• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • MPEG-1



    Podstrony: [1] 2 [3] [4]
    Przeczytaj także...
    VHS (ang. Video Home System) – w latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych popularny standard zapisu i odtwarzania kaset wideo przeznaczony dla rynku konsumenckiego.Kompresja danych (ang. data compression) – polega na zmianie sposobu zapisu informacji tak, aby zmniejszyć redundancję i tym samym objętość zbioru. Innymi słowy chodzi o wyrażenie tego samego zestawu informacji, lecz za pomocą mniejszej liczby bitów.
    Część 2: 'Video'[ | edytuj kod]

    Część 2 określa kodowanie, które można wykorzystać do kompresji sekwencji wideo - zarówno 625 i 525 linii w strumień binarny prędkości. Początkowo część 2 została stworzona do pracy głównie z nośnikami oferującymi ciągły transfer do 1,5 Mbit / s. Niemniej jednak może ona być stosowana w szerszym zakresie.

    MP3 ((ang.) MPEG-1/MPEG-2 Audio Layer 3) – algorytm kompresji stratnej dźwięku, przetworzonego uprzednio na sygnał cyfrowy. Popularnie zwany formatem MP3 lub standardem MP3. Jest zdefiniowany przez IETF w dokumencie RFC 5219.MPEG-2 – grupa standardów stratnej kompresji ruchomych obrazów i dźwięku zatwierdzona przez MPEG (ang. Moving Picture Experts Group) w 1994 roku. Od roku 1995 jest zatwierdzonym standardem ISO/IEC nr 13818.

    MPEG-1 wykorzystuje znane metody kompresji wideo do zredukowania ilości danych wymaganych przez strumień wideo. W pewnym stopniu zmniejszane są lub całkowicie usuwane określone częstotliwości i obszary obrazu takie, których ludzkie oko w pełni nie dostrzega ze względu na naturalne ograniczenia. Wykorzystywane jest również czasowe oraz przestrzenne zredukowanie wspólnej części wideo do osiągnięcia lepszej kompresji danych, niż byłoby to możliwe w inny sposób.

    MPEG-3 - określenie grupy standardów kodowania dźwięku i obrazu zatwierdzonym przez grupę MPEG (Moving Picture Experts Group).Kodek jest skrótem od "koder/dekoder", co oznacza urządzenie lub program zdolny do przekształcania strumienia danych lub sygnału. Kodeki mogą zmienić strumień danych w formę zakodowaną (często w celu transmisji, składowania lub zaszyfrowania) lub odzyskać (odkodować) strumień danych z formy zakodowanej, by umożliwić ich odtwarzanie bądź obróbkę. Kodeki są często używane w wideokonferencjach oraz strumieniowaniu obrazu lub dźwięku.

    Kompresja barwy:

    Przed kodowaniem wideo MPEG-1, kolory zostają przekształcone na format Y'CbCr (Y '= Luma, Cb = Chroma Blue, Cr = Chroma Red). Luma (jasność, rozdzielczość) i chroma (kolor, barwa, faza) są przechowywane oddzielnie, a nawet podzielone na kolejne części (np. kolor na odcienie czerwone i niebieskie). Chroma jest również podzielona w skali 4 do 2 do 0, co oznacza, że jest zmniejszana o połowę w pionie i o połowę w poziomie, do zaledwie jednej czwartej rozdzielczość wideo.

    AAC (ang. Advanced Audio Coding) – algorytm stratnej kompresji danych dźwiękowych, którego specyfikacja została opublikowana w roku 1997. Format AAC zaprojektowany został jako następca MP3, oferujący lepszą jakość dźwięku przy podobnym rozmiarze danych.Suma kontrolna (ang. checksum) – liczba uzyskana w wyniku sumowania lub wykonania innych operacji matematycznych na przesyłanych danych, przesłana razem z danymi i służąca do sprawdzania poprawności przetwarzanych danych.

    Ludzkie oko jest bardziej wrażliwe na niewielkie zmiany w jasności niż kolorze, dlatego próbkowanie chromy jest bardzo skutecznym sposobem na zmniejszenie ilości danych wideo które muszą być skompresowane(nie potrzeba aż tyle danych koloru, żeby oko postrzegało tą samą jakość obrazu). Przy obrazie wideo z doskonałym odwzorowaniem szczegółów (o wysokiej złożoności przestrzennej ) może objawiać się aliasowy artefakt barwy. W porównaniu do innych cyfrowych artefaktów kompresji, kwestia ta jest bardzo rzadkim źródłem irytacji. Y'CbCr jest często błędnie nazywane YUV, która to nazwa dotyczy tylko niektórych analogowych sygnałów wideo.

    JPEG (wym. dżej-peg lub jot-peg) – metoda kompresji statycznych obrazów rastrowych, przeznaczony głównie do stratnego zapisu obrazów naturalnych (pejzaży, portretów itp.), charakteryzujących się płynnymi przejściami barw oraz brakiem lub małą ilością ostrych krawędzi i drobnych detali.MP1 (ang. MPEG-1 Audio Layer-1) – format stratnej kompresji dźwięku, będący jedną z trzech warstw audio standardu MPEG-1.

    Przepustowość binarna i rozdzielczość:

    MPEG-1 obsługuje rozdzielczość do 4095 × 4095 (12-bitów) i strumień binarny do 100 Mbit / s. Standard ten jest najczęściej używany w rozdzielczość: 352x240, 352x288, lub 320x240. Te niskie rozdzielczości, w połączeniu ze strumieniem bitów poniżej 1,5 Mbit / s, tworzą CPB (Constrained Parameters Bitstream), później przemianowana na "niski poziom" (LL – Low Level) w formacie MPEG-2. Są to minimalne wymogi, które powinien spełniać obraz wideo zgodny z formatem MPEG-1. Paramety te zostały wybrane jako kompromis między jakością nagrywanego video a kosztami urządzeń koniecznych do jego obsługi w ówczesnych czasach.

    MPEG (ang. Moving Picture Experts Group) - grupa robocza ISO/IEC zajmująca się rozwojem standardów kodowania audio i wideo, a także zatwierdzona przez ISO grupa powszechnie stosowanych formatów zapisu danych zawierających obraz i dźwięk.Video Compact Disc (VCD) – format zapisu cyfrowego strumienia audio-wideo na płycie kompaktowej. Format ten jest poprzednikiem DVD. Został stworzony w 1993 roku, dwa lata przed DVD.

    Typy klatek / typy bloków:

    MPEG-1 ma kilka typów klatek, które służą do różnych celów. Najpowszechniejszymi i najprostszymi są klatki typu I (I-frames).

    I-frames:

    Klatki typu I mogą być dekodowane niezależnie od innych klatek i są zwane jako Intra-frames. Klatki typu I można uważać za identyczne z podstawą formatu zdjęć JPEG. Szybkie przeszukiwanie video MPEG-1 jest możliwe jedynie z dokładnością do najbliższej klatki typu I. Jeśli brać pod uwagę tylko kompresję klatki typu I są bardzo szybkie, jednak tworzą bardzo duże rozmiary plików, większe niż zwykle kodowany obraz wideo MPEG-1. Długości pomiędzy klatkami typu I znane są jako wielkość GOP (Group of pictures). MPEG-1 przeważnie używa GOP wielkości rzędu 15-18.

    Cykliczny kod nadmiarowy, inaczej: cykliczna kontrola nadmiarowa (ang.) Cyclic Redundancy Check, CRC – jest to system sum kontrolnych wykorzystywany do wykrywania przypadkowych błędów pojawiających się podczas przesyłania i magazynowania danych binarnych.Przepustowość (pojemność kanału, ang. throughput) w telekomunikacji i informatyce – maksymalna ilość informacji (mierzonej w bitach), jaka może być przesyłana przez dany kanał telekomunikacyjny lub łącze w jednostce czasu (mierzonej w sekundach).

    P-frames:

    Nazwa p-frame jest skrótem od Predicted-frames. Klatki typu P nazywane są też między-klatkami (inter-frames). Klatki typu P pozwalają na poprawę kompresji poprzez wykorzystanie czasowego zwolnienia w wideo. Klatki te przechowują tylko różnice pomiędzy obrazem obecnym i korzeniem obrazem. Różnica między klatką typu p i jej korzeniem oblicza się za pomocą wektorów ruchu w każdym makrobloku klatki. Takie dane wektora ruchu są osadzone w klatce typu P do użytku przy dekodowaniu. Jeśli plik wideo drastycznie zmienia się z jednej klatki do drugiej (np. cięcie ), to bardziej wydajne będzie zastosowanie kodowania poprzez klatkę typu I.

    Zegar systemowy - fizyczne urządzenie wbudowane na płycie głównej komputera, odpowiedzialne za dostarczanie aktualnego czasu i daty do komputera i oprogramowania. Można synchronizować jego działanie z zewnętrznymi serwerami czasu uzyskując wysoką dokładność wskazań. Zegar systemowy odpowiada również za dostarczanie sygnałów synchronizujących działanie podzespołów komputera z dokładnością do tysięcznych części sekundy.JBIG (ang. Joint Bi-level Image experts Group) - Połączona Grupa Ekspertów do dwupoziomowego kodowania obrazów, ISO / IEC 11544:1993 TC1:1995.

    B-frames:

    B-frame oznacza klatkę dwukierunkową (bidirectional-frame). Mogą być również znane jako obrazki typu B (B-pictures). Klatki typu B są bardzo podobne do klatek typu P, lecz mogą korzystać z dwóch klatek-korzeni. Konieczne jest zatem jako pierwsze zakodowanie następnego korzenia klatki typu I lub klatki typu P kolejno po klatce typu B, przed tym jak klatka typa B zostanie zakodowana i wyświetlona. Przez to klatki typu B wymagają złożonych obliczeń i długich buforów danych. Zwiększa to opóźnienia przy kodowaniu i dekodowaniu.

    MPEG-7 - standard opisu treści multimedialnych. W odróżnieniu do MPEG-1, MPEG-2 czy MPEG-4 nie jest standardem kodowania ruchomego obrazu lub dźwięku.MPEG4 – oznaczenie grupy standardów kodowania audio i wideo wraz z pokrewnymi technologiami, opracowanej przez grupę ISO/IEC MPEG. Wprowadzony pod koniec 1998. Główne zastosowania MPEG-4 to media strumieniowe w sieci Web, dystrybucja CD, wideokonferencje i telewizja.

    D-frames:

    MPEG-1 posiada unikatowy typ klatki, która nie występuje w późniejszych standardach wideo. Nazywane również obrazkami DC (DC-pictures) są niezależne od zdjęcia (intra-frames), które zostały zakodowane tylko dla DC. Klatki typu D są bardzo niskiej jakości. Klatki typu D nigdy nie są zamienne z klatkami typu I, P, B. Ten typ klatek jest wykorzystywany jedynie do szybkiego podglądu wideo.

    Makrobloki:

    MPEG-1 operuje na obrazach video podzielonych na bloki 8x8. Jednak z powodu podziału koloru przez współczynnik 4, każda para (czerwony i niebieski) bloku koloru odpowiada czterem różnym blokom jasności. Ten zestaw 6 bloków, o rozdzielczości 16x16, nazywa się makroblokiem. Makroblok jest najmniejszą niezależną jednostką koloru wideo. Wektory ruchu działają wyłącznie na poziomie makrobloku.

    Wektory ruchu:

    Do zmniejszenia ilości zwolnień przestrzennych w nagraniu, tylko bloki, które się zmieniają są aktualizowane (do maksymalnej wielkości GOP). Jest to nazywane uzupełnieniem warunkowym. Jednak to nie jest same w sobie skuteczne. Ruch obiektów, i / lub ruch aparatu może doprowadzić do powstania dużej części klatek, które muszą być aktualizowane, nawet jeśli tylko pozycja wcześniej zakodowanego obiektu się zmieniła. Poprzez przewidywanie ruchu dekodowanie może wyłączyć ten ruch i usunąć dużą ilość niepotrzebnych informacji.

    Kodowanie entropii:

    Kilka kroków w kodowaniu video formatu MPEG-1 jest bezstratnych, co oznacza, że po odkodowaniu powrócą do tych samych wartości jak sprzed kodowania. Takie bezstratne kodowanie bez dodawania dźwięku nazywa się cichym kodowaniem. W teorii kodowanie entropii, zakłada usunięcie jak największej możliwości nadmiaru informacji przy kompresji bezstratnej.

    RLE (Run-length encoding) jest bardzo prostą metodą kompresji powtórzeń. Sekwencyjny ciąg znaków, bez względu na długość, może być zastąpiony przez kilka bajtów, uwzględniając wartość, która się powtarza i ile razy się powtarza.

    Informacja o wektorach ruchu i współczynnikach DCT jest kodowana kodem Huffmana. Wartości bardzo prawdopodobne są reprezentowane przez krótsze ciągi zer i jedynek, a mało prawdopodobne - przez dłuższe ciągi. Najpierw następuje odtworzenie informacji zero-jedynkowej przy pomocy dekodowania Huffmana. Uzyskuje się dwa rodzaje klatek: kluczowe — zawierające pełne obrazy oraz predykcyjne, zawierające różnice między skompensowanymi ruchowo klatkami kluczowymi i oryginalnymi w filmie. Następnie strumienie bitów z klatek predykcyjnych są podawane odwrotnej transformacji kosinusowej celem odtworzenia przybliżonych obrazów, będących wynikiem poprzesuwania bloków z klatki odniesienia zgodnie z wektorami ruchu. Następnie obrazy te są dodawane do klatek odniesienia (również odtworzonych za pomocą odwrotnej transformacji kosinusowej), dzięki czemu odtworzone zostają pozostałe klatki filmu.

    Część 3: 'Audio'[ | edytuj kod]

    Część 3 standardu MPEG-1 wykorzystuje psychoakustyki by istotnie zmniejszyć prędkość transmisji danych wymaganych przez strumień audio. Standard ten zmniejsza lub całkowicie usuwa niektóre części audio, których ludzkie ucho nie słyszy, ponieważ są poza częstotliwością słyszenia ludzkiego ucha.

    Kodowanie kanału:

  • Mono
  • Joint Stereo
  • audio/mpeg, video/mpeg
  • Podwójne (dwa skorelowane kanały mono)
  • Próbkowanie : 32000, 44100 i 48000 Hz
  • Strumień bitów : 32, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 i 384 kbit / s
  • Audio MPEG-1 jest podzielony na 3 warstwy. Każda wyższa warstwa jest bardziej złożona obliczeniowo, i ogólnie bardziej skuteczna w niższych strumieniach bitów niż poprzednie. Warstwy wyższe są częściowo kompatybilne z warstwą niższą. Warstwa I (Layer I)

    Warstwa pierwsza standardu MPEG-1 to po prostu uproszczona warstwa II. Warstwa I używa mniejszego rozmiaru klatki dla bardzo małych opóźnień i lepszej rozdzielczości. Jest to korzystne dla aplikacji takich jak np telekonferencje. W roku 1990 warstwa I miała mniejszą złożoność do zakodowania sygnału niż Warstwa II. Warstwa II (Layer II)

    MPEG-1 warstwa II (MP2, często błędnie nazywana Musicam) to stratny format audio przeznaczony do zapewnienia wysokiej jakości na przepustowości około 192 kbit / s dla dźwięku stereo. Dekodowanie dźwięku MP2 jest proste obliczeniowo, w stosunku do MP3, AAC, itp. Subiektywne badania audio wykonane przez ekspertów wykazały, że w najbardziej krytycznych warunkach MP2 oferuje przejrzystą kompresję audio ld 256 kbit/s dla 16 bit 44.1 kHz audio CD. Warstwa III (Layer III)

    MPEG-1 warstwa III(MP3) to stratny format audio zaprojektowany w celu zapewnienia odpowiedniej jakości dla przepustowości ok. 64 kbit/s dla ścieżek audio na pojedynczym kanale o 128 kbit /s dla dźwięku stereo. MP3 korzysta z niektórych funkcji niższej warstwy, lecz znacznie się od niej różni.

    Warstwa ta pracuje na 1152 próbkach warstwy niższej, ale potrzebuje przeanalizować więcej klatek przed procesem efektywnego podzielenia. Jakość 3 warstwy może być gorsza od jakości niższej warstwy przy wysokich strumieniach bitów. Ogólnie jakość MP3 uważana jest za średnio dobrą jakość.

    Podstrony: [1] 2 [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.018 sek.