MPEG-2 Video - cs.LinkFang.org

MPEG-2 Video


H.262 / MPEG-2 Video
Tvůrce MPEG, VCEG
Předchůdce MPEG-1 Video
Nástupce H.263, MPEG-4 Visual
Typ formátu Kompresní videoformát
Standard(y) ITU-T H.262, ISO/IEC 13818-2
Otevřený formát? ne

MPEG-2 Video, označované také jako H.262 nebo MPEG-2 část 2, je ztrátový formát komprese videa, který slouží ke snížení datového toku, a tím i velikosti výsledného souboru u digitálně zpracovávaných videozáznamů při co nejmenším viditelném zhoršení kvality po dekomprimaci. Je součástí sady standardů MPEG-2. Jeho předchůdcem je formát MPEG-1 Video a dokonalejšími technologickými nástupci formáty ze sad MPEG-4 a MPEG-H.

MPEG-2 Video je standardním formátem užívaným pro ukládání a přenos videa na DVD nebo při distribuci digitálního televizního signálu DVB-T. U aplikací, které vyžadují MPEG-2 komprimaci či dekomprimaci videa v reálném čase, jsou kladeny výrazně vyšší nároky na výpočetní kapacitu procesoru než u formátu MPEG-1. [1]

Obsah

Funkce a výhody


Pro pochopení funkce komprimace je potřeba vědět, že každý videozáznam je sekvencí jednotlivých samostatných snímků. Základním principem MPEG (Motion Picture Experts Group) komprimace videa je pak individuální přístup k jednotlivým snímkům, konkrétně určení tzv. klíčových snímků (I – Intra Frame), které se ukládají resp. přenášejí celé – jsou to v podstatě jpegy – zásadně kódovány vnitrosnímkově, a dále snímků pomocných (P – Predicted), které se ukládají zkomprimované (mezisnímková komprese) – jsou to jednosměrné předpovědi vzhledem k předcházejícímu I nebo P obrázku, přenášejí se pouze rozdíly oproti již přenesenému (referenčnímu) makrobloku, přičemž polohu referenčního makrobloku udává pohybový vektor. Tyto dva typy snímků jsou pak proloženy ještě třetím typem snímků (B – Bidirectional Predicted), který se přenáší buď silně zkomprimován (také mezisnímkovou kompresí), nebo se nepřenáší vůbec – jsou to obousměrné předpovědi vzhledem k předcházejícímu I nebo P obrázku, přenášejí se pouze rozdíly oproti již přenesenému (referenčnímu) makrobloku. Tyto „chybějící“ snímky jsou pak při dekomprimaci (třeba i v reálném čase) dopočítávány z informací klíčových snímků. Typické pořadí snímků je např.: IBBPBBPBBPBBPBBPBB (tato sekvence mezi dvěma „I“ se nazývá GOP – Group of Pictures).

Při dopočítávání se využívá i skutečnosti, že lze některé drobné části obrazu a jejich vzájemné rozdíly na po sobě jdoucích snímcích popsat matematicky (např. statická jednobarevná plocha). Práce s takto definovanými plochami se označuje jako kvantizace (quantized). Proto se v některých případech (typicky při televizním DVB-T přenosu), kdy je potřeba docílit při kódování co nejmenšího datového toku (3 Mb/s), ještě obraz před samotným kódováním upravuje tak, aby obsahoval co nejméně ploch s detaily a naopak co nejvíce „jednobarevných“ ploch – typicky u fotbalových přenosů dochází ke „slití“ trávy na hřišti do univerzální plochy téměř bez vzorku.

MPEG-2 se liší od formátu MPEG-1 tím, že dokáže pracovat s tzv. proměnlivým datovým tokem (VBR – variable bit rate). To v praxi znamená, že komprimační software rozpozná scénu, která obsahuje řadu za sebou jdoucích velmi podobných (statických) snímků, mezi kterými jsou jen velmi malé rozdíly – např. moderátor, který (z pohledu videostopy) „pouze“ otevírá ústa. V takovém případě sekvence obsahuje velmi málo klíčových snímků a relativně málo doplňkových informací k dopočtu výsledného obrazu. Opakem je např. záznam hokejového zápasu. Ve výsledku je pak průměrný datový tok (výsledný soubor) menší než při použití konstantního datového toku (CBR – constant bit rate) a současně kvalitnější, neboť u náročných scén se dočasně datový tok zvýší.

MPEG-2 na rozdíl od MPEG-1 umí pracovat s prokládanými snímky, tzv. půlsnímky.

MPEG-2 byl vyvinut pro rozlišení 720 × 576 obrazových bodů. V praxi je možné ale kódovat jakýkoliv vstupní rozměr a poměr stran a zvolit CBR nebo VBR s konkrétním datovým tokem. Obdobně lze v praxi nastavit i kvalitu komprimovaného zvuku.

Žádný ztrátově komprimovaný formát videa není sám o sobě vhodný ke střihu (v nejhorším případě se stříhá se skupinou GOP=1, tj.: samé snímky I). Před jakoukoliv editací je potřeba jej převést do nativního formátu.

Využití


DVD

Filmy na DVD byly v Česku první možností, kdy se uživatel mohl setkat s MPEG-2 videem oficiálně. Při pořizování, či nastavování DVD/přehrávače můžeme narazit na různá nastavení. Podrobněji níže.

Rozlišení:

Poměr:

Frekvence:

AV datový tok:

YUV 4:2:0

Zvuk

Blu-ray

MPEG-2 je jedním ze tří video formátů používaných na discích Blu-ray. Společně se zvukem je uložen v multimediálním kontejneru ve formátu BDAV MPEG-2 Transport Stream.

DVB – digitální televize

Podporované rozlišení pro SDTV:

Podporované rozlišení pro HDTV:

ATSC

Podporované rozlišení:

Pozn.: 1080i je kódován v rozlišení 1920 × 1088, ale posledních 8 vrstev je vyřazeno prioritně pro display. Zvuk v MPEG-2 se uchází o ATSC standard skrze DTV a „Grand Alliance“, ale ztrácí na H.262.

Profily a úrovně


Tabulky níže sumarizují limitace jednotlivých profilů a úrovní.

MPEG-2 Profily
Zkrt. Název Framy Chroma format Streamy Poznámka
SP Simple Profile P, I 4:2:0 1 bez prokládání
MP Main Profile P, I, B 4:2:0 1
422P 4:2:2 Profile P, I, B 4:2:2 1
SNR SNR Profile P, I, B 4:2:0 1–2 SNR: odstup signál-šum (Signal to Noise Ratio)
SP Spatial Profile P, I, B 4:2:0 1–3 nízký, normální a vysoká kvalita dekódování
HP High Profile P, I, B 4:2:2 1–3

 

MPEG-2 Úrovně
Zkrt. Název Pixely/řádek Řádků Snímkování (Hz) Dat.tok (Mbit/s)
LL Low Level 352 288 30 4
ML Main Level 720 576 30 15
H-14 High 1440 1440 1152 30 60
HL High Level 1920 1152 30 80

Odkazy


Reference

  1. MPEG-2 Video [online]. MPEG [cit. 2017-08-20]. Dostupné online . (anglicky)

Související články










Kategorie: Kompresní videoformáty | ITU-T doporučení




Poslední aktualizace: 20.02.2021 12:24:27 CET

Zdroj: Wikipedia (autoři [Dějiny])    licence: CC-by-sa-3.0

Změny: Všechny obrázky a většina návrhových prvků, které s nimi souvisejí, byly odstraněny. Některé ikony byly nahrazeny FontAwesome-Icons. Některé šablony byly odstraněny (např. „Článek potřebuje rozšíření“) nebo byly přiřazeny (např. „Poznámky“). Třídy CSS byly buď odstraněny, nebo harmonizovány Byly odstraněny konkrétní odkazy na Wikipedii, které nevedou k článku nebo kategorii (jako „Redlinks“, „links to edit page“, „links to portals“). Každý externí odkaz má další obrázek. Kromě několika drobných změn designu byly odstraněny mediální kontejnery, mapy, navigační krabice, mluvené verze a geomikroformáty.

Upozornění Protože daný obsah je v daném okamžiku automaticky převzat z Wikipedie, ruční ověření bylo a není možné. LinkFang.org proto nezaručuje přesnost a aktuálnost získaného obsahu. Pokud existují informace, které jsou v tuto chvíli chybné nebo mají nepřesné zobrazení, neváhejte a kontaktujte nás: e-mail.
Viz také: Tiráž & Ochrana dat.