Mpeg2 что это за программа

Видео в формате MPEG-2

В этой статье мы попытаемся дать представление о формате MPEG и обсудим его преимущества и недостатки для хранения, передачи и редактирования видеоданных.

Концепция

Видеоданные по своей природе занимают чрезвычайно большой объем. Над задачей возможно более эффективного сжатия видео уже много лет бьются специалисты в этой области. В начале третьего тысячелетия в связи с острой необходимостью передавать большие объемы видео по различным сетям, задача оптимального по соотношению качество/объем способа кодирования видео стала еще более актуальной.
Концепция сжатия видео в MPEG очень проста — определить, какая именно информация в потоке повторяется хотя бы в течении какого-то отрезка времени и принять меры к избежанию дублирования этой информации. Наиболее ценное достоинство MPEG кодирования, особенно удобное для передачи по различным сетям — возможность гибкой настройки качества изображения в зависимости от пропускной способности сети. Это и сделало MPEG-2 фактическим стандартом для приема/передачи цифрового телевидения по различным сетям.

Конвертирование VOB в MPEG2

К сожалению, не существует возможности однозначно оценить качество кодирования некими приборами и измерениями. Единственный критерий здесь — человек и как он воспримет сжатую информацию. Поэтому правила сжатия видеоданных при MPEG кодировании вырабатывались на основе модели восприятия человеком видеоизображений (HVS — Human Visual Sense).
Избыточность изображения согласно HVS определяется по трем основным критериям:

• Невидимые человеческим глазом детали изображения — места гашения по вертикали и горизонтали. Удаление этой информации вообще никак не сказывается на изображении
• Статистическая избыточность. Подразделяется на пространственную и временную. Под пространственной избыточностью понимаются участки изображения, на которых смежные пиксели практически одинаковы. Под временной — не изменяемые во времени фрагменты изображения.
• Избыточность по цвету и яркости — рассчитывается исходя из ограниченной чувствительности человека к небольшим изменениям цветов и яркости деталей изображения.

Как реализуется

Для удобства кодирования видеоданных весь видеопоток разбивается на группы, называемые GOP (Group of Pictures). Такая группа строится следующим образом:

I — Intra кадры, которые обычно называются опорными и содержат всю информацию об изображении. MPEG последовательности без этих кадров быть не может в принципе. При компрессии I кадров происходит удаление только пространственной избыточности. Именно с этого кадра начинается декодирование изображения в последовательности.

P — Predictive кадры. «Предсказанные» кадры, при формировании которых используется метод предсказания изображения на следующем кадре с учетом компенсации движения от последнего I или P кадра перед формируемым. P кадр также служит для дальнейшего предсказания изображения. P кадр создается с помощью межкадровой компрессии, уменьшающей как пространственную, так и временную избыточность. Изображение P кадра вычитается из следующего изображения и эта разница кодируется и вместе с вектором движения добавляется к сжатым данным.

MPEG-2 vs H.264

B — Bi-directional, «двунаправленные» кадры. Они названы так потому, что хранят наиболее существенную информацию с окружающих их I и P кадров. B кадры имеют наивысшую степень компрессии, но требуют предыдущего и последующего изображения для компенсации движения объектов на изображении.

Такую структуру MPEG потока обычно описывают в виде дроби M/N, для которой M сообщает общее число кадров в GOP, а N — каким по счету будет очередной P кадр после предыдущего. Таким образом, GOP последовательность, изображенная на рисунке выше, может быть записана как 12/3.
Собственно поток данных MPEG состоит из 6-ти иерархических уровней:

• Блок — данные по яркости и цветности для блоков 8х8 изображения. Блоки анализируются по значениям Y (яркость), CB и CR (цветоразностные сигналы)
• Макроблок — как следует из названия, состоит из 4 простых блоков в окне 16х16 пикселей соответственно. В формате 4:2:0 макроблок содержит 4 блока яркостных данных Y и по одному CB и CR.
• Слой — содержит несколько смежных макроблоков.
• Кадр — состоит из группы слоев, содержащих изображение, которое, в свою очередь, может быть как I, так P или B.
• Группа изображений (она же GOP) — содержит последовательность кадров. Может включать до 15 кадров и должна обязательно начинаться с I кадра.
• Видеопоследовательность — должна содержать минимум одну GOP, а также заголовок в начале последовательности и код конца последовательности.

Уровни и профили MPEG

Под профилем MPEG понимается подмножество структуры битового потока сжатого видеоизображения. В пределах такого подмножества возможен широкий разброс параметров потока и, соответственно, кодеров и декодеров для них.
Под уровнем понимается ряд ограничений, применяемых к параметрам MPEG потока, например, разрешение выходного изображения, частота кадров и т.п.
Таблица ниже иллюстрирует максимальные значения ограничений, накладываемых на уровни и профили MPEG:

Профиль/ уровень	Простой I, P 4:2:0 (Simple Profile)	Основной I, P, B 4:2:0 (Main Profile)	I, P, B 4:2:2	I, P, B 4:2:0 ( SNR Scalable Profile)	Пространственный I, P, B 4:2:0 (Spatially Scalable Profile)	Высокий I, P, B 4:2:0 или 4:2:2 (High Profile)
Самый высокий (High Level)	1920×1152 80 Mbit/s	1920×1152 100 Mbit/s
Высокий (High 1440 Level)	1440×1152 60 Mbit/s	1440×1152 60 Mbit/s	1440×1152 80 Mbit/s
Основной (Main Level)	720×576 15 Mbit/s	720×576 15 Mbit/s	720×608 50 Mbit/s	720×576 15 Mbit/s	720×608 20 Mbit/s
Низкий (Low Level)	352×288 4 Mbit/s	352×288 4 Mbit/s

Эта таблица нужна в первую очередь, для понимания часто встречающихся обозначений формата конкретной записи или описаний возможности какого-либо кодера. Например, вот так может характеризоваться запись в формате MPEG-1:

**На самом деле здесь правильнее было бы написать: PAL — название аналогового стандарта телевидения, в котором был создан исходный видеофильм. Собственно MPEG фильм нельзя отнести к какой-либо системе цветного телевидения, так кадры в MPEG являются просто цифровым представлением ранее аналогового изображения и не имеют никакого отношения даже к исходной для оригинала фильма системе телевидения.

Практическое использование

Придирчивый читатель спросит — чем поможет мне в работе эта информация? Тем, кто не работает с видео, конечно, эта информация может мало что дать, но остальным может помочь в их практической работе. Многие пользователи, начавшие работать с DV видеокамерами и программами для нелинейного видеомонтажа, стали задумываться над способами сохранения своих творений если не на века, то, по крайней мере, на ближайшие несколько десятков лет. Как не странно, большинство начинающих DV видеомонтажников, еще основательно не зная MPEG, планируют хранить свои проекты именно на CD дисках в формате MPEG, даже не представляя, насколько сложно решается эта задача, если пользователь желает в MPEG варианте сохранить качество исходного DV фильма. Итак, наиболее часто встречающиеся вопросы на эту тему:

Почему я после сохранения своего фильма в формате MPEG-2 вижу, что качество его заметно ухудшилось?
Причин здесь несколько:

• С цифровой видеокамеры на компьютер сбрасывается уже компрессированное, сжатое изображение. DV, кстати, в сущности представляет собой частный случай MPEG компрессии — это поток, состоящий только из I кадров. Поэтому для сжатия в MPEG DV изображение подвергается повторному сжатию, что качества не улучшит никогда.
• Параметры компрессии были заданы неверно с точки зрения качества изображения.
• Используется быстрый, но не очень качественный кодер MPEG

Почему качество изображения на DVD дисках очень высокое, хотя это тоже MPEG-2 — можно ли получить подобное качество в домашних условиях?
Качество видео на DVD дисках действительно очень высокое. Объясняется оно двумя основными факторами — в качестве исходного видеоматериала для создания MPEG-2 варианта фильма используется несжатое видео профессионального качества, и, кроме этого, для кодирования в MPEG-2 применяются аппаратные кодеры с очень высоким качеством кодирования изображения. Стоимость таких кодеров доходит до нескольких десятков тысяч долларов США. Поэтому получить в домашних условиях подобное качество с DV фильма невозможно.

Я имею DV видеокамеру с возможностью съемки в режиме прогрессивного сканирования. Потом я хочу сохранить готовый фильм в формате MPEG. Как мне лучше снимать, в обычном чересстрочном режиме или в прогрессивном?
Так как кодеры MPEG выполняют покадровую обработку изображения, съемка с прогрессивной разверткой будет более правильным решением для последующего сохранения в MPEG формате.

Что означают параметры, которые предлагается указать до кодирования фильма в MPEG формат?
Таких параметров может быть много, но следует остановиться на наиболее важных из них:

• Profile ID и Level ID — см. таблицу выше
• Frame Intervals — для понимания того, что имеется ввиду, следует учесть, что обычно задается интервал между I кадрами, что фактически означает размер GOP, а также каким по счету будет очередной P кадр после предыдущего. Чем больше будет интервал между I кадрами, тем хуже будет качество изображения, но меньше размер результирующего файла. Кроме этого, интервал между I кадрами не рекомендуется делать больше 15.
• Motion Estimation — компенсация движения. Параметр определяет, насколько правильно будет предсказываться движение объекта и очень важен как для качества выходного изображения, так и для оценки времени кодирования. Большее значение даст лучшее качество, но значительно увеличит время работы кодера. При установке этого параметра надо понимать, что максимальное значение может быть «неподъемным» для процессора компьютера и желанный фильм может создаваться несколько суток.
• Frame sequence — параметр, во многом аналогичный Frame Intervals. Обычно предлагает выбрать вид кодирования — только I кадры, I + P кадры и I, P, B кадры, а также интервалы для P и B кадров. Что касается того, как кодировать — лучшее качество, но максимальный объем дает кодирование в только I кадры, затем соответственно, I + P и I, P, B. Классическими апробированными значениями для интервалов значениями являются P=3 и B=2. Строго говоря, для DVD принято использовать структуру 15/3 или IBBPBBPBBPBBPBB.
• Video Data Rate — скорость видеопотока. Во многих кодерах, рассчитанных на массового пользователя, это основной параметр, относительно которого кодер сам устанавливает все остальные. Измеряется обычно в мегабитах в секунду. Установив это значение и умножив его на продолжительность фильма в секундах, легко получить объем итого файла.

Я хочу хранить свои фильмы только в MPEG-2 формате. Каким образом я смогу показывать свои фильмы в MPEG-2 на телевизоре моим гостям, ведь изображение на TV выходе видеокарты очень некачественное?
Для этих целей желательно приобрести аппаратный MPEG-2 декодер, стоимость которого не превышает $65-70. Эти декодеры имеют как композитные, так и S-VHS видеовыходы и позволяют получить наивысшее качество изображения. Следует помнить, что наилучшее качество изображения всегда будет именно на телевизоре. Конечно, кодировать свои фильмы в этом случае надо будет в том профиле и уровне MPEG, который поддерживается аппаратным декодером.

Я хочу сразу сохранять фильмы в MPEG формате и в нем же редактировать. Возможно и правильно ли это делать?
Сохранять, конечно, можно, но редактировать MPEG видео очень трудно и неудобно. Дело в том, что при редактировании MPEG невозможна точная до кадра нарезка фрагментов, так как отделять фрагменты друг от друга можно только по I кадрам, иначе, при удалении опорного кадра и сохранении следующих за ним кадров, изображение потеряет читаемость. Наложение эффектов, переходов, фильтров также будет нельзя делать с точностью до кадра, что может привести к невозможности воплощения художественных замыслов. Кроме этого, рекомпрессия изображения будет занимать значительно большее, по сравнению с DV, время и требовать более мощных процессоров для этого.

По материалам сайта spline.ru

Источник: dvd-home-video.ru

Разница между MPEG2 и MPEG4

Форматы медиафайлов MPEG2 и MPEG4 — в числе самых часто используемых на современных компьютерах. Что они представляют собой?

Факты о MPEG2

MPEG2 — это фактически не один цифровой формат, а группа стандартов, применяемых для кодирования и сжатия видео- и аудиоданных. Чаще всего используется для обработки видео, предназначенного для записи на DVD, а также при организации трансляции мультимедийного потока по каналам цифрового телевидения. Видео, закодированное с помощью MPEG2, обычно воспроизводится со скоростью около 30 кадров в секунду. Сжатие звука, сопровождающего кадры, может осуществляться в нескольких каналах.

Если говорить о технических нюансах, MPEG2 позволяют кодировать видео при обеспечении точности вектора движения кадра, составляющей порядка 0,5 пикселей. Тип преобразования при данном формате — дискретный конусный с 8 функциями. Стандарты в рамках MPEG2 не предполагают использования de-blocking фильтра, который позволяет улучшить качество воспроизводимого видеопотока. Коэффициент квантования в MPEG2 — фиксированный. Для кодирования видео применяются алгоритмы VLC, Huffman.

Факты о MPEG4

MPEG4 — это также группа стандартов кодирования и сжатия цифровых данных. Фактически является результатом дальнейшего развития технологий, используемых в MPEG2. Основное его преимущество перед предшествующим стандартом — возможность включать в структуру обрабатываемого медиафайла картинки, текст, трехмерные изображения. Кроме того, технологии MPEG4 в значительной степени ориентированы на применение не только профессиональными студиями звукозаписи и видеомонтажа, но и рядовыми пользователями.

Данные, которые допустимо кодировать с помощью стандартов MPEG4, могут быть не только записаны с естественных источников (например, посредством видеосъемки или звукозаписи на микрофон), но также и сгенерированы с помощью компьютерных программ.

Касательно технологических нюансов MPEG4 следует отметить, что этот стандарт обеспечивает точность вектора движения кадра в 0,25 пикселя, задействует не дискретное конусное преобразование, а целостное с 4 функциями, предполагает использование de-blocking фильтра. Основные алгоритмы кодирования, применяемые в MPEG4, — VLC, а также CABAC.

Как считают многие современные специалисты, MPEG4 примерно на 50 % более эффективен в части кодирования видео в сравнении со стандартами MPEG2. То есть соответствующие ему технологии могут быть задействованы при более низкой пропускной способности доступных каналов, меньшем объеме дискового пространства на серверах, а также меньшей величине памяти в ТВ-приставках — если речь идет об абонентской трансляции видеопотоков.

Сравнение

Главное отличие MPEG2 от MPEG4 — в уровне технологичности обработки аудио- и видеопотоков. Кроме того, второй стандарт можно считать менее ресурсоемким — с точки зрения нагрузки каналов и ресурсов памяти на различных устройствах, используемых при передаче данных. MPEG4 поддерживает более новые алгоритмы кодирования, большее количество типов источников данных.

Определив то, в чем разница между MPEG2 и MPEG4, зафиксируем ее критерии в небольшой таблице.

Таблица

MPEG2	MPEG4
Что между ними общего?
Оба стандарта используются для кодирования и сжатия цифрового аудио и видео. MPEG4 — результат развития технологий, реализованных в MPEG2
В чем разница между ними?
Поддерживает эффективную обработку данных только с естественных источников — видео- и аудиозаписей	Поддерживает эффективную обработку также и цифровых данных, созданных с помощью компьютерных программ
Обеспечивает точность вектора движения кадра в 0,25 пикселя	Обеспечивает точность вектора движения в 0,5 пикселя
Не предполагает использования de-blocking фильтра	Предполагает использование de-blocking фильтра
Относительно ресурсоемок — требует большей пропускной способности каналов и ресурсов памяти задействуемых устройств	Примерно на 50 % менее ресурсоемок, чем MPEG2

Похожие статьи

(4 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Источник: thedifference.ru

Описание форматов сжатия MPEG-2 и MPEG-4

Отличительной особенностью видеоданных является их чрезвычайно большой объем. Специалисты в области сжатия данных, уже на протяжение многих лет работают над улучшением эффективности алгоритмов компрессии видеоизображений. На рубеже 21 века, с появлением HDTV, назрела острая необходимость передавать большие объемы видеоинформации по спутниковым и кабельным сетям, и встала задача оптимизации способов кодирования видеоданных.

На сегодняшний день MPEG-2 — это стандарт цифрового кодирования аудио и видео сигналов, который используется большинством операторов спутникового телевидения для передачи сигналов абонентам. Данный стандарт был разработан рабочей группой Moving Pictures Experts Group и одобрен Международной Организацией по Стандартизации.

Технические аспекты стандарта MPEG-2

Рабочая группа MPEG описала общие принципы компрессии аудио и видео информации, а разработку деталей оставила для изготовителей кодеков. В основу алгоритма сжатия была положена модель восприятия человеческим глазом видеоизображений и особенности строения человеческого глаза — его способность воспринимать вариации цвета и градации яркости. Так, например, человеческий глаз способен лучше воспринимать градации яркости, чем цветности.

Задача сводится к определению на экране неподвижного фона и движущихся объектов, на основании этого можно выделить и передать информацию о базовом кадре, а потом уже передавать кадры с информацией о движущихся объектах. В процессе передачи данных происходит отбрасывание малозначимой информации, аналогичной принципам, которые используются в графическом формате JPEG. Реализуется процесс путем разбивки потока видеоинформации на группы видеоизображений, каждая группа состоит из 3-х типов видеокадров. Обычно используются потоки из 30 кадров в секунду.

Благодаря постоянному совершенствованию видео кодеков формата MPEG-2 операторы спутникового и кабельного вещания получили возможность передавать в 2 раза больший объем информации при той же пропускной способности канала, чем когда то, на заре эволюции цифрового вещания. Стало появляться все большее количество разных видео кодеков, но они уже не соответствовали существующему формату MPEG-2. Назрела необходимость дальнейшей унификации стандарта.

MPEG-4 и HDTV

Цифровое спутниковое телевидение использует формат MPEG-2, где при разрешении кадра в 720×576 пикселей, скорость информационного потока при 30 кадрах/сек. составляет около 12 Мбит/сек, практически же используется скорость потока около 3 Мбит/сек. При стандартной ширине полосы в 54МГц на одном транспондере спутника обычно умещается 18 каналов. При вещании в HDTV разрешение изображения составляет 1920×1080 пикселей, что в 5 раз больше по сравнению с обычным SD телевидением, и для вещания одного HDTV канала в стандарте MPEG-2 оператору потребовалось бы арендовать чуть ли не треть транспондера.

Очередным витком в развитии алгоритмов видеокомпрессии стал стандарт MPEG-4. Изначально он предназначался для передачи потокового видео по низкоскоростным каналам, но так же нашел применение и в цифровом телевидении.

Компрессии видео в формате MPEG-4 осуществляется по той же схеме, что и в MPEG-2. При кодировании исходного видеоизображения кодек ищет и сохраняет более значимые кадры, как правило, те, на которых происходит смена сюжета. Вместо сохранения промежуточных кадров алгоритм обрабатывает и сохраняет данные об изменениях в текущем кадре по отношению к предыдущему, т.е дифференциально. При этом в процессе обработки изображения кодек оперирует с объектами произвольной формы, в отличии от формата MPEG-2, который мог оперировать только прямоугольными областями изображения. В результате этого, человек, передвигающийся по комнате, будет воспринят форматом MPEG-4, как отдельный объект, перемещающийся относительно неподвижного объекта — заднего плана.

Идея стандарта MPEG-4 заключается в объединении 22 подстандартов, из которых поставщики могут выбрать тот, который более точно отвечает их задачам.

Выделим из них наиболее важные подстандарты:

• ISO 14496-3- Аудио: набор кодеков для сжатия звука и речи, включая Advanced Audio Coding (AAC)
• ISO 14496-10- Видео: продвинутое кодирование видео ( Advanced Video Coding — AVC), технически идентичный и известный как кодек H.264

При переходе операторов спутникового телевидения на стандарт DVB-S2 и сжатие данных в MPEG-4 кодеком H.264 позволило в стволе одного транспондера разместить 8-10 HDTV каналов.

• О компании
• Контакты
• Блог
• Примеры работ

• Услуги
• Усиление сотовой связи
• Интернет на дачу
• Установка видеонаблюдения
• Бесшовный Wi-Fi

2007-2021 СИТКОМ
Политика конфиденциальности

• Цены и оборудование
• Цены на услуги
• Комплекты для самостоятельной установки
• Продажа усилителей сотовой связи
• Гарантия

• Проблемы со связью
• Причины плохой связи
• Почему телефон не ловит сеть
• Измерение уровня сигнала на смартфоне
• Карта покрытия сотовых операторов

• Типовые решения
• Как выбрать усилитель сотовой связи
• Как усилить 4G сигнал на даче
• Квартира
• Дача, Коттедж
• Офис
• Торговый центр
• Подвальное помещение
• Подземная парковка

ООО «Сигма сервис»
Факт.адрес: 109443, РФ, г.Москва, ул. Юных Ленинцев д.83 к.4 оф.7
ОГРН 1077746271998
Электронная почта:

Источник: www.sit-com.ru

Общие сведения о системах MPEG-2

В этом разделе представлен общий, не технический обзор уровня MPEG-2 Systems. Mpeg-2 Systems — это стандарт, определяющий, как мультиплексируются аудио- и видеопотоки в MPEG-2.

Простейший Потоки

Мультиплексирование MPEG-2 начинается с одного или нескольких байтовых потоков, называемых элементарными потоками (ES), содержащими видео, аудио или другие данные. Например, видео ES содержит сжатые видеокадры, а также заголовки последовательности, заголовки группы изображений (GOP) и все остальное, необходимое декодировщику для декодирования потока. Уровень «Системы» не определяет содержимое потока байтов ES.

Простой поток разбивается на пакеты, формируя пакетизованный простой поток (PES). Пакеты PES имеют переменную длину. Содержимое пакета называется полезными данными. Каждый пакет PES также включает заголовок. Мультиплексор присваивает 1-байтовый идентификатор потока каждому PES; отдельные пакеты PES идентифицируются по идентификатору потока в заголовке пакета.

Для звуковых потоков идентификатор потока имеет форму 110xxxxxx. Для видео идентификатор потока имеет форму 1110yyyy.

Стандарт MPEG-2 определяет два способа доставки пакетов простых потоков: программных потоков и транспортных потоков.

Программные Потоки

Потоки программ предназначены для сред, которые являются относительно свободными от ошибок, такими как локальное хранилище файлов. В потоке программы пакеты PES мультиплексируются и упорядочены в единицы, называемые пакетами. Все потоки PES в программном потоке синхронизируются с одинаковыми часами.

Потоки транспорта

Транспортные потоки (TS) предназначены для ненадежных или подверженных ошибкам сред, таких как широковещательные сети. Кроме того, они могут содержать несколько программ, синхронизированных с разными часами. Транспортный поток добавляет второй уровень пакетов— потоки PES упаковываются внутри пакетов транспортного потока, которые имеют фиксированный размер 188 байт на пакет. Пакеты TS также могут содержать потоки сведений о программе, которые описаны в следующем разделе.

Каждый пакет TS имеет 4-байтовый заголовок, а также необязательное поле адаптации, содержащее дополнительные сведения о заголовке. Мультиплексор назначает идентификатор программы (PID) каждому потоку PES или потоку сведений о программе. Идентификаторы идентификаторов используются для идентификации пакетов TS, аналогично тому, как идентификаторы потоков идентифицируют пакеты PES. (Если транспортный поток содержит несколько программ, идентификаторы потоков могут не быть уникальными, но назначения PID уникальны в транспортном потоке.)

Сведения о программе

Так как транспортный поток может содержать несколько программ, необходимо связать различные пакеты PES с программами, к которым они принадлежат. Для этого используются таблицы, определяющие потоки программы. В совокупности эти данные называются сведениями о программе (PSI). Данные PSI переносятся в пакеты TS так же, как и данные PES. Существуют различные типы данных PSI, в том числе:

• Таблица ассоциаций программ (PAT). PAT всегда назначается piD 0x000. Каждая запись в PAT — это ИДЕНТИФИКАТОР, определяющий пакеты PMT для этой программы (см. следующий элемент).
• Таблица карты программы (PMT). Каждый PMT определяет одну программу. PMT содержит список потоков; каждая запись таблицы предоставляет ИДЕНТИФИКАТОР для этого потока, а также код, определяющий тип потока. ISO/IEC 13818-1 определяет некоторые стандартные типы потоков; Сокращенный список показан в следующей таблице.
  stream_typeОписание:

  0x01	Видео MPEG-1
  0x02	Видео MPEG-2
  0x03	Звук MPEG-1
  0x04	Звук MPEG-2
  0x80 — 0xFF	Частный пользователь

  Другие стандарты, основанные на MPEG-2, например ATSC, могут определять дополнительные типы потоков в диапазоне «частный пользователь». Например, ATSC определяет 0x81 как звук Dolby AC-3.

• Таблицы условного доступа (CAT)
• Таблицы идентификации сети (NIT)

Источник: learn.microsoft.com