MPEG-2

Основным форматом изображения в данном стандарте является 720·480. Изменения в алгоритме кодирования коснулись возможностей использования форматов кадра 16·9 и 4·3, а также поддержки чересстрочной развертки, т.е. деления кадра на два полукадра (поля) с нечетными и четными строками соответственно. Требуемая полоса пропускания (для фильмов формата VHS — 3 Мбит/с, а для HDTV — 60 Мбит/с). Поэтому основную сферу использования данного стандарта в настоящее время составляют устройства DVD, которые имеют соответствующие скорость и емкость, а также цифровое спутниковое телевидение.

MPEG-2

Особенности компенсация движения в MPEG-2.

В стандарте MPEG-2 используется метод компенсации движения, основанный на макроблоках. Это квадратная матрица отсчетов размером 16 строк по вертикали и 16 столбцов (отсчетов) по горизонтали. Тогда ТВ кадр разбивается на целое число зон. По вертикали (576 активных строк/16) - это 36 зон, по горизонтали (704 активных отсчета/16) - 44 зоны. Зона поиска должна быть достаточно большой, чтобы быстро движущийся макроблок изображения первого кадра не вышел из зоны поиска второго кадра. Размеры зоны поиска ограничиваются объемом вычислений, которые необходимо выполнить в реальном масштабе времени. Эти размеры также должны быть согласованы с принятой структурой дискретизации ТВ кадра. Обычно, они в 4 раза больше размеров отдельного макроблока. Таким образом, в ТВ кадре создается 9 зон (576/64) поиска по вертикали и 11 (704/64) зон по горизонтали.

MPEG-2

Уровни, профили и слои

Стандарт MPEG – 2 допускает 4 уровня (Levels) разрешения кадра и 5 базовых профилей (Profiles) кодирования сигналов яркости и цветности.

Уровни:

низкий (LL - Low Level) с разрешением кадра 352·288 (соответствует MPEG1), основной (ML - Main Level) 720·576,

высокий - 1440 (HL - High Level) 1440·1152 и

высокий 1920 - 1920·1152.

В соответствии с рекомендацией ITU-R BT.601 (International Telecommunications Union – Recommendation) основной уровень определяет разрешение стандартного телевизионного кадра, то высокие уровни ориентированы на телевидение высокой четкости.

MPEG-2

Различают 5 базовых профилей:

Впростом профиле (SP) осуществляется только компенсация движения и предсказание по одному направлению (P-кадры).

Восновном профиле (MP) предсказание выполняется по двум направлениям,

т.е. допускаются B-кадры.

Вмасштабируемых профилях осуществляется разделение исходного цифрового потока видеоданных на несколько частей по различным критериям.

Вмасштабируемом по отношению сигнал-шум (SNR - Scalable Profile) поток разделяют на 2 части. В первой части - основной сигнал, который несет информацию с пониженным отношением сигнал-шум (грубая дискретизация). Но эта часть защищается более устойчивым к помехам передачи алгоритмом, может приниматься в условиях сильных шумов и позволяет (даже при неблагоприятных условиях) восстанавливать ТВ-изображение. Менее защищенная вторая часть включает так называемый дополнительный сигнал, который при неустойчивом приеме отбрасывается. При устойчивом приеме он позволяет дополнить основной сигнал и повысить отношение сигнал-шум до исходного значения.

MPEG-2

Пространственно-масштабируемый профиль (Spatially Scalable Profile) в определенной степени усложняет схему кодирования. В нем разделение потока осуществляется уже на три части - по критерию разрешения. Первая часть - основной сигнал, обеспечивает передачу устойчивой к помехам информации об изображении стандартного разрешения (625 строк, из них активных 576). Вторая часть дополняет информацию до изображения высокой четкости (1250 строк, 1152 активных), а декодирование третьего сигнала позволяет повысить отношение сигнал-шум.