Автор Александр Лешванов 03 дек 2011, 18:44
Основные понятия
Вынужден начать с набившего оскомину повторения, что MPEG это аббревиатура от Moving Pictures Experts Group. Так называется комитет по стандартизации методов цифровой компрессии потоков видеоданных международной организации ISO/IEC (International Standards Organization/International Electrotechnical Commission). Первоначальная задача этого комитета была в разработке формата хранения и проигрывания аудио-видео данных с компакт дисков CD-ROM. Так появился первый стандарт MPEG-1, ориентированный на низкоскоростные каналы передачи информации около 1Mbps (здесь и далее Kbps – Kilobit per second, Mbps – Megabit per second, MBps – MegaByte per second) и ограниченный разрешением кадра в 352x288 (для PAL сигнала). Затем по мере расширения задач передачи видео, повышения пропускной способности каналов и роста требований к визуальному качеству получаемых изображений появились MPEG-2, MPEG-4 и даже MPEG-7, оптимизированные под особые заданные условия. Так, например, MPEG-4 в основном предназначен для цифровой передачи видеоданных по телефонным линиям (Интернет, видеоконференции) в условиях жестко ограниченной пропускной способности (типично – 28.8 Kbps), а потому уменьшает разрешение еще в 4 раза – до 176x144, но использует самую продвинутую схему кодирования с разделением изображения на такие независимые объекты, как фон, текст, 2D/3D графика, “разговаривающие” человеческие лица, двигающиеся тела и т.д. Но в силу очевидной сложности этот стандарт пока не получил практической реализации.
Что касается MPEG-2, то изначально он был нацелен на решение задачи передачи телевизионных изображений. Каждый из нас по собственному опыту знает, что качество наблюдаемой на телевизоре картинки бывает очень разным. Одно дело смотреть фильм, воспроизводимый на домашнем видеомагнитофоне или передаваемый по местному кабельному телевидению, и совсем другое – наслаждаться видео с DVD или спутникового канала. Соответственно MPEG-2, как определено в документе ISO/IEC 13818-2, объединяет семейство взаимосогласованных и совместимых сверху вниз цифровых стандартов сжатия телевизионных сигналов. Точнее, он допускает 4 уровня (Levels) разрешения кадра и 5 базовых профилей (Profiles) кодирования сигналов яркости и цветности.
Уровни : низкий LL (Low Level) с разрешением кадра 352х288 (соответствует MPEG1), основной ML (Main Level) 720х576, высокий HL-1440 (High Level) 1440х1152 и высокий HL-1920 1920х1152. Отметим, что если в соответствии с рекомендацией ITU-R BT.601 (International Telecommunications Union – Recommendation) основной уровень определяет разрешение стандартного телевизионного кадра, то высокие уровни ориентированы на телевидение высокой четкости.
Профили : простой SP (Simple Profile), основной MP (Main Profile), 2 масштабируемых – по отношению сигнал-шум SNR Scalable Profile и по разрешению Spatially Scalable Profile и, наконец, высокий HP (High Profile). Важное место также занимает не определенный стандартом, но активно используемый в практике так называемый основной профессиональный или, по-другому, MPEG 422 профиль. Его обозначают как 422Р. Если с уровнями все понятно, то объяснение различий профилей требует некоторой подготовки.