.

MPEG2 - upgrade для MPEG1

 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.

Уровень

Максимальное разрешение

Максимальная скорость

Примечание

Low

352*240*30

4 Mbps

CIF, кассеты

Main

720*480*30

15 Mbps

CCIR 601, студийное TV

High 1440

1440*1152*30

60 Mbps

4x601, бытовое HDTV

High

1920*1080*30

80 Mbps

Продукция SMPTE 240M std

Профили

Профиль

Комментарии

Simple

Такой же как и Main только без B - картинок. Используется в программах и CATV (кабельное ТВ)

Main

Стандартный MPEG-1, 95% пользователей, CATV, спутники

Main+

Main со Spatial и SNR Scalability

Next

Main+ c форматом 4:2:2

Допустимые комбинации Профилей и Уровней

Simple

Main

Main+

Next

High

No

No

4:2:2

High 1440

No

Main c Spatial Scalability

4:2:2

Main

90% от всех

Main c SNR Scalability

4:2:2

Low

No

Main c SNR Scalability

No

Наиболее популярные стандарты.

Разрешение

Комментарии

352*480*24 (progressive)

VHS, хорош для фильмов

544*480*30 (interlaced)

Laserdisc (LD), D-2, Качество как у PAL

704*480*30 (interlaced)

Качество CCIR 601.Studio D-1

Системный уровень MPEG-2, обеспечивает два уровня объединения данных:Packetized Elementary Stream (PES) - разбивает звук и видео на пакеты.

Второй уровень делится на: MPEG-2 Program Stream (совместим с MPEG-1 System) - для локальная передача в среде с маленьким уровнем ошибок