Стандарти MPEG. Довідкові дані

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Стандарти MPEG. Довідкові дані

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Довідкові матеріали

Коментарі до статті

Стиснення цифрових відеосигналів (ще говорять – зображень) застосовують вже досить давно і широко. Наприклад, для передачі високоякісних телевізійних програм супутниковими каналами цифрового телебачення використовують кодування в основному за стандартом MPEG-2. Про інші стандарти обробки (стиснення) відео- та звукових сигналів і де вони впроваджені розказано в матеріалі, що публікується.

Відносно мала пропускна здатність ефірних телевізійних каналів та порівняно невеликі обсяги пам'яті носіїв цифрових сигналів накладають суттєві обмеження поширення високоякісної відеоінформації. Для вирішення цієї проблеми застосовують "стиснення" відеосигналів - спеціальне кодування, що зменшує обсяги цифрової інформації без помітного погіршення якості зображень, що відтворюються. Найбільшого поширення нині набули стандарти кодування із загальною назвою MPEG.

Застосовуваний спосіб ефективного кодування цифрових відеосигналів полягає у видаленні просторової та тимчасової надмірності, властивих відеозображень, і зменшенні тим самим об'єму, що займається відеосигналами. За трохи наукоподібним визначенням поняття "стиснення" відеосигналів (зображень) стоїть відносно проста, на перший погляд, операція: виявлення у відеосигналі фрагментів, що повторюються, і надмірної інформації і відповідна їх обробка.

Найпростіший приклад. Якщо протягом деякого інтервалу часу відеосигнал не змінюється, то його достатньо передати або записати лише один раз, тобто сфотографувати, доповнивши невеликим поясненням: "Запам'ятати картинку і повторити вказане число разів". Економія обсягу цифрової інформації, що записується або передається, очевидна.

Наступний крок - обробка зображень, що змінюються. Тут завдання складніше, але теж вирішуване. Два сусідні (за часом) зображення (кадра відеосигналів) можна порівняти і замість другого передати не весь кадр, а лише те, що змінилося в ньому в порівнянні з першим. Очевидно, що інформація про зміни у зображенні (відеосигнал) займає менший обсяг, ніж інформація про повний кадр. Для зображень, що не дуже швидко змінюються, ефект виходить досить помітним. А такі сюжети переважають у більшості відеофільмів: радикальні зміни у сусідніх кадрах відбуваються лише за зміни сюжету. До цього можна додати ще й можливість синтезу кадрів з проміжними станами сюжету (що в галузі комп'ютерної графіки), а це ще розширює можливості стиснення відеосигналів.

Простота тут, звичайно, здається. Практична реалізація стиснення відеосигналів йде через найскладнішу математику, спеціалізовані надвеликі інтегральні мікросхеми та ін Але користувачів це не стосується - вони лише пожинають плоди багаторічної наполегливої роботи фахівців багатьох країн світу.

Назва MPEG походить від найменування Робочої групи, створеної Міжнародною організацією стандартизації спільно з Міжнародною електротехнічною комісією для розробки стандартів стиснення відеосигналів - Moving Pictures Experts Group ("Група експертів з зображень, що рухаються").

До появи першого стандарту, розробленого цією групою, – MPEG-1 – у міжнародній практиці для стиснення відеосигналів застосовували стандарти Н.261 та JPEG. Перший був розроблений для телекомунікаційних систем і використовується в основному для відеотелефонів, організації телеконференцій тощо. Стандарт JPEG отримав назву від іншої Робочої групи - Joint Photographic Experts Group ("Об'єднана група експертів з фотографій"). Хоча цей стандарт відноситься до кодування нерухомих зображень, застосовані в ньому рішення були дуже важливими для розробки стандарту MPEG-1, оскільки показали шляхи видалення з відеосигналу надмірної просторової інформації без помітної втрати якості. Стандарт JPEG широко впроваджено у комп'ютерній техніці, цифрових фотокамерах, кольорових факсах, а також використовується в Інтернеті.

Стандарт MPEG-1 був створений для запису на компакт-диски відеофільмів тривалістю 74 хв (з супутнім звуковим сигналом) при швидкості передачі до 1,5 Мбіт/с. У цьому стандарті для видалення надмірності одночасно обробляється десять сусідніх кадрів. Стандарт MPEG-1 дозволяє досягти стиснення цифрової відеоінформації у 100...150 разів.

Наступним продуктом групи MPEG став стандарт MPEG-2, який вже створювався для універсального застосування – для телекомунікацій, мовлення та зберігання інформації на різних носіях. Він підтримує швидкість передачі до 4 Мбіт/с. Якість відтворюваного зображення, що забезпечується цим стандартом, дозволяє використовувати його навіть у телебаченні високої чіткості. Стандарт MPEG-2 вже прийнятий для цифрового телевізійного мовлення (DVB – Digital Video Broadcasting) та універсальних відеодисків (DVD – Digital Versatile Disc).

Однією з особливостей цього стандарту є динамічна зміна швидкості передачі інформації. Це дозволяє забезпечити постійну високу якість зображення за відносно невеликої середньої швидкості передачі даних. При постійній швидкості передачі їх треба або надмірно збільшувати і, отже, зменшувати ефективність стиснення, або вибирати не дуже високої і миритися зі втратою якості при швидкій зміні сюжету.

Зараз група MPEG зайнята розробкою стандарту MP EG-4, який визначений "як інтелектуальне стиснення інформації" і призначений для використання в телекомунікаційних системах (насамперед у рухомих та носимих). Він підтримуватиме швидкості передачі даних до 64 кбайт/с.

Хоча основні завдання MPEG лежать у сфері стиснення відеоінформації, розробники приділяють велику увагу та стиску аудіосигналів. І це природно, оскільки в більшості випадків зображення та звук нероздільні. Так, стандарти MPEG-1 Audio та MPEG-2 Audio прийняті для запису відеофільмів на DVD дисках, які йдуть на зміну компакт-дискам.

Стандарт MPEG-1 Audio був створений практично одночасно з MPEG-2 і дозволяє "пристроювати" біти звукової стерео інформації у відео. При цьому швидкість їхньої передачі лежить у межах 128...384 кбайт/с (2 канали). Цей стандарт широко використовують при запису відео на компакт-диски, а також для цифрового звукового мовлення в Європі та Канаді.

Стандарт MPEG-2 Audio - "компаньйон" стандарту MPEG-2. Він сумісний із MPEG-1 Audio, але має ряд функціональних доповнень, необхідних для високоякісного звукового мовлення та телебачення високої чіткості.

Ще один стандарт, розроблений групою MPEG - MPEG-2 Digital Surround. Він працює з аудіосигналом Digital Surround формату 5.1, який має три фронтальні канали, два повноцінні тилові канали та "сабвуфер" (його називають "каналом 0.1", звідки і з'явилося позначення 5.1).

Дивіться інші статті розділу Довідкові матеріали.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Картопля з "пробудженими" генами успішно протистоїть фітофторозу 28.04.2023

Модифікація нефункціональних генів культурної картоплі за технологією CRISPR/Cas дозволяє відредагованим рослинам успішно протистояти фітофторозу та різко скоротити використання пестицидів для захисту.

Дослідник WUR Даніель Моньїно-Лопес здійснив прорив у боротьбі з фітофторозом. За допомогою технології редагування генів CRISPR/Cas він зробив рослини картоплі стійкими до фітофторозу, викликаного Phytophthora infestans. Він зробив це без вставки чужорідної ДНК у геном картоплі.

Моньїно Лопес захистив свою докторську дисертацію 14 квітня у Wageningen University & Research (WUR). Його дослідження фінансувалося Нідерландською дослідницькою радою (NWO) та міністерством інфраструктури та навколишнього середовища Нідерландів.

Моньїно-Лопес використовував технологію редагування генів CRISPR/Cas, щоб модифікувати нефункціональні гени стійкості сортів картоплі, сприйнятливих до фітофторозу, варіанти генів, що зустрічаються в диких видах картоплі, стійких до Phytophthora infestans. Такі відредаговані рослини дозволяють різко скоротити використання пестицидів для боротьби з хворобою фітофторозу.

Інші цікаві новини:

▪ Смартфон Nokia N9

▪ Windows-ПК без системного блоку

▪ Наймініатюрніший у світі високошвидкісний MOSFET

▪ Потужні N-канальні МОП-транзистори на 40 вольт

▪ Вуглекислий газ перетворили на вугілля

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Заводські технології вдома. Добірка статей

▪ стаття Водопідйомник. Креслення, опис

▪ стаття Для чого потрібні гормони? Детальна відповідь

▪ стаття Кухонний робітник. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Передавач малої потужності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Заміна мікросхеми К416КН1 та блоку живлення БПІ-411 у телевізорах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт