3. Міжнародний стандарт кодування

З ІНФОРМАЦІЙНИМ СТИСНЕННЯ MPEG-2

3.1 Практичне використання видеокомпрессии

У системах цифрового телебачення різко зростають швидкості передачі інформації в цифрових потоках. Розглянемо це на прикладі цифрового кодування ТБ зображень.

Питаннями стиснення інформації та випуску відповідних стандартів і рекомендацій займається MPEG (Motion Picture Experts Group) - створена в 1988 р. організація, об'єд-няющая представників фірм і наукових інститутів різних країн. MPEG являє собою підкомітет двох міжнародних організацій - ISO (Міжнарод ¬ ва організація з стандартизації) і IEC (Міжнародна електротехнічна комісія). Одне з основних завдань MPEG полягала у вивченні проблеми та розробці стандарту на компресію спектра цифрового відеосигналу, що дозволило запропонувати способи запису і передачі зображення і звуку за допомогою можливо меншого числа даних з можливо кращою якістю.

У рамках стандартизації методів цифрової компресії і мультиплексування сигналів телебачення, звукового супроводу і додаткової інформації в даний час розроблені три міжнародні стандарту стиснення відеоданих рухливих зображень: MPEG-1, MPEG-2 та MPEG-4. Їх параметри оптимізовані.

Стандарт MPEG-1 орієнтований на системи запису на компакт-диски (CD ROM) і низькошвидкісні канали передачі ТБ зображень (швидкості цифрового потоку 1,5 Мбіт / c і менше). При цьому в стандарті MPEG-1 використовується стандарт розгортки з чіткістю в четвер меншою, ніж у мовному телебаченні: 288  352 (288 активних рядків і 352 відліку в активній частині ТВ рядка) елементів, для чого при кодуванні сигналів ТВ систем звичайної чіткості виробляється децимації (проріджування) у два рази вихідних відліків по вертикаль-ним і горизонтальним напрямками ТБ растру.

Стандарт MPEG-2 був спеціально розроблений для кодування ТБ сигналів віщальні-го телебачення. Він дозволяє отримати повну чіткість декодованого ТБ зображення, відповідну Рекомендації МСЕ-Р 11/601. (При швидкості передачі відеоданих 9 Мбіт / c якість ТБ зображення відповідає студійному).

Пакет стандартів MPEG передбачає і можливість переходу до ТВЧ. Спочатку алгоритми стиснення відеоданих сигналів ТВЧ розроблялися у вигляді самостійного стан-дарту MPEG-3, однак на наступних етапах стандарт MPEG-3 був об'єднаний зі стандартом MPEG-2, після чого стандарт MPEG-3, як самостійний, перестав використовуватися.

Наступний напрямок - стандарт MPEG-4. Як і стандарт кодування MPEG-2 систе-ма кодування MPEG-4 представляє собою набір технічних інструментів компресії оцифрованої інформації. В системі MPEG-4 використовується кілька нових прийомів коди-дування на основі об'єктно-базового принципу, що роблять даний стандарт стиснення приблизно в три рази більш ефективним в порівнянні з MPEG-2.

Функціонування об'єктно-базової системи кодування здійснюється за допомогою розділення зображення на специфічні об'єкти (сегменти), кожен з яких можна ко-складованої різними способами. Наприклад, із зображення виділяються ділянки людського обличчя, що зажадає більше деталей, і ділянки заднього фону, які можна дати з меншим числом деталей. Таким способом тільки деякі деталі зображення (які реально ви-грають від цього) слід передавати з більш щільним потоком біт (в Мбіт / с). Якщо сегмента-цію складних сцен виконати ефективно, то можна отримати помітне зниження загальної ско-рости потоку даних.

З появою стандарту стиснення MPEG-4 роль системи MPEG-2 не зменшується, так як дані стандарти в чому сумісні, особливо це відноситься до інформаційних магист-ралям.

З прийняттям стандарту MPEG-2 роботи по компресії відеоданих перейшли в область практичної реалізації. На даний момент можна назвати більш 10 фірм, які випуску-ють для продажу кодери і декодери за стандартом MPEG-2. Найбільш відомі з них Philips, Panasonic, Page Micro Technology, CLJ Communication, Wegener Communications, Scientific-Atlanta, NTL, Segem Group, NEC, Vistek, General Instruments та ін

Транспортний потік MPEG-2 допускає разом зі звуковими й відео потоками цифро-вих програм також потоки, що містять будь-яку іншу цифрову інформацію. У супутников-вом телебаченні в цих потоках передають програми передач, інформацію про інших каналах (про частоти, поляризації), коди доступу до каналів. Швидко розвивається передача сигналів In-ternet через супутникові мовні канали.

Ще одне важливе застосування MPEG-2 - ущільнення існуючих радіорелейних ка-злови. При їх модернізації досить замінити тільки передавальне і приймальне устаткува-ня кінцевих пунктів, а от ретрансляційне устаткування не замінюється. Завдяки мож-ливості MPEG-2 вставляти в транспортний потік будь-яку цифрову інформацію, можлива реалізація швидких Internet каналів.