2 кардинально меняет положение вещей.
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)
- Pan&Scanning вектор (вектор панорамировани и масштабирования), который говорит декодеру как
преобразовывать, например 16:9 в 4:3.
Изменения связаные с алгоритмами кодирования:
- Точность частотных коэффициентов выбирается пользователем (8, 9, 10, 11 бит на одно значение --
в MPEG-1 только 8 бит).
- Нелинейный quantization процесс (разбиение непрерыных данных в дискретные).
- Возможность загрузить quantization matrix (матрица преобразований непрерыных данных в дискретные) перед каждым кадром.
- Новые режимы предсказания движения (16x8 MC, field MC, Dual Prime)
Scalable Modes (доступно только в Next и Main+ Profile) делят MPEG-2 на три слоя (base, middle,
high) для того чтобы организовать уровни приоритета в видеоданных (на пример более приоритетный
канал кодируется с большим количеством информации по коррекции ошибок чем менее):
- Spatial scalability (пространственное масштабирование) - основной слой кодируется с меньшим разрешением и затем он используется как
предсказание для более приоритетных.
- Data Partitioning (дробление данных) - разбивает блок из 64 quantization коэффициентов в два потока из которых
более приоритетный переносит низкочастотные (наиболее критичные к качеству), а менее приоритетный
(высокочастотные).
- SNR (Signal to Noise Ratio) Scalability (масштабировние соотношения сигна/шум) - каналы кодируются с одинаковой скоростью, но с разным
качеством (менее приоритетный слой содержит плохую картинку - более дискретные шаги, а
высокоприоритетный слой содержит довесок позволяющий построить качественную картинку)
- Temporal Scalability (временное масштабирование) - менее приоритетный слой содержит канал с низкой скоростью передачи
кадров, а высокоприоритетный содержит информацию позволяющую восстановить промежуточные кадры
используя для предсказания менее приоритетные.
Содержание раздела