MPEG-2 Video
, ozna?ovane take jako
H.262
nebo
MPEG-2 ?ast 2
, je
ztratovy
format komprese videa
, ktery slou?i ke sni?eni datoveho toku, a tim i velikosti vysledneho souboru u digitaln? zpracovavanych videozaznam? p?i co nejmen?im viditelnem zhor?eni kvality po dekomprimaci. Je sou?asti sady standard?
MPEG-2
. Jeho p?edch?dcem je format
MPEG-1 Video
a dokonalej?imi technologickymi nastupci formaty ze sad
MPEG-4
a
MPEG-H
.
MPEG-2 Video je standardnim formatem u?ivanym pro ukladani a p?enos videa na
DVD
nebo p?i distribuci digitalniho televizniho signalu
DVB-T
. U aplikaci, ktere vy?aduji MPEG-2 komprimaci ?i dekomprimaci videa v realnem ?ase, jsou kladeny vyrazn? vy??i naroky na vypo?etni kapacitu procesoru ne? u formatu MPEG-1.
[1]
Pro pochopeni funkce komprimace je pot?eba v?d?t, ?e ka?dy videozaznam je sekvenci jednotlivych samostatnych snimk?. Zakladnim principem MPEG (Motion Picture Experts Group) komprimace videa je pak individualni p?istup k jednotlivym snimk?m, konkretn? ur?eni tzv.
kli?ovych snimk?
(
I
? Intra Frame), ktere se ukladaji resp. p?ena?eji cele ? jsou to v podstat?
jpegy
? zasadn? kodovany vnitrosnimkov?, a dale snimk? pomocnych (
P
? Predicted), ktere se ukladaji zkomprimovane (mezisnimkova komprese) ? jsou to jednosm?rne p?edpov?di vzhledem k p?edchazejicimu I nebo P obrazku, p?ena?eji se pouze rozdily oproti ji? p?enesenemu (referen?nimu) makrobloku, p?i?em? polohu referen?niho makrobloku udava pohybovy vektor. Tyto dva typy snimk? jsou pak prolo?eny je?t? t?etim typem snimk? (
B
? Bidirectional Predicted), ktery se p?ena?i bu? siln? zkomprimovan (take mezisnimkovou kompresi), nebo se nep?ena?i v?bec ? jsou to obousm?rne p?edpov?di vzhledem k p?edchazejicimu I nebo P obrazku, p?ena?eji se pouze rozdily oproti ji? p?enesenemu (referen?nimu) makrobloku. Tyto ?chyb?jici“ snimky jsou pak p?i dekomprimaci (t?eba i v realnem ?ase) dopo?itavany z informaci kli?ovych snimk?. Typicke po?adi snimk? je nap?.: IBBPBBPBBPBBPBBPBB (tato sekvence mezi dv?ma ?I“ se nazyva
GOP
? Group of Pictures).
P?i dopo?itavani se vyu?iva i skute?nosti, ?e lze n?ktere drobne ?asti obrazu a jejich vzajemne rozdily na po sob? jdoucich snimcich popsat matematicky (nap?. staticka jednobarevna plocha). Prace s takto definovanymi plochami se ozna?uje jako
kvantizace
(
quantized
). Proto se v n?kterych p?ipadech (typicky p?i televiznim DVB-T p?enosu), kdy je pot?eba docilit p?i kodovani co nejmen?iho datoveho toku (3 Mb/s), je?t? obraz p?ed samotnym kodovanim upravuje tak, aby obsahoval co nejmen? ploch s detaily a naopak co nejvice ?jednobarevnych“ ploch ? typicky u fotbalovych p?enos? dochazi ke ?sliti“ travy na h?i?ti do univerzalni plochy tem?? bez vzorku.
MPEG-2 se li?i od formatu MPEG-1 tim, ?e doka?e pracovat s tzv. prom?nlivym datovym tokem (
VBR
? variable bit rate). To v praxi znamena, ?e komprima?ni software rozpozna scenu, ktera obsahuje ?adu za sebou jdoucich velmi podobnych (statickych) snimk?, mezi kterymi jsou jen velmi male rozdily ? nap?. moderator, ktery (z pohledu videostopy) ?pouze“ otevira usta. V takovem p?ipad? sekvence obsahuje velmi malo kli?ovych snimk? a relativn? malo dopl?kovych informaci k dopo?tu vysledneho obrazu. Opakem je nap?. zaznam hokejoveho zapasu. Ve vysledku je pak pr?m?rny datovy tok (vysledny soubor) men?i ne? p?i pou?iti konstantniho datoveho toku (
CBR
? constant bit rate) a sou?asn? kvalitn?j?i, nebo? u naro?nych scen se do?asn? datovy tok zvy?i.
MPEG-2 na rozdil od MPEG-1 umi pracovat s prokladanymi snimky, tzv. p?lsnimky.
MPEG-2 byl vyvinut pro rozli?eni 720 × 576 obrazovych bod?. V praxi je mo?ne ale kodovat jakykoliv vstupni rozm?r a pom?r stran a zvolit CBR nebo VBR s konkretnim datovym tokem. Obdobn? lze v praxi nastavit i kvalitu komprimovaneho zvuku.
?adny ztratov? komprimovany format videa neni sam o sob? vhodny ke st?ihu (v nejhor?im p?ipad? se st?iha se skupinou GOP=1, tj.: same snimky I). P?ed jakoukoliv editaci je pot?eba jej p?evest do nativniho formatu.
Filmy na
DVD
byly v ?esku prvni mo?nosti, kdy se u?ivatel mohl setkat s MPEG-2 videem oficialn?. P?i po?izovani, ?i nastavovani DVD/p?ehrava?e m??eme narazit na r?zna nastaveni. Podrobn?ji ni?e.
Rozli?eni:
- NTSC
? 720 × 480, 704 × 480, 352 × 480, 352 × 240 pixel?
- PAL
? 720 × 576, 704 × 576, 352 × 576, 352 × 288 pixel?
Pom?r:
- 4 : 3 ? klasicky
- 16 : 9 ? ?irokouhly (wide)
Frekvence:
- NTSC
? 29.97 snimk?/sek.
- PAL
? 25 snimk?/sek.
AV datovy tok:
- Video stropov? 9.8 Mbit/s
- Celkov? stropov? 10.08 Mbit/s
- Minimaln? 300 kbit/s
YUV 4:2:0
Zvuk
- Linearn? pulsni kodova modulace -LPCM
: 48 kHz nebo 96 kHz; 16bit nebo 24bit; mo?nost a? ?esti kanal? (v ramci mo?nosti vyu?ivaneho datoveho toku)
- MPEG Layer 2 (
MP2
): 48 kHz, a? 5.1 kanal? (pouze u
PAL
p?ehrava??)
- Dolby Digital
(DD, neboli AC-3): 48 kHz, 32?448kbit/s, a? 5.1 kanal?
- Digital Theater Systems
(
DTS
): 754kbit/s nebo 1510kbit/s
- DVD v norm? NTSC musi obsahovat minimaln? jednu LPCM nebo Dolby Digital zvukovou stopu.
- V PAL norm? musi obsahovat minimaln? jednu MPEG Layer 2, LPCM, nebo Dolby Digital zvukovou stopu.
- Stolni p?ehrava?e nutn? nemusi p?ehravat zvuk ve vice ne? dvou kanalech, ale musi byt schopny vicekanalovy zvuk usm?rnit do dvou kanal?
MPEG-2 je jednim ze t?i
video format?
pou?ivanych na discich
Blu-ray
. Spole?n? se zvukem je ulo?en v
multimedialnim kontejneru
ve formatu
BDAV MPEG-2 Transport Stream
.
Podporovane rozli?eni pro
SDTV
:
- 720, 640, 544, 480 nebo 352 × 480 px., 24/1.001, 24, 30/1.001 nebo 30 snimk?/s
- 352 × 240 px, 24/1.001, 24, 30/1.001 nebo 30 snimk?/s
- 720, 704, 544, 480 nebo 352 × 576 pixel?, 25 snimk?/s
- 352 × 288 px, 25 snimk?/s
Podporovane rozli?eni pro
HDTV
:
- 720 × 576, 50 snimk?/s progresivn? (576p50)
- 1280 × 720, 25 nebo 50 snimk?/s progresivn? (720p50)
- 1440 nebo 1920 × 1080, 25 snimk?/s progresivn? (1080p25 ? film mode)
- 1440 nebo 1920 × 1080, 25 snimk?/s prokladan? (1080i25)
- 1920 × 1080, 50 snimk?/s progresivn? (1080p50) do budoucna mo?ny H.264/AVC format
Podporovane rozli?eni:
- 1920 × 1080 pixel, 30 snimk?/s (1080i)
- 1280 × 720 pixel, 60 snimk?/s (720p)
- 720 × 576 pixel, 25 snimk?/s (576i, 576p)
- 720 nebo 640 × 480 px, 30 snimk?/s (480i, 480p)
Pozn.: 1080i je kodovan v rozli?eni 1920 × 1088, ale poslednich 8 vrstev je vy?azeno prioritn? pro display.
Zvuk v MPEG-2 se uchazi o ATSC standard skrze DTV a ?Grand Alliance“, ale ztraci na H.262.
Tabulky ni?e sumarizuji limitace jednotlivych profil? a urovni.
MPEG-2 Profily
Zkrt.
|
Nazev
|
Framy
|
Chroma format
|
Streamy
|
Poznamka
|
SP
|
Simple Profile
|
P, I
|
4:2:0
|
1
|
bez prokladani
|
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 signal-?um (Signal to Noise Ratio)
|
SP
|
Spatial Profile
|
P, I, B
|
4:2:0
|
1?3
|
nizky, normalni a vysoka kvalita dekodovani
|
HP
|
High Profile
|
P, I, B
|
4:2:2
|
1?3
|
MPEG-2 Urovn?
Zkrt.
|
Nazev
|
Pixely/?adek
|
?adk?
|
Snimkovani (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
|