Расширение файла MPEG связано с форматом MPEG-1, используемым для хранения видеоданных, разработанным и стандартизованным группой экспертов по движущимся изображениям (mpg, MPEG, m1v, mp2, mp3, mpa, mpe, mpv2, m3u). Файлы с расширениями .MPEG обычно представляют собой системные потоки MPEG-1, которые содержат видео в кодировке MPEG-1 и аудио в кодировке MPEG-1 Layer II (MP2).
Стандарт MPEG-1 позволяет кодировать видео с прогрессивной разверткой со скоростью передачи около 1,5 миллиона бит в секунду (бит / с). Этот формат файла был разработан специально для использования с носителями Video-CD и CD-i. Наиболее распространенные реализации стандарта MPEG-1 обеспечивают разрешение видео 352×240 при 30 кадрах в секунду (fps). Когда вы используете этот стандарт, вы получаете видео немного более низкого качества, чем обычные видео с видеомагнитофона.
Однако системные потоки MPEG-1 не используют исключительно расширения mpg и MPEG. Программные потоки MPEG-2 также часто используют расширения файлов .mpg и .MPEG, но они содержат видео в кодировке MPEG-2. Поскольку операционные системы Microsoft Windows предоставляют только видеодекодер MPEG-1, проигрыватель Windows Media не может воспроизводить программные потоки MPEG-2 без установленного дополнительного видеодекодера MPEG-2 (также известного как пакет декодера DVD).
What is MPEG Format | What is MPEG 4 Format | What are MPEG 1, MPEG 2 & MPEG 21
Типы MIME
- video/MPEG
Источник: files.support
MPEG — Motion Picture Experts Group file interchange format
Разница между форматами MPEG и MPG совсем небольшая. MPEG — более новый формат, который представлен следующими подтипами: MPEG-1 — MPEG-4, MPEG-7 и MPEG-21. Сжатие с определенными потерями позволяет облегчить загрузку и выгрузку файлов, а также уменьшить размеры файлов при одновременном обеспечении высокого их качества.
Эти файлы-контейнеры аудио- и видеоданных позволяют синхронизировать оба потока данных. Большое кол-во сервисов он-лайн стриминга используют файлы MPEG-1 для трансляции аудио, а также аудио/видеосигнала по кабельным сетям и через спутники. Система MPEG стала основой для создания файлов MP3. ОС Mac и Windows могут работать с файлами MPEG-1 и MPEG-2 с помощью различных программ, которые поддерживают такие форматы.
Формат MPEG-1 кодирует видео и связанный с ним звук для последующего хранения с битрейтом в 1.5 Mб/с (ISO/IEC 11172) (при этом формат способен обеспечить и более высокий битрейт). Это позволяет кодировать файлы в форматы, по качеству близкие к качеству компакт-дисков иди не очень качественных дисков DVD. Формат MPEG-2 используется для телевещания с высоким разрешением.
MPEG-3 используется в качестве стандарта масштабируемого сжатия с различными разрешениями для стандарта HDTV (позже этот формат был объединен с форматом MPEG-2 из-за практически полного отсутствия различий с последним). Формат MPEG-4 позволяет получить более высокой степени сжатия (по сравнению с MPEG-2), а также добиться более качественного сжатия с помощью соответствующих методов. В конце концов этот стандарт стали использовать для показа компьютерной графики. Формат MPEG-7 описан в стандарте ISO-IEV 15938, а формат MPEG-21 — в стандарте ISO/IEC 21000. При этом такие стандарты определяют общие принципы формирования медиаданных, а также предусматривают наличие авторских прав.
Форматы аудиофайлов – MP3, AAC, WAV, FLAC
Вот небольшой, но неполный список программ, которые могут открывать документы MPEG:
- Windows Media Player
- Windows Movie Maker
- VLC Video Player
- Apple iTunes
- Quicktime Player
- Adobe Flash
- Roxio
- Cyberlink video editing software
- Xilisoft Video Converter
Источник: www.online-convert.com
MPEG: Общая информация
Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group — MPEG). MPEG это стандарт на сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пересылки, например через интернет, формат.
Существуют разные стандарты MPEG (как их еще иногда называют фазы — phase): MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7.
MPEG состоит из трех частей: Audio, Video, System (объединение и синхронизация двух других).
MPEG-1
По стандарту MPEG-1 потоки видео и звуковых данных передаются со коростью 150 килобайт в секунду — с такой же скоростью, как и односкоростной CD-ROM проигрыватель — и управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только областей, изменяющихся между кадрами. К несчастью, MPEG-1 обеспечивает качество видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизионному стандарту.
MPEG-1 был разработан и оптимизирован для работы с разрешением 352 ppl (point per line — точек на линии) * 240 (line per frame — линий в кадре) * 30 fps (frame per second — кадров в секунду), что соответствует скорости передачи CD звука высокого качества. Используется цветовая схема — YCbCr (где Y — яркостная плоскость, Cb и Cr — цветовые плоскости).
Как MPEG работает:
В зависимости от некоторых причин каждый frame (кадр) в MPEG может быть следующего вида:
- I (Intra) frame — кодируется как обыкновенная картинка.
- P (Predicted) frame — при кодировании используется информация от предыдущих I или P кадров.
- B (Bidirectional) frame — при кодировании используется информация от одного или двух I или P кадров
Последовательность кадров может быть например такая: IBBPBBPBBPBBIBBPBBPB.
Последовательность декодирования: 0312645.
Нужно заметить, что прежде чем декодировать B кадр требуется декодировать два I или P кадра. Существуют разные стандарты на частоту, с которой должны следовать I кадры, приблизительно 1-2 в секунду, соответствуюшие стандарты есть и для P кадров (каждый 3 кадр должен быть P кадром). Существуют разные относительные разрешения Y, Cb, Cr плоскостей (Таблица 1), обычно Cb и Cr кодируются с меньшим разрешением чем Y.
Таблица 1
| 4:4:4 | 1:1 | 1:1 |
| 4:2:2 | 1:2 | 1:1 |
| 4:2:0 | 1:2 | 1:2 |
| 4:1:1 | 1:4 | 1:1 |
| 4:1:0 | 1:4 | 1:4 |
Для применения алгоритмов кодировки происходит разбивка кадров на макроблоки каждый из которых состоит из определенного количества блоков (размер блока — 8*8 пикселей). Количество блоков в макроблоке в разных плоскостях разное и зависит от используемого формата
Техника кодирования:
Для большего сжатия в B и P кадрах используется алгоритм предсказания движения (что позволяет сильно уменьшить размер P и B кадров — Таблица 2) на выходе которого получается:
- Вектор смещения (вектор движения) блока который нужно предсказать относительно базового блока.
- Разница между блоками (которая затем и кодируется).
Так как не любой блок можно предсказать на основании информации о предыдущих, то в P и B кадрах могут находиться I блоки (блоки без предсказания движения).
Таблица 2
| I | P | B | Средний размер |
| 150 | 50 | 20 | 38 |
Метод кодировки блоков (либо разницы, получаемой при методе предсказание движения) содержит в себе:
- Discrete Cosine Transforms (DCT — дискретное преобразование косинусов).
- Quantization (преобразование данных из непрерывной формы в дискретную).
- Кодировка полученного блока в последовательность.
DCT использует тот факт, что пиксели в блоке и сами блоки связаны между собой (т.е. коррелированны), поэтому происходит разбивка на частотные фурье компоненты (в итоге получается quantization matrix — матрица преобразований данных из непрерывной в дискретную форму, числа в которой являются величиной амплитуды соответствующей частоты), затем алгоритм Quantization разбивает частотные коэффициенты на определенное количество значений. Encoder (кодировщик) выбирает quantization matrix которая определяет то, как каждый частотный коэффициент в блоке будет разбит (человек более чувствителен к дискретности разбивки для малых частот чем для больших). Так как в процессе quantization многие коэффициенты получаются нулевыми то применяется алгоритм зигзага для получения длинных последовательностей нулей
Звук в MPEG:
Форматы кодирования звука деляться на три части: Layer I, Layer II, Layer III (прообразом для Layer I и Layer II стал стандарт MUSICAM, этим именем сейчас иногда называют Layer II). Layer III достигает самого большого сжатия, но, соответственно, требует больше ресурсов на кодирование. Принципы кодирования основаны на том факте, что человеческое ухо не совершенно и на самом деле в несжатом звуке (CD-audio) передается много избыточной информации. Принцип сжатия работает на эффектах маскировки некоторых звуков для человека (например, если идет сильный звук на частоте 1000 Гц, то более слабый звук на частоте 1100 Гц уже не будет слышен человеку, также будет ослаблена чувствительность человеческого уха на период в 100 мс после и 5 мс до возникновения сильного звука). Psycoacustic (психоакустическая) модель используемая в MPEG разбивает весь частотный спектр на части, в которых уровень звука считается одинаковым, а затем удаляет звуки не воспринимаемые человеком, благодаря описанным выше эффектам.
В Layer III части разбитого спектра самые маленькие, что обеспечивает самое хорошее сжатие. MPEG Audio поддерживает совместимость Layer’ов снизу вверх, т.е. decoder (декодировщик) для Layer II будет также распознавать Layer I.
Синхронизация и объединение звука и видео, осуществляется с помощью System Stream , который включает в себя:
- Системный слой, содержащий временную и другую информацию чтобы разделить и синхронизовать видео и аудио.
- Компрессионный слой, содержащий видео и аудио потоки.
Видео поток содержит заголовок, затем несколько групп картинок (заголовок и несколько картинок необходимы для того, что бы обеспечить произвольный доступ к картинкам в группе в независимости от их порядка).
Звуковой поток состоит из пакетов каждый из которых состоит из заголовка и нескольких звуковых кадров (audio-frame).
Для синхронизации аудио и видео потоков в системный поток встраивается таймер, работающий с частотой 90 КГц (System Clock Reference — SCR, метка по которой происходит увеличения временного счетчика в декодере) и Presentation Data Stamp (PDS, метка насала воспроизведения, вставляются в картинку или в звуковой кадр, чтобы объяснить декодеру, когда их воспроизводить. Размер PDS сотавляет 33 бита, что обеспечивает возможность представления любого временного цикла длинной до 24 часов).
Параметры MPEG-1 (Утверждены в 1992)
Параметры Аудио: 48, 44.1, 32 КГц, mono, dual (два моно канала), стерео, интенсивное стерео (объединяются сигналы с частотой выше 2000 Гц.), m/s stereo (один канал переносит сумму — другой разницу). Сжатие и скорость передачи звука для одного канала, для частоты 32 КГц представлены в Таблице 3.
Таблица 3
| Layer I | 192 | 1:4 |
| Layer II | 128..96 | 1:6..8 |
| Layer III | 64..56 | 1:10..12 |
Параметры Видео: в принципе с помощью MPEG-1 можно передавать разрешение вплоть до 4095x4095x60 fps (в этих границах кадр может быть произвольного размера), но так как существует Constrained Parameters Bitstream (CPB, неизменяемые параметры потока данных; другие стандарты для MPEG-1 поддерживаются далеко не всеми декодерами) которые ограничивают общее число макроблоков в картинке (396 для скорости
MPEG2 — upgrade для MPEG1
Компрессия по стандарту MPEG-2 кардинально меняет положение вещей.
Более 97% цифровых данных, представляющих видео сигнал дублируются, т.е. являются избыточными и могут быть сжаты без ущерба качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 анализирует видеоизображение в поисках повторений, называемых избыточностью. В результате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи данных. По этой причине, современные средства поставки видеопрограмм, такие как цифровые спутниковые системы и DVD, используют именно стандарт MPEG-2.
Изменения в Audio:
- Появились новые виды частот 16, 22.05, 24 КГц.
- Поддержка многоканальности — возможность иметь 5 полноценных каналов (left, center, right, left surround, right surround) + 1 низкочастотный (subwoofer).
- Появился AAC (Advanced Audio Coding — прогрессивное кодирование звука) стандарт — обеспечивает очень высокое качество звука со скоростью 64 kbps per channel (килобит в сек. на канал), возможно использовать 48 основных каналов, 16 низкочастотных каналов для звуковых эффектов, 16 многоязыковых каналов и 16 каналов данных. До 16 программ может быть описано используя любое количество элементов звуковых и других данных. Для AAC существуют три вида профиля — Main (используется когда нет лишней памяти), Low Complexity (LC), Scalable Sampling Rate (SSR, требуется декодер с изменяемой скоростью приема данных).
Декодеры должны быть:
- «forwards compatible» (вперед совместимыми) — MPEG-2 Audio Decoder понимает любые MPEG-1 аудио каналы.
- «backward compatible» (обратно совместимыми) — MPEG-1 Audio Decoder должен понимать ядро MPEG-2 Audio (L-канал, R-канал)
- «matrixing» (матрицируемыми) — MPEG1 Audio Decoder должен понимать 5-ти канальный MPEG-2 (L = left signal + a * center signal + b * left surround signal, R = right signal + a * center signal + b * right surround signal)
- MPEG-1 Звуковой декодер не обязан понимать MPEG-2 AAC.
В следствии зтого совершенно спокойно можно использовать MPEG-1 Vidio + MPEG-2 Audio или наоборот MPEG-2 Audio + MPEG-1 Video.
Изменения в Видео:
- Требуется чтобы разрешение по вертикали и горизонтали было кратно 16 в кодировщике кадров (frame-encoder) стандартах (покадровое кодирование), и 32 по вертикали в кодировщике полей (field-encoder, каждое поле состоит из двух кадров) стандартах (interlaced video).
- Возможность форматов 4:4:4, 4:2:2 (Next profile).
- Введены понятия Profile (форма, профиль) и Levels (уровни).
- Размер frame до 16383*16383.
- Возможность кодировать interlaced video.
- Наличие режимов масштабирования (Scalable Modes)
- Panhttp://codenet.ru/progr/formt/mpeg4all.php» target=»_blank»]codenet.ru[/mask_link]