Определение

MPEG(англ. Moving Picture Experts Group — русск. Экспертная группа по вопросам движущегося изображения) - это группа людей в ISO (Internation Standards Organization), которые встречаются для выработки стандартов сжатия цифрового видео и аудио. В частности, они определили сжатый поток и декомпрессор для него. Алгоритмы сжатия определяются индивидуально каждым производителем, в чем и достигается преимущество в рамках опубликованного международного стандарта. Группа MPEG собирается приблизительно четыре раза в год примерно на неделю. Основная работа делается между встречами, будучи организованной и спланированной на них.

Разновидность форматов mpeg

MPEG (произносится, как ЭМ-пег) стандартизовала следующие стандарты сжатия и вспомогательные стандарты:

• MPEG-1: Исходный стандарт видео и аудио компрессии. Позднее использовался, как стандарт для Video CD, и включает в себя Layer 3 (MP3) формат аудио сжатия.

• MPEG-2: Транспортные, видео и аудио стандарты для широковещательного телевидения. Используется в цифровом телевидении ATSC, DVB и ISDB, цифровых спутниковых ТВ службах, таких как Dish Network, цифровом кабельном телевидении, и (с небольшими изменениями) в DVD.

• MPEG-3: Изначально разрабатывался для HDTV, но от него отказались, когда обнаружилось, что MPEG-2 (с расширениями) вполне достаточно для HDTV. (Не стоит его путать с MP3, который на самом деле MPEG-1 Layer 3.)

• MPEG-4: Расширяет MPEG-1 для поддержки видео/аудио «объектов», 3D контента, сжатия с низким битрейтом и DRM. В него включено несколько новых высоко эффективных видео стандартов (альтернатив MPEG-2), особо отметим:

o MPEG-4 Part 2 (ASP) и

o MPEG-4 Part 10 (или AVC, или H.264). MPEG-4 Part 10 может быть использован в HD DVD и Blu-Ray дисках.

В дополнении, к рассмотренным стандартам, рассмотрим стандарты которые являются не усовершенствованием предыдущих стандартов сжатия, а описывают различные языки описания:

• MPEG-7: Формальная система для описания мультимедийного контента.

• MPEG-21: MPEG описывает стандарт, как мультимедийная среда разработки.

Принципы соотношения кадров при кодировании

Существует три типа закодированных кадров. I-фремы - это кадры, закодированные как неподвижные изображения - без ссылок на последующие или предыдущие. Они используются как стартовые. P-фреймы - это кадры, предсказаные из предыдущих I- или P-кадров. Каждый макроблок в P-фрейме может идти с вектором и разностью коэфициентов ДКП от соответвующего блока последнего раскодированного I или P, или может быть закодирован как в I, если не соответсвующего блока не нашлось.

И, наконец, существуют B-фреймы, которые предсказаны из двух ближайших I или P-фреймов, одного предыдущего и другого - последующего. Соответсвующие блоки ищутся в этих кадрах и из них выбирается лучший. Ищется прямой вектор, затем обратный и вычисляется среднее между соответсвующими макроблоками в прошлом и будущем. Если это не работает, то блок может быть закодирован как в I-фрейме.

Последовательность раскодированных кадров обычно выглядит как I B B P B B P B B P B B I B B P B B P B …

Здесь 12 кадров от I до I фрейма. Это основано на требовании произвольного доступа, согласно которому начальная точка должна повторяться каждые 0.4 секунды. Соотношение P и B основано на опыте.

Чтобы декодер мог работать, необходимо, чтобы первый P-фрейм в потоке встретился до первого B, поэтому сжатый поток выгдядит так: 0 x x 3 1 2 6 4 5 …

где числа - это номера кадров. xx может не быть ничем, если это начало последовательности, или B-фреймы -2 и -1, если это фрагмент из середины потока.

Сначала необходимо раскодировать I-фрейм, затем P, затем, имея их оба в памяти, раскодировать B. Во время декодирования P показывается I-фрейм, B показываются сразу, а раскодированный P показывается во время декодирования следующего.