Cesko.wiki MPEG
Author
Albert FloresMPEG (Moving Picture Experts Group) je skupina expertů z oblasti multimediální komprese, která vytváří standardy pro kompresi, kódování a přenos videa a audio. Cílem MPEG je vytvářet efektivní a univerzální metody komprese, které umožňují uživatelům přehrávat a sdílet multimediální obsah na různých zařízeních a platformách. MPEG byla založena v roce 1988 a od té doby vytvořila několik úspěšných standardů pro kompresi videa a audio. Nejznámější z těchto standardů je MPEG-2, který se používá při vysílání televizního signálu vysokého rozlišení (HDTV) a na DVD. Dalším významným standardem je MPEG-4, který umožňuje kompresi videa a audio s vysokou kvalitou a je základem pro mnoho moderních multimediálních formátů, jako je například MP4. MPEG je spolupráce mezinárodních organizací, včetně Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) a Mezinárodní telekomunikační unie (ITU). Pracovní skupiny MPEG se pravidelně schází a diskutují o nových technologiích a potřebách multimediálního průmyslu. Členové MPEG spolupracují na vývoji standardů a posuzování nových návrhů. Všechny standardy MPEG jsou volně dostupné a mají významný dopad na průmysl v oblasti zábavy, komunikace a technologie. MPEG pokračuje ve vývoji nových standardů a pracuje na zlepšování stávajících technologií pro kompresi a přenos multimediálního obsahu. Jejich práce přispívá k různým oblastem, jako je digitální televize, mobilní komunikace, videohry a internetové služby. Standardy MPEG jsou uznávány a používány po celém světě, a to jak v profesionální, tak v koncové spotřebitelské sféře.
Diagram MPEG standardů Název MPEG zkracuje anglická slova Moving Picture Experts Group (vyslovuje se [empeg]), v překladu Skupina expertů pro pohyblivý obraz, což je název pracovní skupiny vyvíjející standardy používané na kódování audiovizuálních informací (např. film, obraz, hudba) pomocí digitálního kompresního algoritmu. MPEG je jedna z mnohých pracovních skupin pracujících v rámci společné technické komise vytvořené organizacemi ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci) a IEC (komise International Electro-Technical Commission).
Standardy
Skupina MPEG vytvořila následující sady standardů: * MPEG-1: Kódování pohyblivého obrazu a přidruženého zvuku pro digitální datové nosiče s rychlostí přenosu 0,9 až 1,5 Mbitu/s. Standard pro kódování zvuku zahrnuje také oblíbený zvukový kompresní formát Layer 3 (MP3). +more * MPEG-2: Všeobecné kódování pohyblivého obrazu a přidruženého zvuku. Zahrnuje přenosové, obrazové a zvukové kódovací standardy pro vzduchem šířené televizní vysílání ATSC a DVB, digitální satelitní TV přenos, digitální kabelový TV signál a (s určitými změnami) disky DVD Video. Přenosová rychlost se pohybuje od 1,5 Mbitu/s až do 15 Mbitů/s (pro TV signál se používá rychlost 6 Mbitů/s). * MPEG-3: Původně určený pro kódování standardu HDTV, později byl jeho vývoj pozastaven a standard MPEG-3 byl sloučen se standardem MPEG-2. * MPEG-4: Kódování audiovizuálního obsahu s velmi nízkým bitratem. Rozšiřuje formát MPEG-1 o podporu audio/video „objektů“, 3D obsahu, kódování s nízkou rychlostí přenosu a Digitální správu práv (angl. Digital Rights Management (DRM)). * MPEG-7: standard pro popis dat s multimediálním obsahem, čímž se zcela odlišuje od předchozích (neříká totiž, jak data kódovat). Tento formát by měl sloužit k rychlému a efektivnímu vyhledávání multimediálních dat dle klíče. (ISO/IEC 15938) * MPEG-21 (ISO/IEC 21000) * MPEG-A (ISO/IEC 23000) * MPEG-B (ISO/IEC 23001) * MPEG-C (ISO/IEC 23002) * MPEG-D (ISO/IEC 23003) * MPEG-E (ISO/IEC 23004) * MPEG-H: Vysoce efektivní kódování a doručování médií v heterogenních prostředích. Obsahuje například HEVC, 3D Audio a MMT. Jedná se o následníka MPEG-4.
Princip kompresních formátů MPEG
Kompresní formáty MPEG využívají převážně tzv. ztrátovou kompresi pomocí transformačních kodeků. +more U ztrátových transformačních kodeků se vzorky obrazu nebo zvuku rozdělí na drobné segmenty, transformují se na frekvenční prostor a poté kvantizují (quantized). Výsledná kvantizovaná data se dále kódují entropicky.
V rámci standardu MPEG je popsán jen formát bitového proudu a dekodér (angl. decoder). +more Kodér (angl. encoder) není v rámci standardu popsán. Pro členy skupiny MPEG jsou však k dispozici referenční implementace, které vytvářejí platné bitové proudy. To v praxi znamená, že libovolný dekodér formátu MPEG-4 dokáže dekódovat libovolný materiál formátu MPEG-4 (stejného typu) bez ohledu na to, jakým kodérem byl konkrétní materiál kódovaný.
Streamy
MPEG Program Stream (MPEG-PS)
MPEG Program Stream se používá v prostředí, kde je zaručena bezchybnost přenosu dat (např. DVD-Video). +more Při jeho tvorbě byla hlavním požadavkem jednoduchost pro snadnou implementaci v komerčních zařízeních. Díky tomu je využíván jako hlavní formát pro DVD video. Nevýhodou je, že se příliš nehodí pro editaci videa kvůli své jednodušší struktuře. Soubory užívají několika přípon, nejčastěji . mpg. Vnitřně jde o popis prokládání video a audio toku do jednoho proudu dat. Je to ISO/IEC standard. Na rozdíl od AVI neobsahuje indexovou tabulku, ale je vnitřně synchronizován časově. MPEG Program Stream je specifikován ve standardech MPEG-1 Part 1 a MPEG-2 Part 1.
MPEG Transport Stream (MPEG-TS)
MPEG Transport Stream je specifikován ve standardu MPEG-2 Part 1. Používá se v prostředí, kde není zaručena bezchybnost přenosu dat (DVB, streamování po internetu). +more Vlastní MPEG PES zaobaluje do vlastních paketů. Protože je vnitřně synchronizován časově, je vhodný i pro digitální vysílání, kdy lze video začít přehrávat aniž by byl stažen celý soubor. Jinak o něm platí vše jako u MPEG-PS. S menšími modifikacemi známými jako BDAV MPEG-2 Transport Stream se taky používá na Blu-ray s příponou . M2TS, v digitálních kamerách využívajících formát AVCHD s příponou . MTS nebo v různých mutlimediálních přehrávačích či televizorech s příponou . TS.