängd olika filformat. Nedan följer en översikt över var MPEG-2-filer vanligtvis kan hittas:

  • .mpg (kan också vara MPEG-1 eller MPEG-4 )
  • .mpeg (kan också vara MPEG-1 eller MPEG-4)
  • .m2v (MPEG-2 Elementary Video Stream)
  • .m2a (MPEG-2 Elementary Audio Stream)
  • .m2s (MPEG-2 Elementary Data Stream)
  • .ts (MPEG-2 Transport Stream)
  • .ps (MPEG-2 Program Stream)
  • .vob (DVD -videoobjekt)
  • .vro (videoinspelningsobjekt)
  • .mod (MPEG-2 med AC3-ljud, t.ex. för JVC- eller Panasonic-videokameror)
  • .m2t (MPEG-2-transport, t.ex. på Sony HD-kameror)

Se även

litteratur

  • Tilo Strutz: Bilddatakomprimering. Grunder, kodning, vågor, JPEG, MPEG, H.264. 4: e reviderade och kompletterade upplagan, Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0472-3 .

Individuella bevis

  1. MPEG LA : MPEG-2 bilaga 1 . 1 januari 2017, åtkomst den 21 februari 2017 (pdf, engelska) - Kontinuerligt uppdaterad lista över alla patent med patentnummer och status som påverkar patentportföljen för MPEG -2 -licensen.
  2. MPEG-2. MPEG LA , 2019, öppnas den 22 juli 2019 (engelska, MPEG-2 de facto patentfritt).
  3. ISO International Classification for Standards 35.040: Teckenuppsättningar och informationskodning (engelska) - översiktssida på ISO
  4. Atul Puri (red.), Puri (författare), Tsuhan Chen (författare): Multimediasystem, standarder och nätverk. Utgåva 2000, Verlag Marcel Dekker Inc, s.94.
  5. Canon XF100 produktsida