stringtranslate.com

MPEG-2

MPEG-2 используется в цифровом видеовещании и DVD. Транспортный поток MPEG , TS, и программный поток MPEG , PS, являются контейнерными форматами .

MPEG-2 (также известный как H.222/H.262, как это определено ITU ) — это стандарт для «общего кодирования движущихся изображений и связанной с ними аудиоинформации». [1] Он описывает комбинацию методов сжатия видео с потерями и методов сжатия аудиоданных с потерями , которые позволяют хранить и передавать фильмы, используя доступные в настоящее время носители данных и полосу пропускания передачи. Хотя MPEG-2 не так эффективен, как новые стандарты, такие как H.264/AVC и H.265/HEVC , обратная совместимость с существующим аппаратным и программным обеспечением означает, что он по-прежнему широко используется, например, в эфирном цифровом телевизионном вещании . и в стандарте DVD-Video .

Основные показатели

MPEG-2 широко используется в качестве формата цифровых телевизионных сигналов, которые транслируются системами наземного (эфирного), кабельного и прямого спутникового телевидения . Он также определяет формат фильмов и других программ, распространяемых на DVD и подобных дисках. Телевизионные станции , ТВ-приемники , DVD-плееры и другое оборудование часто разрабатываются в соответствии с этим стандартом. MPEG-2 был вторым из нескольких стандартов, разработанных Экспертной группой по движущимся изображениям ( MPEG ), и является международным стандартом ( ISO / IEC 13818 , под названием « Информационные технологии — Общее кодирование движущихся изображений и связанной с ними аудиоинформации »). Части 1 и 2 MPEG-2 были разработаны в сотрудничестве с ITU-T и имеют соответствующий каталожный номер в серии рекомендаций ITU-T.

Хотя MPEG-2 является основой большинства форматов цифрового телевидения и DVD, он не определяет их полностью. Региональные учреждения могут адаптировать его к своим потребностям, ограничивая и дополняя аспекты стандарта. См. Профили и уровни видео .

Системы

MPEG-2 Часть 1 (ISO/IEC 13818-1 и Рекомендация ITU-T H.222.0 [2] [3] ), озаглавленная «Системы» , определяет два различных, но связанных между собой контейнерных формата . Одним из них является транспортный поток , формат пакета данных, предназначенный для передачи одного пакета данных в четырех пакетах данных ATM для потоковой передачи цифрового видео и аудио по фиксированным или мобильным средам передачи, где начало и конец потока могут быть не идентифицированы, например радиочастотные , кабельные и линейные носители записи, примеры которых включают вещание ATSC / DVB / ISDB / SBTVD и запись HDV на ленту. Другой — программный поток , расширенная версия контейнерного формата MPEG-1 с меньшими издержками, чем транспортный поток . Программный поток предназначен для носителей информации с произвольным доступом, таких как жесткие диски , оптические диски и флэш-память .

Форматы файлов транспортного потока включают M2TS , который используется на дисках Blu-ray , AVCHD на перезаписываемых DVD и HDV на компактных флэш- картах. Файлы программного потока включают VOB на DVD и Enhanced VOB на недолговечных HD DVD . Стандартный транспортный поток MPEG-2 содержит пакеты по 188 байт. M2TS добавляет к каждому пакету 4 байта, содержащие 2-битный индикатор разрешения копирования и 30-битную метку времени.

ISO разрешила ООО « Регистрационный орган SMPTE » в качестве органа регистрации идентификаторов формата MPEG-2. Регистрационный дескриптор транспорта MPEG-2 предусмотрен стандартом ISO/IEC 13818-1, чтобы позволить пользователям стандарта однозначно переносить данные, когда их формат не обязательно является признанным международным стандартом. Это положение позволит транспортному стандарту MPEG-2 передавать все типы данных, обеспечивая при этом метод однозначной идентификации характеристик лежащих в основе частных данных. [4]

видео

MPEG-2 Part 2 (ISO/IEC 13818-2 и ITU-T Rec. H.262), озаглавленный Video , похож на предыдущий стандарт MPEG-1 Part 2 , но добавляет поддержку чересстрочного видео , формата, используемого аналоговым видео. системы вещательного телевидения. Видео MPEG-2 не оптимизировано для низких скоростей передачи данных , особенно менее 1 Мбит/с при разрешениях стандартной четкости . Все декодеры видео MPEG-2, соответствующие стандартам, полностью способны воспроизводить видеопотоки MPEG-1, соответствующие ограничениям битового потока с ограниченными параметрами (CPB).

С некоторыми улучшениями формат MPEG-2 Video and Systems также используется в некоторых системах передачи HDTV и является стандартным форматом для эфирного цифрового телевидения ATSC . [ нужна цитата ]

Аудио

В MPEG-2 представлены новые методы кодирования звука по сравнению с MPEG-1: [5]

MPEG-2, часть 3

MPEG-2 Part 3 (ISO/IEC 13818-3), озаглавленный «Аудио» , улучшает качество звука MPEG-1 , позволяя кодировать аудиопрограммы с более чем двумя каналами , вплоть до многоканального формата 5.1. Этот метод обратно совместим с MPEG-1, что позволяет аудиодекодерам MPEG-1 декодировать два основных стереокомпонента презентации. [6] Это расширение называется MPEG Multichannel или MPEG-2 BC (обратно-совместимый). [7] [8] [9] [10]

MPEG-2 Part 3 также определяет дополнительные скорости передачи данных и частоты дискретизации для звуковых слоев MPEG-1 I, II и III. [11] Это расширение известно как MPEG-2 LSF (низкие частоты дискретизации), поскольку новые частоты дискретизации в два раза кратны (16, 22,05 и 24 кГц) частотам дискретизации, определенным в MPEG-1 (32, 44,1 и 24 кГц). 48 кГц).

MPEG-2, часть 7

MPEG-2 Часть 7 (ISO/IEC 13818-7), озаглавленная Advanced Audio Coding (AAC), определяет совершенно другой аудиоформат, не имеющий обратной совместимости. [9] Этот формат чаще всего называется Advanced Audio Coding (AAC), но первоначально он назывался MPEG-2 NBC (без обратной совместимости). [7] [8] [12]

AAC более эффективен, чем предыдущие аудиостандарты MPEG, и в некотором смысле менее сложен, чем его предшественник, MPEG-1 Part 3 Audio Layer 3 , поскольку он не имеет банка гибридных фильтров. Он поддерживает от 1 до 48 каналов с частотой дискретизации от 8 до 96 кГц, с многоканальными, многоязычными и многопрограммными возможностями. [5]

AAC также определен в MPEG-4 Part 3 . [ нужна цитата ]

Детали MPEG-2

Стандарты MPEG-2 публикуются как «Части». Каждая часть охватывает определенный аспект всей спецификации.

История

MPEG-2 развился из недостатков MPEG-1.

Известные недостатки MPEG-1:

Сакаэ Окубо из NTT был координатором ITU-T по разработке стандарта видеокодирования H.262/MPEG-2 Part 2 и руководителем требований MPEG к набору стандартов MPEG-2. [26] Большинство патентов, лежащих в основе технологии MPEG-2, принадлежат трем компаниям: Sony (311 патентов), Thomson (198 патентов) и Mitsubishi Electric (119 патентов). [27] Компания Hyundai Electronics (ныне SK Hynix ) разработала первый декодер MPEG-2 SAVI (система/аудио/видео) в 1995 году. [28]

Расширения имен файлов

.mpg, .mpeg, .m2v, .mp2, . mp3 — это некоторые из множества расширений имен файлов, используемых для форматов аудио- и видеофайлов MPEG-1 или MPEG-2.

Расширение файла MP3 (формально MPEG-1 Audio Layer III или MPEG-2 Audio Layer III ) — это формат кодирования цифрового звука , разработанный в основном Обществом Фраунгофера в Германии при поддержке других ученых в области цифровых технологий в США и других странах.

Приложения

DVD-Видео

Стандарт DVD-Video использует видео MPEG-2, но накладывает некоторые ограничения:

  1. ^ 1,85:1 и 2,35:1, среди прочих, часто указываются как допустимые соотношения сторон DVD, но представляют собой более широкие аспекты фильма с отступами в стиле почтового ящика для создания изображения 16:9.
  1. ^ Используя шаблон флагов REPEAT_FIRST_FIELD в заголовках закодированных изображений, изображения могут отображаться для двух или трех полей, и может быть достигнута практически любая скорость отображения изображений (минимум ⅔ частоты кадров). Чаще всего используется для отображения видео с разрешением 23,976 (приблизительно скорости фильма) в формате NTSC. См. Telecine для получения дополнительной информации о том, как это работает.

HDV

HDV — это формат записи и воспроизведения видео высокой четкости MPEG-2 на кассете DV.

МОД и ТОД

MOD и TOD — это форматы записи, предназначенные для использования в бытовых цифровых видеокамерах с файловой системой.

XDCAM

XDCAM — это профессиональный формат записи видео на основе файлов.

ДВБ

Ограничения для конкретных приложений на видео MPEG-2 в стандарте DVB :

Разрешенные разрешения для SDTV :

Для ТВЧ:

АТСК

Стандарт ATSC A/53, используемый в США, использует видео MPEG-2 на основном профиле высокого уровня (MP@HL) с дополнительными ограничениями, такими как максимальный битрейт 19,39 Мбит/с для телевещания и 38,8 Мбит/с. s для кабельного телевидения, формат подвыборки цветности 4:2:0 и обязательная информация о колориметрии.

ATSC поддерживает следующие разрешения видео, соотношения сторон и частоту кадров/полей:

Стандарт ATSC A/63 определяет дополнительные разрешения и частоты кадров для сигнала 50 Гц (PAL).

Спецификация ATSC и MPEG-2 позволяют использовать прогрессивные кадры даже в чересстрочной видеопоследовательности. Например, станция, передающая видеопоследовательность 1080i60, может использовать метод кодирования, при котором эти 60 полей кодируются 24 прогрессивными кадрами, а метаданные предписывают декодеру чередовать их и выполнять преобразование 3:2 перед отображением. Это позволяет вещателям переключаться между чересстрочным контентом с частотой 60 Гц (новости, мыльные оперы) и прогрессивным контентом с частотой 24 Гц (прайм-тайм), не прерывая последовательность MPEG-2 и не вводя задержку в несколько секунд при переключении формата телевизора. По этой причине последовательности 1080p30 и 1080p24, разрешенные спецификацией ATSC, на практике не используются.

Форматы 1080 строк кодируются матрицами яркости 1920 × 1088 пикселей и матрицами цветности 960 × 540, но последние 8 строк отбрасываются в процессе декодирования и отображения MPEG-2.

ATSC A/72 — это новейшая версия стандартов ATSC для цифрового телевидения, которая позволяет использовать формат кодирования видео H.264/AVC и сигнал 1080p60.

Звук MPEG-2 был претендентом на стандарт ATSC во время перестрелки DTV « Grand Alliance », но проиграл Dolby AC-3 .

ИСДБ-Т

Технические особенности MPEG-2 в ATSC действительны и для ISDB-T , за исключением того, что в основном TS агрегирована вторая программа для мобильных устройств, сжатая в MPEG-4 H.264 AVC для видео и AAC -LC для аудио, в основном известная как 1сег .

Блю рей

MPEG-2 — это один из трех поддерживаемых форматов видеокодирования, поддерживаемых дисками Blu-ray. Ранние выпуски Blu-ray обычно использовали видео MPEG-2, но последние выпуски почти всегда имеют формат H.264 или иногда VC-1 . Поддерживается только видео MPEG-2 (MPEG-2 часть 2), Blu-ray не поддерживает аудио MPEG-2 (части 3 и 7). Кроме того, формат контейнера, используемый на дисках Blu-ray, представляет собой транспортный поток MPEG-2, независимо от того, какие аудио- и видеокодеки используются.

Патентный пул

По состоянию на 3 января 2024 года срок действия патентов MPEG-2 истек во всем мире, за исключением только Малайзии, где ожидается, что срок действия последнего патента истечет в 2035 году. [29] Срок действия последнего патента в США истек 23 февраля 2018 года. [30] [31]

MPEG LA , частная организация по лицензированию патентов, приобрела права у более чем 20 корпораций и одного университета на лицензирование патентного пула , насчитывающего около 640 мировых патентов, которые, по ее утверждению, были «необходимы» для использования технологии MPEG-2. В число патентообладателей вошли Sony , Mitsubishi Electric , Fujitsu , Panasonic , Scientific Atlanta , Колумбийский университет , Philips , General Instrument , Canon , Hitachi , JVC Kenwood , LG Electronics , NTT , Samsung , Sanyo , Sharp и Toshiba . [32] [33] Если патентоспособность программного обеспечения подтверждена и срок действия патентов не истек (только в Малайзии), использование MPEG-2 требует уплаты лицензионных сборов владельцам патентов. Другие патенты были лицензированы Audio MPEG, Inc. [34] Разработка самого стандарта заняла меньше времени, чем переговоры о патенте. [35] Объединение патентов между основными и периферийными владельцами патентов в пуле MPEG-2 стало предметом исследования Университета Висконсина. [36]

Согласно лицензионному соглашению MPEG-2 любое использование технологии MPEG-2 в странах с действующими патентами (Малайзия) облагается роялти . [37] Кодеры и декодеры MPEG-2 облагаются 0,35 доллара США за единицу. [37] Кроме того, за любой пакетный носитель (DVD/потоки данных) взимается лицензионная плата в зависимости от продолжительности записи/трансляции. Роялти ранее оценивались выше, но были снижены в нескольких пунктах, последний раз - 1 января 2018 года . В 2013 году лицензионный сбор не уменьшился по мере истечения срока действия патентов MPEG-2. [38] [39] [40]

Обладатели патентов

Следующие организации имеют патенты на MPEG-2, как указано в MPEG LA . См. также Список патентов США на MPEG-2 .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «ISO/IEC 13818-1:2000 — Информационные технологии. Общее кодирование движущихся изображений и связанной с ними аудиоинформации: Системы». www.iso.org . Архивировано из оригинала 20 мая 2007 года . Проверено 4 мая 2018 г.
  2. ^ МСЭ-Т. «H.222.0: Информационные технологии. Общее кодирование движущихся изображений и связанной с ними аудиоинформации: Системы». Архивировано из оригинала 3 сентября 2012 г. Проверено 3 июня 2010 г.
  3. ^ МСЭ-Т (май 2006 г.). «Сводка по H.222.0». Архивировано из оригинала 19 мая 2011 г. Проверено 3 июня 2010 г.
  4. ^ SMPTE Registration Authority, LLC - орган регистрации идентификаторов формата MPEG-2. Архивировано 28 января 2010 г. на Wayback Machine . Проверено 6 июля 2009 г.
  5. ^ аб Д. Том, Х. Пурнхаген и подгруппа MPEG Audio (октябрь 1998 г.). «Часто задаваемые вопросы по MPEG Audio, версия 9 — MPEG Audio». Архивировано из оригинала 7 августа 2011 г. Проверено 31 октября 2009 г.{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Вернер Оомен; Леон ван де Керкхоф. «Аудио уровень MPEG-2 I/II». chiariglione.org. Архивировано из оригинала 30 апреля 2010 г. Проверено 29 декабря 2009 г.
  7. ^ ab ISO (октябрь 1998 г.). «Часто задаваемые вопросы по MPEG Audio, версия 9 — MPEG-1 и MPEG-2 BC». ИСО. Архивировано из оригинала 18 февраля 2010 г. Проверено 28 октября 2009 г.
  8. ^ ab MPEG.ORG. «ААК». Архивировано из оригинала 31 августа 2007 г. Проверено 28 октября 2009 г.
  9. ^ ab ISO (15 января 2006 г.), ISO / IEC 13818-7, Четвертое издание, Часть 7 - Advanced Audio Coding (AAC) (PDF) , заархивировано (PDF) из оригинала 06 марта 2009 г. , получено в 2009 г. -10-28
  10. ^ ISO (2004-10-15), ISO/IEC 13818-7, Третье издание, Часть 7 - Advanced Audio Coding (AAC) (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 13 июля 2011 г. , получено в 2009 г. - 10-19
  11. ^ Предраг Супурович, Заголовок аудиокадра MPEG, получено 11 июля 2009 г.
  12. ^ ИСО (март 1996 г.). «Флорентийский пресс-релиз». ИСО. Архивировано из оригинала 8 апреля 2010 г. Проверено 28 октября 2009 г.
  13. ^ MPEG. «Стандарты MPEG». chiariglione.org. Архивировано из оригинала 21 июля 2014 г. Проверено 24 июля 2014 г.
  14. ^ ИСО. «ISO/IEC JTC 1/SC 29. Кодирование аудио, изображения, мультимедиа и гипермедийной информации». Архивировано из оригинала 30 августа 2017 г. Проверено 30 августа 2017 г.
  15. ^ ИСО. «ISO/IEC 13818-1:2015/Поправка 6:2016, Передача метаданных качества в системах MPEG-2». Архивировано из оригинала 30 августа 2017 г. Проверено 30 августа 2017 г.
  16. ^ ИСО. «ISO/IEC 13818-4:2004/Изм. 3:2009, Уровень тестирования на соответствие 1080@50p/60p». Архивировано из оригинала 30 августа 2017 г. Проверено 30 августа 2017 г.
  17. ^ ИСО. «ISO/IEC 13818-6:1998/Поправка 3:2001, Модель транспортного буфера для поддержки синхронизированного протокола загрузки между пользователем и сетью». Архивировано из оригинала 30 августа 2017 г. Проверено 30 августа 2017 г.
  18. ^ MPEG (21 февраля 1997 г.). «Часто задаваемые вопросы по DSM-CC, версия 1.0». МПЕГ. Архивировано из оригинала 11 мая 2010 г. Проверено 1 августа 2010 г.
  19. ^ IEEE (1996). «Введение в цифровые носители информации — управление и контроль (DSM-CC)». МПЕГ. Архивировано из оригинала 20 мая 2010 г. Проверено 1 августа 2010 г.
  20. ^ ИСО. «ISO/IEC 13818-7:2006/Изм. 1:2007, Транспортировка MPEG Surround в AAC». Архивировано из оригинала 30 августа 2017 г. Проверено 30 августа 2017 г.
  21. ^ chiariglione.org (04 февраля 2010 г.). «На путях СМИ. Развитие MPEG-2. Часть А». Архивировано из оригинала 1 ноября 2011 г. Проверено 9 февраля 2010 г.
  22. ^ Ван дер Меер, январь (2014). Основы и эволюция систем MPEG-2: прокладывая дорогу MPEG. Джон Уайли и сыновья. ISBN 9781118875940.
  23. ^ «Управление и защита интеллектуальной собственности MPEG». МПЕГ. Апрель 2009 г. Архивировано из оригинала 30 апреля 2010 г. Проверено 1 августа 2010 г.
  24. ^ IPMP в MPEG — семинар W3C DRM, 22/23 января 2001 г. (PPT) , заархивировано из оригинала 16 июля 2012 г. , получено 1 августа 2010 г.
  25. ^ ИСО. «ISO/IEC 23001-3:2008, Информационные технологии. Системные технологии MPEG. Часть 3. Сообщения XML IPMP». Архивировано из оригинала 30 августа 2017 г. Проверено 29 октября 2009 г.
  26. ^ "Сакаэ Окубо". МСЭ . Архивировано из оригинала 02 марта 2005 г. Проверено 27 января 2017 г.
  27. ^ ab «Список патентов MPEG-2» (PDF) . MPEG Лос-Анджелес . Проверено 7 июля 2019 г.
  28. ^ «История: 1990-е». СК Хайникс . Архивировано из оригинала 5 февраля 2021 года . Проверено 6 июля 2019 г.
  29. ^ «Осталось 3 патента Малайзии на MPEG-2» . Брайан Куигли . 03.01.2024.
  30. ^ «MPEG-2, Приложение 1» (PDF) . MPEG Лос-Анджелес . Архивировано (PDF) из оригинала 29 мая 2019 года . Проверено 29 мая 2019 г.
  31. ↑ Ричард Чиргвин (15 февраля 2018 г.). «Хотите? Бесплатные видеокодеки! Когда дау... ох, смотрите, срок действия последнего патента на MPEG-2 истек!». Регистр . Архивировано из оригинала 15 февраля 2018 года.
  32. ^ «Программа лицензирования патентного портфеля MPEG-2» . MPEG Лос-Анджелес . Архивировано из оригинала 29 мая 2019 года . Проверено 29 мая 2019 г.
  33. ^ "audioMPEG.com - - - Патенты США" . 18 марта 2004 г. Архивировано из оригинала 18 марта 2004 г. Проверено 4 мая 2018 г.
  34. ^ "Сисвел - Мы защищаем идеи - Домой" . Архивировано из оригинала 02 января 2013 г.
  35. ^ «Аудио/Видео - Проект GNU - Фонд свободного программного обеспечения» . Архивировано из оригинала 24 декабря 2012 г.
  36. ^ Квинт, Дэн; Амит Ганди. «Экономика патентных пулов, когда некоторые (но не все) патенты необходимы». Рабочий документ . Архивировано из оригинала 10 июля 2010 г. Проверено 11 октября 2009 г.
  37. ^ abc «Лицензионное соглашение MPEG-2». MPEG Лос-Анджелес. Архивировано из оригинала 29 мая 2019 года . Проверено 29 мая 2019 г.
  38. ^ «Патентные пулы могут создавать антиконкурентные последствия, говорится в новом отчете» . Деловой провод . 09.05.2013. Архивировано из оригинала 20 августа 2014 г. Проверено 6 июня 2013 г.
  39. ^ Брет Суонсон (30 апреля 2013 г.). «MPEG-LA показывает необходимость восстановления основ интеллектуальной собственности». Форбс . Архивировано из оригинала 30 апреля 2013 г. Проверено 19 мая 2013 г.
  40. ^ Стив Форбс (18 марта 2013 г.). «Патентная система Америки совершенно не подходит для сегодняшнего мира высоких технологий». Канал «Фокс Ньюс» . Архивировано из оригинала 16 июня 2013 г. Проверено 5 июня 2013 г.

Внешние ссылки