Mpeg2 или mpeg4 что лучше: все, что вы хотите знать, здесь

Чем отличается MPEG2 от MPEG4

Форматы медиафайлов MPEG2 и MPEG4 — в числе самых часто используемых на современных компьютерах. Что они представляют собой?

Факты о MPEG2

MPEG2 — это фактически не один цифровой формат, а группа стандартов, применяемых для кодирования и сжатия видео- и аудиоданных. Чаще всего используется для обработки видео, предназначенного для записи на DVD, а также при организации трансляции мультимедийного потока по каналам цифрового телевидения. Видео, закодированное с помощью MPEG2, обычно воспроизводится со скоростью около 30 кадров в секунду. Сжатие звука, сопровождающего кадры, может осуществляться в нескольких каналах.

Если говорить о технических нюансах, MPEG2 позволяют кодировать видео при обеспечении точности вектора движения кадра, составляющей порядка 0,5 пикселей. Тип преобразования при данном формате — дискретный конусный с 8 функциями. Стандарты в рамках MPEG2 не предполагают использования de-blocking фильтра, который позволяет улучшить качество воспроизводимого видеопотока. Коэффициент квантования в MPEG2 — фиксированный. Для кодирования видео применяются алгоритмы VLC, Huffman.

к содержанию ↑

Факты о MPEG4

MPEG4 — это также группа стандартов кодирования и сжатия цифровых данных. Фактически является результатом дальнейшего развития технологий, используемых в MPEG2. Основное его преимущество перед предшествующим стандартом — возможность включать в структуру обрабатываемого медиафайла картинки, текст, трехмерные изображения. Кроме того, технологии MPEG4 в значительной степени ориентированы на применение не только профессиональными студиями звукозаписи и видеомонтажа, но и рядовыми пользователями.

Данные, которые допустимо кодировать с помощью стандартов MPEG4, могут быть не только записаны с естественных источников (например, посредством видеосъемки или звукозаписи на микрофон), но также и сгенерированы с помощью компьютерных программ.

Касательно технологических нюансов MPEG4 следует отметить, что этот стандарт обеспечивает точность вектора движения кадра в 0,25 пикселя, задействует не дискретное конусное преобразование, а целостное с 4 функциями, предполагает использование de-blocking фильтра. Основные алгоритмы кодирования, применяемые в MPEG4, — VLC, а также CABAC.

Как считают многие современные специалисты, MPEG4 примерно на 50 % более эффективен в части кодирования видео в сравнении со стандартами MPEG2. То есть соответствующие ему технологии могут быть задействованы при более низкой пропускной способности доступных каналов, меньшем объеме дискового пространства на серверах, а также меньшей величине памяти в ТВ-приставках — если речь идет об абонентской трансляции видеопотоков.

к содержанию ↑

Сравнение

Главное отличие MPEG2 от MPEG4 — в уровне технологичности обработки аудио- и видеопотоков. Кроме того, второй стандарт можно считать менее ресурсоемким — с точки зрения нагрузки каналов и ресурсов памяти на различных устройствах, используемых при передаче данных. MPEG4 поддерживает более новые алгоритмы кодирования, большее количество типов источников данных.

Определив то, в чем разница между MPEG2 и MPEG4, зафиксируем ее критерии в небольшой таблице.

к содержанию ↑

Таблица

MPEG2	MPEG4
Что между ними общего?
Оба стандарта используются для кодирования и сжатия цифрового аудио и видео. MPEG4 — результат развития технологий, реализованных в MPEG2
В чем разница между ними?
Поддерживает эффективную обработку данных только с естественных источников — видео- и аудиозаписей	Поддерживает эффективную обработку также и цифровых данных, созданных с помощью компьютерных программ
Обеспечивает точность вектора движения кадра в 0,25 пикселя	Обеспечивает точность вектора движения в 0,5 пикселя
Не предполагает использования de-blocking фильтра	Предполагает использование de-blocking фильтра
Относительно ресурсоемок — требует большей пропускной способности каналов и ресурсов памяти задействуемых устройств	Примерно на 50 % менее ресурсоемок, чем MPEG2

Описание форматов сжатия MPEG-2 и MPEG-4

Отличительной особенностью видеоданных является их чрезвычайно большой объем. Специалисты в области сжатия данных, уже на протяжение многих лет работают над улучшением эффективности алгоритмов компрессии видеоизображений. На рубеже 21 века, с появлением HDTV, назрела острая необходимость передавать большие объемы видеоинформации по спутниковым и кабельным сетям, и встала задача оптимизации способов кодирования видеоданных.

На сегодняшний день MPEG-2 — это стандарт цифрового кодирования аудио и видео сигналов, который используется большинством операторов спутникового телевидения для передачи сигналов абонентам. Данный стандарт был разработан рабочей группой Moving Pictures Experts Group и одобрен Международной Организацией по Стандартизации.

Технические аспекты стандарта MPEG-2

Рабочая группа MPEG описала общие принципы компрессии аудио и видео информации, а разработку деталей оставила для изготовителей кодеков. В основу алгоритма сжатия была положена модель восприятия человеческим глазом видеоизображений и особенности строения человеческого глаза — его способность воспринимать вариации цвета и градации яркости. Так, например, человеческий глаз способен лучше воспринимать градации яркости, чем цветности.

Задача сводится к определению на экране неподвижного фона и движущихся объектов, на основании этого можно выделить и передать информацию о базовом кадре, а потом уже передавать кадры с информацией о движущихся объектах. В процессе передачи данных происходит отбрасывание малозначимой информации, аналогичной принципам, которые используются в графическом формате JPEG. Реализуется процесс путем разбивки потока видеоинформации на группы видеоизображений, каждая группа состоит из 3-х типов видеокадров. Обычно используются потоки из 30 кадров в секунду.

Благодаря постоянному совершенствованию видео кодеков формата MPEG-2 операторы спутникового и кабельного вещания получили возможность передавать в 2 раза больший объем информации при той же пропускной способности канала, чем когда то, на заре эволюции цифрового вещания. Стало появляться все большее количество разных видео кодеков, но они уже не соответствовали существующему формату MPEG-2. Назрела необходимость дальнейшей унификации стандарта.

MPEG-4 и HDTV

Цифровое спутниковое телевидение использует формат MPEG-2, где при разрешении кадра в 720×576 пикселей, скорость информационного потока при 30 кадрах/сек. составляет около 12 Мбит/сек, практически же используется скорость потока около 3 Мбит/сек. При стандартной ширине полосы в 54МГц на одном транспондере спутника обычно умещается 18 каналов. При вещании в HDTV разрешение изображения составляет 1920×1080 пикселей, что в 5 раз больше по сравнению с обычным SD телевидением, и для вещания одного HDTV канала в стандарте MPEG-2 оператору потребовалось бы арендовать чуть ли не треть транспондера.

Очередным витком в развитии алгоритмов видеокомпрессии стал стандарт MPEG-4. Изначально он предназначался для передачи потокового видео по низкоскоростным каналам, но так же нашел применение и в цифровом телевидении.

Компрессии видео в формате MPEG-4 осуществляется по той же схеме, что и в MPEG-2. При кодировании исходного видеоизображения кодек ищет и сохраняет более значимые кадры, как правило, те, на которых происходит смена сюжета. Вместо сохранения промежуточных кадров алгоритм обрабатывает и сохраняет данные об изменениях в текущем кадре по отношению к предыдущему, т.е дифференциально. При этом в процессе обработки изображения кодек оперирует с объектами произвольной формы, в отличии от формата MPEG-2, который мог оперировать только прямоугольными областями изображения. В результате этого, человек, передвигающийся по комнате, будет воспринят форматом MPEG-4, как отдельный объект, перемещающийся относительно неподвижного объекта — заднего плана.

Идея стандарта MPEG-4 заключается в объединении 22 подстандартов, из которых поставщики могут выбрать тот, который более точно отвечает их задачам.

Выделим из них наиболее важные подстандарты:

• ISO 14496-3- Аудио: набор кодеков для сжатия звука и речи, включая Advanced Audio Coding (AAC)
• ISO 14496-10- Видео: продвинутое кодирование видео ( Advanced Video Coding — AVC), технически идентичный и известный как кодек H.264

При переходе операторов спутникового телевидения на стандарт DVB-S2 и сжатие данных в MPEG-4 кодеком H.264 позволило в стволе одного транспондера разместить 8-10 HDTV каналов.

MPEG2 и MPEG4 — описание форматов

Moving Picture Experts Group Разработчики стандартов MPEG2 и MPEG4

На данный момент большинство операторов кабельного и спутникового телевидения используют стандарт MPEG2 для передачи своих сигналов. Стандарт MPEG2 был разработан рабочей группой Moving Pictures Experts Group Международной Организации Стандартизации. MPEG2 опубликован как международный стандарт ISO/IEC 13818. Данный стандарт описывает лишь общие принципы компрессии, оставляя детали для изготовителей кодеров.

В основе алгоритма сжатия заложены особенности восприятия изображения человеком. Например, глаз человека намного лучше воспринимает градации яркости, чем цветности; градации одних цветов воспринимаются лучше, других — хуже.

Кроме того, чаще всего на экране показывается неподвижный фон и несколько движущихся объектов. Поэтому достаточно лишь передать информацию о базовом кадре, а затем передавать кадры, содержащие информацию о движущихся объектах.

Еще один принцип, который применяется при компрессии изображения в стандарте MPEG2 — это отбрасывание малозначимой информации, аналогичный принципам, используемым в графическом формате JPEG.

Но вернемся собственно к теме нашего разговора. Развитием технологий управляет принцип: лучше, красивее, больше c меньшими затратами и по меньшей цене. В нашем случае подразумевается картинка лучшего качества, при меньшей ширине информационного канала (спутникового, кабельного, эфирного). Совершенствование видео кодеков формата MPEG2 привело к тому, что сейчас для передачи изображения требуется канал с пропускной способностью в 2 раза меньше, чем в начале эры цифрового вещания. С течением времени стало очевидным, что новые разработки позволяют значительно уменьшить объем передаваемой информации, но они не соответствуют существующему формату MPEG2. Поэтому перед специалистами встала задача разработки более универсального и соответствующего современным технологиям стандарта.

Для цифрового спутникового телевидения, использующего MPEG2, с разрешением 720 на 576 точек максимальная скорость информационного потока 15 Мбит/сек, а практически используемая скорость потока — 3-4 Мбит/сек. На одном транспондере (приемнике — передатчике) на спутнике обычно умещается 8-12 каналов.

Поскольку HDTV предполагает разрешение 1920 на 1080 точек, т.е. площадь экрана в 5 раз больше по сравнению с обычным телевидением, то для вещания одного канала HDTV в стандарте MPEG2 потребовалось бы арендовать половину транспондера.

Новым шагом в развитии алгоритмов сжатия изображения стал стандарт MPEG4. Идея стандарта MPEG4 заключается не в стандартизации одного продукта, а объединении нескольких подстандартов из которых поставщики могут выбрать один, наиболее соответствующий их задачам.

Наиболее важные подстандарты:

• ISO 14496-1 (Системы), формат контейнера MP4, анимация/интерактивность (например, DVD меню)
• ISO 14496-2 (Видео #1), Продвинутый Простой Профайл ( Advanced Simple Profile — ASP)
• ISO 14496-3 (Аудио), Продвинутое Кодирование Аудио ( Advanced Audio Coding — AAC)
• ISO 14496-10 (Видео #2), Продвинутое Кодирование Видео ( Advanced Video Coding — AVC), так же известное как H.264.

Я не буду перечислять особенности технологий и алгоритмов, которые применялись при разработке формата MPEG4.
Перейдем к самому важному: совместное применение DVB-S2 (усовершенствованный стандарт цифровой передачи данных) и H.264 позволяет разместить 6-8 каналов в транспондере, но уже HDTV телевидения. Необходимо отметить, что как всегда увеличение качества не проходит бесплатно: значительно возросло количество вычислений как в приемниках так и на передающем оборудовании. К сожалению, это в значительной степени повлияло на стоимость оборудования для потребителей и для вещателей.

Разница между MPEG и MPEG4 — Разница Между

Разница Между 2020

Ключевое отличие: MPEG обозначает Группу экспертов по движущимся изображениям. MPEG4 был выпущен в 1999 году и был разработан как метод кодирования для устройств с ограниченными ресурсами, в основном

Содержание:

Ключевое отличие: MPEG обозначает Группу экспертов по движущимся изображениям. MPEG4 был выпущен в 1999 году и был разработан как метод кодирования для устройств с ограниченными ресурсами, в основном портативных устройств, таких как медиаплееры и мобильные телефоны. Этот формат также часто используется для онлайновых видео- и аудиофайлов, в основном для потоковой передачи мультимедиа, а также для распространения компакт-дисков, телефона, видеофона и вещательного телевидения.

MPEG обозначает Группу экспертов по движущимся изображениям. Это рабочая группа экспертов, которая была сформирована в 1988 году ISO и IEC. Это была совместная инициатива Хироши Ясуда из Nippon Telegraph and Telephone и Леонардо Кьярильоне. Chiariglione служил в качестве председателя группы с момента ее создания.

Целью MPEG было установить стандарты для сжатия и передачи аудио и видео. К 2005 году группа выросла до 350 членов на совещание из различных отраслей, университетов и исследовательских институтов.

Стандарты, установленные MPEG, состоят из разных частей. Каждая часть охватывает определенный аспект всей спецификации. MPEG стандартизировал следующие форматы сжатия и вспомогательные стандарты:

• MPEG-1 (1993): кодирование движущихся изображений и связанного звука для цифровых носителей со скоростью до 1,5 Мбит / с (ISO / IEC 11172). Предназначен для сжатия необработанного цифрового видео и аудио CD с качеством VHS без чрезмерной потери качества, благодаря чему возможны видео компакт-диски, цифровое кабельное / спутниковое телевидение и цифровое аудиовещание (DAB). Он включает в себя популярный формат сжатия звука MPEG1 Audio Layer III (MP3).
• MPEG-2 (1995): общее кодирование движущихся изображений и соответствующей аудиоинформации (ISO / IEC 13818). Описывает комбинацию методов сжатия видео с потерями и сжатия аудио данных с потерями, которые позволяют хранить и передавать фильмы с использованием доступных в настоящее время носителей и пропускной способности передачи.
• MPEG-3: имеет дело со стандартизированным масштабируемым сжатием и сжатием с несколькими разрешениями и был предназначен для сжатия HDTV, но был признан избыточным и был объединен с MPEG2.
• MPEG-4 (1999): Кодирование аудиовизуальных объектов. Включает сжатие AV-данных для веб-приложений (потоковое мультимедиа) и распространения CD, голосовых (телефон, видеофон) и вещательных телевизионных приложений. Включает MPEG-4 Part 14 (MP4).
• MPEG-7 (2002): интерфейс описания мультимедийного контента. Не стандарт, который имеет дело с фактическим кодированием движущихся изображений и аудио, таких как MPEG1, MPEG2 и MPEG4. Он использует XML для хранения метаданных и может быть присоединен к временному коду, чтобы пометить определенные события или синхронизировать текст песни с песней.
• MPEG-21 (2001): мультимедийная структура. Он нацелен на определение открытой платформы для мультимедийных приложений. Основано на определении цифрового элемента и пользователей, взаимодействующих с цифровыми элементами.

Одним из наиболее часто используемых форматов MPEG является .mpg или .mpeg. .mpg является одним из нескольких расширений файлов для сжатия аудио и видео MPEG-1 или MPEG-2. MPEG-1 и MPEG-2 — это стандарт сжатия видео и аудио с потерями.Сжатие с потерями означает, что при сохранении файла происходит небольшая потеря качества из-за сжатия. При каждом повторном сохранении наблюдается небольшая потеря качества из-за сжатия. Следовательно, это не самый лучший формат, если нужно постоянно вносить многочисленные изменения и повторно сохранять изображение. Тем не менее, если сделать несколько правок и файл сохраняется в формате высокого качества, небольшая потеря качества из-за сжатия в основном незначительна. Преимущество использования этого формата заключается в том, что из-за сжатия файл будет занимать меньше места для хранения данных.

Стандарт MPEG-1 состоит из следующих частей:

• Системы (хранение и синхронизация видео, аудио и других данных вместе)
• Видео (сжатый видеоконтент)
• Аудио (сжатый аудиоконтент)
• Проверка соответствия (тестирование правильности реализации стандарта)
• Справочное программное обеспечение (пример программного обеспечения, показывающего, как кодировать и декодировать в соответствии со стандартом)

MPEG4 был выпущен в 1999 году и был разработан как метод кодирования для устройств с ограниченными ресурсами, в основном портативных устройств, таких как медиаплееры и мобильные телефоны. Этот формат также часто используется для онлайновых видео- и аудиофайлов, в основном для потоковой передачи мультимедиа, а также для распространения компакт-дисков, телефона, видеофона и вещательного телевидения.

MPEG4 основан на ста

Форматы MPEG2 и MPEG4

Описание форматов MPEG2 и MPEG4

На данный момент большинство операторов кабельного и спутникового телевидения используют стандарт MPEG2 для передачи своих сигналов. Стандарт MPEG2 был разработан рабочей группой Moving Pictures Experts Group Международной Организации Стандартизации. MPEG2 опубликован как международный стандарт ISO/IEC 13818. Данный стандарт описывает лишь общие принципы компрессии, оставляя детали для изготовителей кодеров.

В основе алгоритма сжатия заложены особенности восприятия изображения человеком. Например, глаз человека намного лучше воспринимает градации яркости, чем цветности; градации одних цветов воспринимаются лучше, других — хуже.

Кроме того, чаще всего на экране показывается неподвижный фон и несколько движущихся объектов. Поэтому достаточно лишь передать информацию о базовом кадре, а затем передавать кадры, содержащие информацию о движущихся объектах.

Еще один принцип, который применяется при компрессии изображения в стандарте MPEG2 — это отбрасывание малозначимой информации, аналогичный принципам, используемым в графическом формате JPEG.

Но вернемся собственно к теме нашего разговора. Развитием технологий управляет принцип: лучше, красивее, больше c меньшими затратами и по меньшей цене. В нашем случае подразумевается картинка лучшего качества, при меньшей ширине информационного канала (спутникового, кабельного, эфирного). Совершенствование видео кодеков формата MPEG2 привело к тому, что сейчас для передачи изображения требуется канал с пропускной способностью в 2 раза меньше, чем в начале эры цифрового вещания. С течением времени стало очевидным, что новые разработки позволяют значительно уменьшить объем передаваемой информации, но они не соответствуют существующему формату MPEG2. Поэтому перед специалистами встала задача разработки более универсального и соответствующего современным технологиям стандарта.

Для цифрового спутникового телевидения, использующего MPEG2, с разрешением 720 на 576 точек максимальная скорость информационного потока 15 Мбит/сек, а практически используемая скорость потока — 3-4 Мбит/сек. На одном транспондере (приемнике — передатчике) на спутнике обычно умещается 8-12 каналов.

Поскольку HDTV предполагает разрешение 1920 на 1080 точек, т.е. площадь экрана в 5 раз больше по сравнению с обычным телевидением, то для вещания одного канала HDTV в стандарте MPEG2 потребовалось бы арендовать половину транспондера.

Новым шагом в развитии алгоритмов сжатия изображения стал стандарт MPEG4. Идея стандарта MPEG4 заключается не в стандартизации одного продукта, а объединении нескольких подстандартов из которых поставщики могут выбрать один, наиболее соответствующий их задачам.

Наиболее важные подстандарты:

• ISO 14496-1 (Системы), формат контейнера MP4, анимация/интерактивность (например, DVD меню)
• ISO 14496-2 (Видео #1), Продвинутый Простой Профайл ( Advanced Simple Profile — ASP)
• ISO 14496-3 (Аудио), Продвинутое Кодирование Аудио ( Advanced Audio Coding — AAC)
• ISO 14496-10 (Видео #2), Продвинутое Кодирование Видео ( Advanced Video Coding — AVC), так же известное как H.264.

Совместное применение DVB-S2 (усовершенствованный стандарт цифровой передачи данных) и H.264 позволяет разместить 6-8 каналов в транспондере, но уже HDTV-телевидение. Необходимо отметить, что как всегда увеличение качества не проходит бесплатно: значительно возросло количество вычислений как в приемниках так и на передающем оборудовании. К сожалению, это в значительной степени повлияло на стоимость оборудования для потребителей и для вещателей.

источник: truehd.ru

Форматы видеофайлов: видеоформаты, расширения видео

Добрый день! Сегодня хотелось бы немного рассказать вам о форматах видеофайлов. Существует множество форматов видеофайлов. Они отличаются, в основном, методом кодирования видео.

По своей сути видеофайл — это набор статичных изображений, меняющих друг друга с определенной частотой. Каждое статичное изображение является отдельным кадром видео. Это действительно так, если мы говорим о несжатом видео. Однако, в таком формате никто не хранит фильмы. Дело в том, что несжатое видео занимает на диске очень много места. Кадр видео формата PAL состоит из 720 точек по горизонтали и 576 по вертикали. То есть, один кадр состоит из 414720 точек. Для хранения цвета каждой точки в памяти отводится 24 бита (по 8 бит для каждой из составляющих RGB). Следовательно, для хранения одного кадра понадобится 9953280 бит (или примерно 1,2 Мбайт). То есть, секунда несжатого видео в формате PAL будет занимать почти 30 Мбайт. А один час такого видео… более 100 Гбайт. Каким же образом полнометражный фильм (а то и несколько) умещается на одном компакт диске или флэш-накопителе? Дело в том, что, в основном, видео хранят в видеофайлах, в которых применены различные алгоритмы сжатия информации. Благодаря этим технологиям видеофайл можно сжимать в десятки и сотни раз практически без потери качества картинки и звука.

Работая над фильмом, вы уже познакомились с одним из форматов сжатого видео. Это формат DV, который представляет собой потоковое видео, упакованное в, так называемый контейнер, — файл формата AVI. Многие считают данный формат форматом несжатого видео, поскольку видеофайлы DV занимают на диске достаточно много места. Действительно, один час видео формата DV занимает около 13 Гбайт дискового пространства. Однако, это почти в 10 раз меньше, чем один час несжатого видео. Видео формата DV содержит информацию обо всех кадрах, поэтому легко поддается редактированию. Но готовые видеофильмы хранить в таком формате неудобно. Во-первых, вы не уместите полнометражный фильм на оптический диск. Во-вторых, бытовые DVD-проигрыватели и, тем более, портативные устройства не поддерживают воспроизведение данного формата видео. Сохранять видео в DV формате целесообразно в том случае, если позже вы хотите редактировать данный фильм, например, разрезать его на сцены и переставить сцены местами.

Домашняя видеотека, как правило, хранится в видеофайлах сжатого формата. Существует большое количество форматов сжатого видео. Наибольшее распространение получили форматы MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, DivX, Windows Media Video и некоторые другие. Рассмотрим вкратце эти форматы сжатия.

MPEG-1

MPEG-1 считается уже устаревшим форматом сжатия видео. Он был разработан с целью достижения приемлемого качества воспроизведения видео при потоке 1,5 Мегабита в секунду для разрешения 352х240 точек. Формат не поддерживает чересстрочную развертку, что считается его недостатком. Да и качество видеоизображения далеко от совершенства.

Формат MPEG-1 являлся основой видео формата VideoCD. Полнометражный фильм, как правило, размещался на двух-трех CD дисках, а качество изображения фильма было сравнимо с качеством VHS. Диски формата VideoCD, а также файлы формата MPEG-1 можно воспроизвести практически на любых компьютерах без установки дополнительных кодеков. Файлы формата MPEG-1 могут иметь расширение MPG, MPEG или DAT.

Компрессоры и декомпрессоры

Кодек (CoDec) — это сокращение слов «компрессор и декомпрессор». По сути, кодек — это набор файлов, драйверов и библиотек, необходимых для упаковки видео или звукового файла в сжатый формат и воспроизведения сжатого файла.

MPEG-2

С форматом MPEG-2 знакомы, пожалуй, все. Именно этот формат лежит в основе дисков формата DVD-Video. Формат MPEG-2 также лежит в основе стандартов цифрового телевидения.

Формат MPEG-2 обеспечивает высокое качество изображения при достаточно высокой степени сжатия видеофайла. Он обеспечивает изображение с четкостью 720 на 576 точек. Также формат MPEG-2 лежит в основе видео формата HDV.

Размер файла формата MPEG-2, конечно, в первую очередь зависит от длительности видеофайла. Но немаловажную роль играет и установленная степень компрессии. При создании файлов MPEG-2 пользователь может задать нужный поток данных (битрейт) и от этого битрейта будет зависеть как объем файла, так и качество видео. Чем выше битрейт, то есть, объем памяти, выделяемый для хранения одной секунды видео, тем выше объем видеофайла и качество изображения.

Видеофайлы формата MPEG-2 имеют разрешение MPG или MPEG. Если файл кодируется в отдельные потоки (аудио и видео), создается два файла с расширениями M2V (видео) и M2A (звук). В операционных системах Windows 7 и Windows Vista файлы формата MPEG-2 можно воспроизводить без установки дополнительных кодеков. Необходимые кодеки уже встроены в систему. В более ранних версиях Windows для воспроизведения файлов формата MPEG-2, а также дисков формата DVD-Video требуется установка дополнительных кодеков или специальных программ, например, CyberLink PowerDVD, в которые уже встроены кодеки для распаковки файлов формата MPEG-2. Также формат MPEG-2 поддерживается большинством устройств для воспроизведения видео, например, бытовыми проигрывателями DVD.

Формат MPEG-2 удобен для хранения готового фильма, но нежелателен для использования при монтаже видео, так как в файлах данного формата содержится достоверная информация только об опорных кадрах. Вследствие этого точный монтаж, например нахождение конкретного кадра, практически невозможен. Некоторые программы для монтажа видео, например, Pinnacle Studio, позволяют захватывать видеоматериал с кассеты, сразу кодируя его в формат MPEG-2. Это позволяет сэкономить место на диске, однако, для качественного монтажа лучше все же использовать формат DV. Вероятно, именно по этой причине возможность захвата видео в формат MPEG-2 отсутствует в программах для монтажа видео профессионального уровня, например, в Sony Vegas Pro. Однако, стоит отметить, что видео HDV переносится на компьютер именно в формате MPEG-2 с битрейтом 25 Мбит в секунду, что обеспечивает высокое качество изображения.

MPEG-4

Формат MPEG-4 появился в 1998 году. Он был предназначен для сжатия цифрового видео и звука и в своей основе содержит принципы сжатия, используемые в форматах MPEG-1 и MPEG-2. Однако, как мы знаем, полнометражный фильм в формате MPEG-2 обычно умещается на одном DVD диске, в то время как такой же фильм, сжатый алгоритмом MPEG-4 может свободно поместиться на одном CD диске, емкость которого в 6 раз меньше. Как это возможно?

Формат MPEG-4, также как и MPEG-2, предусматривает хранение опорных кадров, то есть, кадров, в которых картинка в кадре существенно меняется. Однако, данный формат не хранит в себе промежуточные кадры, как MPEG-2. Вместо этого в файле MPEG-4 хранится информация об изменениях (в том числе и прогнозируемых) в картинке между двумя опорными кадрами. Кроме того полученная информация об изменениях сжимается так же, как сжимается файл с помощью программ для архивирования данных.

Формат MPEG-4 имеет множество разновидностей и используется в самых разных устройствах. Например, некоторые цифровые фотокамеры имеют функцию съемки видео с последующим сохранением его в одну из разновидностей формата MPEG-4.

На основе формата MPEG-4 создано немало других более популярных форматов, использующих тот же алгоритм сжатия данных.

DivX  (Xvid)

Формат DivX появился в результате взлома алгоритма MPEG-4. Формат DivX содержит те же принципы компрессии, что и кодек MPEG-4, однако он был существенно доработан и продолжает активно развиваться. Целью создания такого кодека была продажа фильмов на обычных компакт дисках, цена которых была невысока. Так как в те годы (кодек DivX версии 3,11 был опубликован в Интернете в 1999 году) стоимость устройств, способных записывать DVD диски, была достаточно высока, а привод, записывающий диски CD был уже почти обязательным компонентом компьютерной системы, формат DivX получил огромную популярность. Качество картинки видео, сжатого в формате DivX (в зависимости от установленных параметров сжатия) может не уступать качеству DVD диска, но видеофайл по сравнению с форматом DVD имеет размеры в 6-8 раз меньше.

В 2002 году кодек DivX стал коммерческим, но это не говорит о том, что для воспроизведения фильмов в формате DivX нужно приобретать соответствующий декомпрессор. Базовая версия, являющаяся бесплатной, позволяет воспроизводить видео, соответствующее по качеству сертифицированной версии MPEG-4, в то время как коммерческая версия содержит в себе дополнительные возможности, при которых можно добиться высокого качества изображения при более низких битрейтах.

На основе ранних версий DivX, исходный код которых был открытым, был разработан кодек Xvid, который является прямым конкурентом DivX Pro, хотя и использующий те же принципы компрессии видео и звука. В отличие от DivX, Xvid является некоммерческим продуктом, и файлы для установки данного кодека можно вполне легально скачать из Интернета.

Файлы форматов DivX и Xvid могут иметь разное расширение, но чаще всего они упакованы в контейнеры AVI. Воспроизводить такие файлы можно на компьютерах, на которых установлены соответствующие декомпрессоры. Кроме того, поддержку воспроизведения файлов DivX и Xvid имеет большинство современных устройств, в том числе, портативные проигрыватели и некоторые мобильные телефоны.

Windows Media

Формат Windows Media разработан компанией Microsoft и предназначен для хранения сжатого видео и звука. Формат обеспечивает качественное видеоизображение и звук, не уступающее, а иногда и превосходящее качество DivX и MPEG-2, при менее сложном алгоритме сжатия. При этом размеры готового видеофайла сопоставимы с размерами файлов DivX, а размер звуковых файлов Windows Media сопоставим с размерами файлов популярного формата MP3.

В основе сжатия Windows Media лежит упрощенный алгоритм MPEG-2, однако данный формат требует вдвое меньшей скорости потока, что существенно уменьшает размер файла.

К преимуществам данного кодека можно отнести то, что все необходимые для компрессии и декомпрессии файлов компоненты уже содержатся в операционной системе Windows, что избавляет пользователя от установки дополнительных кодеков.

Формат подразумевает два вида файлов с расширениями, соответственно MMV (Windows Media Video) и WMA (Windows Media Audio). Файлы формата WMV предназначены для хранения видео, в том числе и со звуковой составляющей. Формат WMA предназначен только для хранения звука. Неоспоримым преимуществом формата Windows Media по сравнению со многими другими форматами является способность хранить до шести звуковых каналов, что позволяет упаковывать в данный формат фильмы с объемным звуковым сопровождением (5,1).

Контейнеры

Многие пользователи путают такие понятия как «формат» и «контейнер» файла. Часто можно услышать фразу типа «файлы формата AVI». Это выражение лишь отчасти верное, поскольку, действительно, AVI является зарегистрированным форматом файла. Однако в файле с расширением AVI может храниться несжатое видео, видео в форматах DV, MPEG-4, DivX, Xvid и даже MPEG-1 и MPEG-2. Кроме того, файл формата AVI может, например, содержать в себе только звук. То есть, файлы формата AVI являются контейнером для хранения данных различного типа.

Контейнер — это файл с каким либо расширением, служащий для хранения в цифровом виде преобразованной аналоговой информации. Некоторые контейнеры могут хранить служебную информацию. Так, например, в видеофайл могут быть включены титры, которые являются не частью видеоизображения, а обычным текстом. Ряд проигрывателей имеют возможность включать или отключать отображение титров в кадре. То есть, контейнер является файлом некоего стандарта, в котором одновременно может содержаться несколько различных типов информации.

Ниже приведен список наиболее распространенных контейнеров для хранения видео и звука:

• AVI. Данный вид файлов наиболее распространен, однако, он имеет ряд ограничений. Например, в нем может содержаться только одна стерео дорожка звука, что делает его непригодным для хранения фильмов с объемным звуком или фильмов со звуковым сопровождением на нескольких языках. Тем не менее, данный контейнер по-прежнему остается самым распространенным.
• OGG (OGM). Изначально контейнер разрабатывался для хранения звука, однако позже обнаружилось, что он может содержать видео и информацию о титрах. Контейнер, в основном, предназначался для потоковой передачи данных через Интернет, поэтому не очень хорошо подходит именно для хранения аудио и видео информации. В ряде случаев вы не сможете перемотать видео или звуковой трек на нужное место.
• MKV. Данный контейнер, появившийся сравнительно недавно, значительно превышает по своим возможностям файлы формата AVI. Помимо видео и звуковой информации контейнер MKV может хранить в себе информацию о титрах, а также навигационные меню (подобные меню DVD дисков) и ссылки на разделы фильма. В контейнер MKV могут быть упакованы видео и аудио самых различных форматов, что, возможно, сделает данный вид контейнера распространенным. Однако в настоящее время воспроизведения файлов формата MKV поддерживает небольшое количество устройств, а для воспроизведения таких файлов на компьютере необходимо устанавливать специальные программные модули, способные разделить потоки информации различных типов.
• MP4. Это контейнер разработан группой MPEG (Moving Picture Experts Group — группа экспертов по движущемуся изображению). Он предназначен для хранения видео, аудио информации, а также некоторых видов анимации. Контейнер поддерживает различные форматы звукового сжатия, в том числе и многоканальные. Зачастую контейнер MP4 используется в различных портативных устройствах.
• Quick Time. Данный контейнер, в первую очередь предназначен для использования на компьютерных платформах Apple. Файлы с расширением MOV содержат сжатое видео и звук, при этом качество и разрешение видео может быть очень высоким. Контейнеры Quick Time, конечно, можно использовать на компьютерных платформах PC, для этого нужно установить соответствующее программное обеспечение. Однако многие программы не поддерживают работу с файлами данного формата или некорректно с ним работают.

Я лишь поверхностно описал принципы и устройства различных форматов и контейнеров. Это очень большая тема, которая не укладывается в рамки одного урока. На практике вам, скорее всего, придется иметь дело с двумя-тремя форматами сжатия видео и двумя-тремя разновидностями контейнеров. Однако, если вы всерьез займетесь видеомонтажом, рано или поздно вы можете столкнуться с очень необычными форматами сжатия. Например, производители цифровых камер, снимающих видео на флэш-накопитель или фотокамер с функцией съемки видео, не имеют какого-то общего соглашения по используемому формату сжатия. И вам могут попадаться носители с совершенно разными форматами файлов видео и звука. Если программа Sony Vegas Pro отказывается работать с некоторыми из таких файлов, придется воспользоваться специальными программами, перекодирующими различные форматы видео в формат AVI. Такие программы можно найти в Интернете. Некоторые из них распространяются бесплатно, некоторые являются коммерческими продуктами и доступны в Интернете в виде пробных версий.

На сегодня у меня все. До встречи!

С уважением, Владимир Бегаль.

MPEG-2: ликбез: Видео | Журнал Популярная Механика

За короткое время аббревиатура MPEG стала нам настолько привычной, что нет повода задуматься, как это работает

Аналого-цифровое преобразование

Типы предсказания смещения изображения в кадрах

Дискретно-косинусное преобразование

MPEG-2 — это стандарт, предназначенный для кодирования сигналов цифрового вещательного телевидения, так что начинать рассказ о нем надо с истории цифрового видео. Она, как ни странно, связана вовсе не с компьютерами, как кажется сейчас, а с телевещанием, ведь недостатки аналогового сигнала сказывались прежде всего на телевизионной аудитории. Основных проблем две — это стремительное падение качества с каждым новым перезаписыванием (страшно вспомнить, что такое «пятая копия» на VHS) и большие помехи при передаче сигнала, с которыми очень сложно бороться. Первое сказывается на качестве программ, второе — на качестве картинки у зрителя. Способ избавиться от этих недостатков был известен еще с 50-х годов — это перевод сигнала в цифровую форму. Однако технические возможности для оцифровки видео в реальном времени появились лишь около четверти века тому назад, и в 1979 году Европейский Вещательный Союз (EBU) и Общество инженеров кино и телевидения (SMPTE) совместно подготовили проект международного стандарта цифрового кодирования цветного телевизионного сигнала, а в 1982 году стандарт был принят. MPEG-2 базируется именно на этом стандарте ITU-R BT.601.

Как получают цифровой видеосигнал

Известно, что любой из миллионов оттенков, которые различает человек, представим в виде комбинации трех опорных цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue) — это так называемая цветовая модель RGB. Используя эту модель, цветной аналоговый сигнал (например, изображение, которое «видит» объектив аналоговой видеокамеры) можно разложить на RGBкомпоненты.

Однако для телевидения такое разложение не подходило: при переходе к цветному вещанию требовалось, чтобы цветные передачи можно было смотреть на черно-белых телевизорах, а это невозможно, если сигнал состоит из RGBкомпонент. Решением стало преобразование RGBсигналов в сигнал яркости Y и два цветоразностных сигнала U и V — в этом случае информация о цвете (U и V) передается отдельно от информации о яркости Y, и в черно-белом телевидении используется только сигнал яркости, а в цветном — яркости совместно с цветом. Заодно оказалось возможным уместить цветной телевизионный сигнал в стандартную полосу пропускания: за счет того, что человеческий глаз менее чувствителен к пространственным изменениям цвета, чем к изменениям яркости, информацию о цвете можно «урезать» без ущерба для восприятия.

Для цифрового кодирования одинаково подходят оба разложения.

Итак, для того чтобы сформировать цифровой сигнал, необходимо выполнить над каждой компонентой аналогового сигнала (R, G, B или Y, U, V) следующие операции: дискретизацию, квантование и кодирование.

Дискретизация — это представление непрерывного аналогового сигнала последовательностью значений его амплитуд (так называемых отсчетов). Частота, с которой выбираются значения, называется частотой дискретизации. На схемах справа показаны аналоговый и дискретизированный с частотой 1/T сигналы. Очевидно, что чем больше частота дискретизации, тем точнее будет воспроизведен аналоговый сигнал. Чтобы получить изображение высокого качества, частота дискретизации должна быть не менее 12 МГц (то есть 12 млн отсчетов в секунду). В стандарте цифрового кодирования она выбрана равной 13,5 МГц.

Квантование — округление значений отсчетов. Так как человеческий глаз обладает конечной разрешающей способностью, то передавать абсолютно точно все значения отсчетов нет необходимости. Было придумано заменять величину отсчета ближайшим значением из некоторого набора фиксированных величин, которые называются уровнями квантования, то есть округлять до ближайшего уровня. На схеме справа показан квантованный сигнал. Для создания сигнала нужного качества достаточно 256 уровней квантования.

И наконец, кодирование. Так как квантованный сигнал может принимать только конечное число значений (в соответствии с набором уровней квантования), то для каждого отсчета можно представить его просто числом, равным собственно порядковому номеру уровня квантования. Это число может быть закодировано двоичными символами (например, нулями и единицами). Чтобы закодировать 256 уровней квантования, требуется как минимум восемь бит (28 = 256), то есть значение каждого отсчета передается восемью битами.

В итоге после дискретизации, квантования и кодирования мы получили из аналогового сигнала набор импульсов, принимающих только два значения — 0 и 1, которые уже можно передавать как обычные данные. Это называется аналого-цифровым преобразованием, или АЦП.

Легко посчитать необходимую скорость потока при передаче оцифрованного нами сигнала: умножим восемь бит на количество отсчетов, передаваемых в секунду (не забудем, что у нас три компоненты): 8 [бит] х 13,5 [МГц] х 3 = 324 Мб/с!!! Работать с такими потоками — очень дорогое и почти недоступное удовольствие (для сравнения: стандартный модем передает со средней скоростью 33,2 кб/с, то есть в десять тысяч раз медленнее).

Здесь самое время напомнить о том, что, как и в аналоговом телевидении, при оцифровке Y, U и V можно безболезненно удалить часть информации о цвете, то есть уменьшить в несколько раз частоту дискретизации цветоразностных сигналов. Поэтому кодирование YUV (называемое раздельным) с точки зрения величины потока получается более выгодным, чем RGB. При раздельном кодировании принято указывать соотношение частот дискретизации компонент. Например, 4:2:2 означает, что Y передается в каждом отсчете в каждой строке, а U и V — в каждом втором отсчете в каждой строке (то есть частота дискретизации Y равна 13,5 МГц, а U и V в два раза меньше — 6,75 МГц).

Сжатие

Однако результаты кодирования в отношении величины цифрового потока все равно никого не устраивали. Для вещательного телевидения требуется раздельное кодирование как минимум 4:2:2 — это 216 Мб/с. Даже если не говорить о передаче данных, просто писать такой поток на ленту или на винчестер представляется проблемой.

Выход один: сжатие цифрового видеопотока. К счастью, цифровой видеосигнал по сути своей избыточен и потому для сжатия подходит как нельзя лучше: можно без потерь с точки зрения восприятия сжимать видео даже в 30 раз! Избыточность видеосигнала, во‑первых, вызвана тем, что человеческий глаз не замечает изменений яркости и цвета на небольших участках, то есть мелких деталей. Эта избыточность называется пространственной и удаляется при внутрикадровом кодировании — сокращении информации в пределах одного кадра.

Во-вторых, обычно в пределах нескольких секунд следующие друг за другом кадры слабо отличаются друг от друга — это так называемая временная избыточность. Нет необходимости передавать все кадры полностью, для некоторых достаточно передать только отличия от предыдущих или последующих кадров. Временная избыточность удаляется межкадровым кодированием, при котором сокращается информация о некоторой группе кадров в целом.

Надо сказать, что со времен начала работы с цифровым видео было создано великое множество форматов сжатия: от Cinepak и Intel Indeo до H.263, MJPEG и DV. Часть из них удаляют только пространственную избыточность (как DV или MJPEG), но некоторые алгоритмы (например, Intel Indeo) используют и межкадровую разность.

Жизнь с таким количеством несовместимых друг с другом стандартов оказалась слишком уж сложной, поэтому в 1988 году была создана специальная группа экспертов — Moving Picture Experts Group (MPEG), которая должна была разработать методы сжатия и восстановления цифрового видеосигнала. Над стандартом MPEG2 группа начала работать в 1990 году. Стандарт предназначался специально для цифрового телевидения, то есть для передачи телевизионных изображений высокого качества, и был принят уже в 1994 м. Сегодня это самый распространенный и самый многофункциональный из всех стандартов MPEG.

Как осуществляется сжатие в MPEG-2

Сначала в каждом кадре последовательно выбираются элементы изображения размером 16 х 16 пикселей — это так называемые макроблоки.

В MPEG принято кодирование YUV, поэтому каждый макроблок представлен в виде набора блоков 8 х 8 пикселей — каждый блок несет информацию или о яркости, или о цвете. Например, в формате цветности 4:2:2 потребуется четыре блока 8 х 8 с информацией о яркости и по два блока 8 х 8 с информацией о каждой цветоразностной компоненте, всего восемь блоков. Каждый элемент в блоке яркости или цвета представляет собой значение отсчета. В дальнейшем MPEG-2 работает уже с макроблоками.

В MPEG-2 выделено три типа кадров. I-кадры (Intra) — опорные кадры, кодирование каждого макроблока в которых осуществляется без ссылок на макроблоки в предыдущих или последующих кадрах. По сути, I-кадры закодированы как неподвижные изображения.

Pкадры (Predicted) — кадры, макроблоки в которых закодированы относительно предшествующих I или P-кадров (хотя не все макроблоки могут быть так закодированы, об этом ниже). Изображение в кадре предсказывается с использованием информации предыдущего кадра — так называемое предсказание «вперед». Поэтому Pкадры частично содержат только ссылки на макроблоки в предыдущих кадрах, и, таким образом, сжаты они сильнее, чем I-кадры.

B-кадры (Bidirectionally Predicted) — кадры, макроблоки в которых закодированы относительно или предыдущих, или последующих, или и тех, и тех I или P-кадров. Здесь реализовано двунаправленное предсказание («вперед» и «назад»): изображение в кадре предсказывается с использованием информации из предыдущего и из следующего кадра. То есть считывание кадров декодером должно происходить быстрее их восстановления.

Если оказывается, что макроблок в P-кадре или B-кадре невозможно закодировать со ссылкой на другие кадры (например, в случае, если в кадре появился новый объект), то макроблок кодируется как макроблок в I-кадре.

Кадры объединены в последовательности (Group Of Pictures, GOP), и предсказание всегда осуществляется только в пределах одной группы. Понятно, что при таком условии каждая группа должна начинаться с I-кадра, несущего наиболее полную информацию об изображении, ведь I-кадр является точкой отсчета, относительно которой кодируются остальные кадры. Было бы замечательно, если бы I-кадры всякий раз приходились на начало сюжета, но, к сожалению, все сюжеты имеют разную длительность.

В MPEG-2 определены стандартные типы последовательностей — например, IPBBPBBPBBPBBPBB. Если сюжет почти не меняется от кадра к кадру, то можно кодировать с большим количеством B-кадров, а если требуется очень высокое качество — наоборот, использовать группы, состоящие только из одного I-кадра. В принципе, можно оптимизировать выбор типа кадра — например, при появляющихся больших ошибках предсказания в B-кадрах добавлять I-кадры в последовательность.

Сразу скажем, слово «предсказание» несколько путает — это термин, хотя и устоявшийся, но не очень верный. Мы ничего не предсказываем, мы абсолютно точно определяем, что должно быть в кадре. Для этого вычисляется ошибка предсказания — разница между изображением, взятым из другого кадра, и изображением в текущем кадре, и эта разница используется при декодировании.

Под компенсацией движения понимается учет смещения изображения относительно предыдущих или последующих кадров. Компенсация движения в P и B-кадрах реализуется следующим образом: для каждого найденного в предыдущем/следующем кадре макроблока вычисляется вектор движения, то есть определяется, каково относительное смещение соответствующего макроблока. Таким образом, при предсказании с компенсацией движения декодеру передаются не только ошибки предсказания, но и векторы движения.

Теперь мы подходим к внутрикадровому кодированию. Нам нужно сжать информацию в макроблоках, которые ни на что не ссылаются. Это делается с помощью дискретно-косинусного преобразования (ДКП), в основе которого лежит преобразование Фурье. ДКП отнюдь не прерогатива MPEG, оно применяется при внутрикадровом кодировании очень во многих форматах сжатия — в том числе, для сжатия статических изображений (всем известный JPEG, разработанный для цифровой фотографии группой Joint Photographic Experts Group).

Все основано на том, что человек хорошо различает форму объекта даже при нечетких границах. Поэтому, если сделать контуры менее резкими, зритель ничего не заметит, а вот объем передаваемой информации кардинально уменьшится. В оцифрованном сигнале каждый элемент в блоке есть значение отсчета, а каждый блок — соответственно, матрица значений отсчетов. Применение к матрице отсчетов ДКП позволяет выделить информацию о резких переходах и ее отбросить. То немногое, что остается, кодируется по специальному оптимизирующему алгоритму, в котором используются известные в технике кодирования приемы (и, в том числе, есть способы исправления ошибок при передаче данных).

Небезынтересно будет узнать, что практически все фильтры в графических редакторах построены на операциях над матрицей отсчетов. Примените в Photoshop фильтр, размывающий границы, — увидите ДКП в действии. И, кстати, сможете убедиться, что изображение даже с немного размытыми контурами сжимается JPEG гораздо эффективнее.

Для сжатия движущихся изображений требуются огромные вычислительные мощности, так что для компрессии в реальном времени обычно используются специальные платы и процессоры, то есть сжатие реализуется на аппаратном уровне.

Профили и уровни

Создатели MPEG-2 постарались максимально расширить область применения стандарта, и это было сделано при помощи системы профилей и уровней. Уровень определяет параметры цифрового сигнала: число отсчетов в строке, число кадров в секунду, размер потока и т. п. В профиле задаются параметры кодирования: типы кадров, формат цветности, набор используемых операций по сжатию данных, то есть определяется качество кодирования. Таким образом, стандарт дает пользователю возможность самому выбрать сжатие, подходящее для решения конкретной задачи — например, домашнее или профессиональное видео.

Идея профилей и уровней оказалась настолько плодотворной, что добавлением уровней удалось даже расширить стандарт для кодирования сигналов телевидения высокой четкости (ТВЧ). А ведь первоначально для ТВЧ разрабатывался MPEG-3, который был благополучно забыт, как только в MPEG-2 были введены соответствующие возможности.

Форматы видеозаписи

В стандарте MPEG нигде не определено, каким образом осуществляется непосредственно кодирование, он описывает только, как должен выглядеть результирующий поток данных, поскольку именно это важно для декодеров.

Кодирование может осуществляться как аппаратно, так и программно, и каждая фирма создает свои собственные алгоритмы (принципиально важен, например, алгоритм поиска смещенных макроблоков). При этом разработчики выбирают нужный профиль, уровень, необходимые операции по сжатию данных и, что очень важно при аппаратном кодировании, базу, на которой реализуется алгоритм (специальная плата, процессор и т. п.). Например, фирма Sony создала уже два формата видеозаписи на основе MPEG-2 — это Betacam SX и MPEG IMX. Оба они используют один и тот же профиль 422Р, но для них установлены разные размеры потоков данных и при кодировании используются разные аппаратные средства.

Разница между MPEG 1 MPEG 2 MPEG 3 MPEG 4 MPEG 7 21?

Что такое MPEG 1?

MPEG означает Группа экспертов по движущимся изображениям . Это рабочая группа ISO (Международная организация по стандартизации). MPEG — стандарт сжатия цифрового видео.

Первым стандартом, запущенным MPEG, был MPEG 1. MPEG 1 обеспечивает разрешение видео 352

.

Разница между MPG и MP4

Ключевое отличие: MPEG означает группу экспертов по движущимся изображениям. Один из наиболее часто используемых форматов MPEG — это .mpg или .mpeg. .mpg — это одно из ряда расширений файлов для сжатия аудио и видео MPEG-1 или MPEG-2. Эти два формата чаще всего используются для сжатого видеоконтента со звуком. Они обычно принимаются на различных платформах. MP4, с другой стороны, основан на типе файлов Apple MOV. MPEG-4 Part 12 был разработан на основе файла MOV Apple и в конечном итоге привел к MPEG-4 Part 14, который является форматом MP4.

MPEG означает группу экспертов по движущимся изображениям. Это рабочая группа экспертов, созданная в 1988 году ISO и IEC. Это была совместная инициатива Хироши Ясуда из Nippon Telegraph and Telephone и Леонардо Кьяриглионе. Кьяриглионе является председателем группы с момента ее создания.

Целью MPEG было установить стандарты сжатия и передачи аудио и видео. К 2005 году группа выросла и теперь включает около 350 участников из различных отраслей, университетов и исследовательских институтов.

Стандарты, установленные MPEG, состоят из разных частей. Каждая часть охватывает определенный аспект всей спецификации. MPEG стандартизировал следующие форматы сжатия и вспомогательные стандарты:

• MPEG-1 (1993): Кодирование движущихся изображений и связанного звука для цифровых носителей со скоростью до 1,5 Мбит / с (ISO / IEC 11172). Предназначен для сжатия необработанного цифрового видео и аудио CD с качеством VHS без чрезмерной потери качества, что делает возможным создание видео компакт-дисков, цифрового кабельного / спутникового телевидения и цифрового аудиовещания (DAB).Он включает популярный формат сжатия звука MPEG1 Audio Layer III (MP3).
• MPEG-2 (1995): Общее кодирование движущихся изображений и связанной с ними звуковой информации (ISO / IEC 13818). Описывает комбинацию сжатия видео с потерями и аудиоданных с потерями

.

Что означает MPEG-4 Part 2?

MPEG-4 Part 2 — это стандарт группы экспертов по движущимся изображениям, принадлежащий к группе стандартов MPEG-4, в которую также входит AVC. Однако, несмотря на то, что он обеспечивает гораздо более эффективное сжатие, чем MPEG-2 (используемый в DVD и большинстве DTV), ему не хватает передовой технологии, для которой названо AVC (Advanced Video Coding), включая CABAC, InLoop Deblocking и Partitions. Наиболее известными реализациями MPEG-4 Part 2 являются кодеки DivX и XviD, которые изначально создавались как компьютерные форматы, для просмотра которых требовался компьютер, но теперь их можно воспроизводить на большом количестве автономных DVD-плееров.

Профили
Как и большинство видеостандартов, MPEG-4 Part 2 разделен на разные профили. Два наиболее распространенных — это простой профиль (SP) и расширенный простой профиль (ASP). Simple Profile подходит в первую очередь для таких приложений, как мобильные телефоны и видеоконференции, где качество менее важно, чем размер. Видео, закодированное в соответствии со спецификациями Simple Profile, подходит для мультиплексирования в контейнер 3GP для использования в сети мобильной связи 3G. Advanced Simple Profile лучше подходит для домашних видеоприложений, используя такие функции, как B-кадры, оценка движения в четверть пикселя и глобальная компенсация движения.Эти два профиля обычно называются просто MPEG-4 ASP или MPEG-4 SP.

Улучшенное сжатие
Поскольку стандарты MPEG-4 Part 2 были разработаны для таких приложений, как мобильная видеоконференцсвязь и потоковое видео через Интернет, наиболее очевидное различие между ним и его предшественниками, такими как MPEG-2, заключается в размере потока. Видеопоток, закодированный с помощью кодировщика, совместимого с MPEG-4 ASP, по сравнению с файлом MPEG-2 сопоставимого качества будет иметь значительно меньший размер.

Контейнеры
Поскольку не было официального контейнера MPEG-4, обозначенного до или с MPEG-4 Part 2, обычно используется ряд различных контейнеров. Вероятно, наиболее знакомым является контейнер Windows AVI (Audio Video Interleave). Хотя он не предназначен для декодирования в стиле MPEG, где используются кадры B, которые должны декодироваться вне порядка воспроизведения, самый ранний кодировщик на основе ASP, легко доступный для публики, включал хакерство для использования контейнера AVI.Благодаря множеству кодеков, совместимых с ASP и SP, доступных для интерфейса Video for Windows, который изначально использует AVI, он остается доминирующим контейнером для кодирования MPEG-4 ASP. Он также имеет самую широкую поддержку среди автономных DVD-плееров.

MP4
После того, как DivX и XviD вместе с несколькими другими кодеками, совместимыми с MPEG-4 ASP, сделали этот формат популярным, контейнер MP4 стал стандартом для всех форматов MPEG-4. Наряду с ростом популярности кодирования AVC, поддержка контейнера MP4 стала довольно распространенной как для MPEG-4 Part 10 (AVC), так и для MPEG-4 ASP.Это также частично связано с ростом сегмента рынка кодировщиков, использующих операционные системы, отличные от Windows, и поэтому не может использовать контейнер AVI. Хотя контейнер MP4 упрощает обеспечение совместимости оборудования, он также создает проблемы из-за отсутствия встроенной поддержки на уровне операционной системы. Хотя Windows поставляется со встроенной поддержкой чтения файлов из контейнеров MPEG-2 и AVI, для чтения файлов MP4 необходимо установить дополнительное программное обеспечение. Вы можете найти дополнительную информацию об этом в нашем руководстве о том, как воспроизводить файлы MP4.

Аудио
Вероятно, из-за наследия видеоконференцсвязи MPEG-4 Part 2, где подходящие звуковые стандарты уже существовали, аудиоформат не определен.В действительности аудиоформат часто зависит от контейнера, используемого для хранения мультиплексированного видео и аудио. Видео с простым профилем часто хранится в контейнере 3GP (на основе MP4) вместе со звуком MP3 или AAC LC. Для видео с расширенным простым профилем, которое обычно кодируется из стандартного потребительского видеоформата, такого как DVD или DTV (обычно MPEG-2), звук, используемый в контейнере AVI, обычно представляет собой AC-3 (Dolby Digital), взятый непосредственно из исходного источника. или VBR MP3. Как и AVI, контейнер MKV может использоваться для мультиплексирования исходных потоков AC-3 с видео ASP, но также позволяет передавать аудио во множестве других форматов.

В контейнере MP4 обычно это AAC LC или HE AAC, транскодированный из исходного источника. Как и стандартный контейнер MPEG-2, MP4 допускает любой тип аудио в качестве частного потока, но если у вас нет доступного декодера, который может декодировать AC-3 из MP4, вы получите файл, в котором нет пригодного для использования звука. Если у вас есть возможность воспроизводить звук AC-3 из контейнера MP4, имейте в виду, что один и тот же файл может не воспроизводиться с каждым проигрывателем, программным обеспечением или автономно.

AVC
Благодаря популярности MPEG-4 ASP среди потребителей и очевидному преимуществу видеофайлов меньшего размера для будущих источников HD, Международный союз электросвязи и группа экспертов по кинематографии совместно разработали новый стандарт, специально предназначенный для улучшения качества и сжатия по сравнению с MPEG- 2 и MPEG-4, часть 2.Получившийся в результате стандарт, известный как H.264, Advanced Video Coding или просто MPEG-4 Part 10, стал краеугольным камнем как для Blu-ray, так и для HD DVD, а также нашел свое место в цифровом телевещании, где растет число Каналы HD делают улучшенное сжатие необходимым для телевизионных услуг с ограниченной пропускной способностью. Он также начал вытеснять MPEG-4 ASP как преобладающий потребительский формат с высокой степенью сжатия.

Руководства по воспроизведению
Как играть в AVI

Как воспроизводить файлы MP4

Как воспроизводить файлы MKV

Как воспроизводить файлы 3GP

Проверены возможности воспроизведения видео на Xbox 360 — DivX, XviD, субтитры и др.

Какие кодеки использовать? Руководство по AVIcodec

Найдите нужные видео- и аудиокодеки с помощью GSpot

Руководства по кодированию
Конвертируйте DVD в XviD с помощью meGUI

Преобразование фильмов DVD в формат.avi с использованием AutoGK

Изменение размера DVD-Video до квадратных пикселей

Как конвертировать видеофайлы в DVD с помощью VSO ConvertXtoDVD

Общие видеоруководства
Основы цифрового видео — сжатие с потерями

,

Video Encode and Decode Support Matrix

HW ускоренное кодирование и декодирование поддерживаются продуктами NVIDIA GeForce, Quadro, Tesla и GRID с графическими процессорами поколений Fermi, Kepler, Maxwell и Pascal.

Подробнее о NVIDIA Video Codec SDK

Матрица поддержки NVENC

ПЛАТА	СЕМЬЯ	ЧИП	Настольный ПК / Мобильный / Сервер	КОЛИЧЕСТВО ЧИПОВ	№ NVENC / ЧИП	Всего # из NVENC	Максимальное количество одновременных сеансов	H.264 (AVCHD) ЮВ 4: 2: 0	H.264 (AVCHD) YUV 4: 4: 4	H.264 (AVCHD) без потерь	H.265 (HEVC) 4K YUV 4: 2: 0	H.265 (HEVC) 4K YUV 4: 4: 4	H.265 (HEVC) 4K без потерь	H.265 (HEVC) 8k	HEVC B Опора рамы
GeForce
видеокарта GeForce GT 1030	Паскаль	GP108	D	1	0	0	0	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ
GeForce GTX 1050/1050 Ti	Паскаль	GP107	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
GeForce GTX 1050/1050 Ti	Паскаль	GP106	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
видеокарта GeForce GTX 1060	Паскаль	GP106	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
видеокарта GeForce GTX 1060	Паскаль	GP104	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
GeForce GTX 1070M / 1080M	Паскаль	GP104B	M	1	2	2	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
GeForce GTX 1070 / 1070Ti	Паскаль	GP104	Д / М	1	2	2	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
видеокарта GeForce GTX 1080	Паскаль	GP104	Д / М	1	2	2	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
видеокарта GeForce GTX 1080 Ti	Паскаль	GP102	D	1	2	2	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
видеокарта GeForce GTX Titan X / Titan Xp	Паскаль	GP102	D	1	2	2	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Титан V	Вольта	GV100	D	1	3	3	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
видеокарта GeForce GTX 1650	Тьюринга *	ТУ117	Д / М	1	1 *	1 *	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
GeForce GTX 1660 Ti / 1660	Тьюринг	ТУ116	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
GeForce RTX 2060/2070	Тьюринг	ТУ106	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
видеокарта GeForce RTX 2080	Тьюринг	ТУ104	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
видеокарта GeForce RTX 2080 Ti	Тьюринг	ТУ102	D	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
Титан RTX	Тьюринг	ТУ102	D	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
QUADRO
Quadro P500 / P520	Паскаль	GP108	M	1	0	0	0	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ
Quadro P400	Паскаль	GP107	D	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Quadro P600 / P620 / P1000	Паскаль	GP107	Д / М	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Квадро P2000	Паскаль	GP107	M	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Quadro P2000 / P2200	Паскаль	GP106	D	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Quadro P3200 / P4200 / P5200	Паскаль	GP104	M	1	2	2	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Quadro P4000	Паскаль	GP104	D	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Quadro P5000	Паскаль	GP104	D	1	2	2	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Quadro P6000	Паскаль	GP102	D	1	2	2	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Квадро GP100	Паскаль	GP100	D	1	3	3	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ	НЕТ
Quadro GV100	Вольта	GV100	D	1	3	3	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Quadro T1000	Тьюринг	ТУ117	M	1	1	1	3	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
Quadro T2000	Тьюринг	ТУ117	M	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
Quadro RTX 3000	Тьюринг	ТУ106	M	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
Quadro RTX 5000 / RTX 4000	Тьюринг	ТУ104	Д / М	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
Quadro RTX 6000 / RTX 8000	Тьюринг	ТУ102	D	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА
ТЕСЛА
Тесла P4 / P6	Паскаль	GP104	S	1	2	2	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Тесла P40	Паскаль	GP102	S	1	2	2	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Тесла P100	Паскаль	GP100	S	1	3	3	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ	НЕТ
Тесла V100	Вольта	GV100	S	1	3	3	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	НЕТ
Тесла Т4	Тьюринг	ТУ104	S	1	1	1	Неограниченный	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА	ДА

.