Цифровой звук

кардинально меняет положение вещей.


Компрессия по стандарту MPEG- 2 кардинально меняет положение вещей. Более 97% цифровых данных,

представляющих видео сигнал дублируются, т.е. являются избыточными и могут быть сжаты без ущерба

качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 анализирует видеоизображение в поисках повторений, называемых

избыточностью. В результате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное

видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи данных. По этой причине,

современные средства поставки видеопрограмм, такие как цифровые спутниковые системы и DVD,

используют именно стандарт MPEG-2.

Изменения в Audio:

  • Появились новые виды частот 16, 22.05, 24 КГц.

  • Поддержка многоканальности - возможность иметь 5 полноценных каналов (left, center, right,

    left surround, right surround) + 1 низкочастотный (subwoofer).

  • Появился AAC (Advanced Audio Coding - прогрессивное кодирование звука) стандарт - обеспечивает очень высокое качество звука со

    скоростью 64 kbps per channel (килобит в сек. на канал), возможно использовать 48 основных каналов, 16 низкочастотных каналов



    для звуковых эффектов, 16 многоязыковых каналов и 16 каналов данных. До 16 программ может быть

    описано используя любое количество элементов звуковых и других данных. Для AAC существуют три вида профиля -

    Main (используется когда нет лишней памяти), Low Complexity (LC), Scalable Sampling Rate (SSR,

    требуется декодер с изменяемой скоростью приема данных).

    Декодеры должны быть:

  • "forwards compatible" (вперед совместимыми) - MPEG-2 Audio Decoder понимает любые MPEG-1 аудио каналы.

  • "backward compatible" (обратно совместимыми) - MPEG-1 Audio Decoder должен понимать ядро MPEG-2 Audio (L-канал, R-канал)

  • "matrixing" (матрицируемыми) - MPEG1 Audio Decoder должен понимать 5-ти канальный MPEG-2 (L = left signal + a * center signal + b * left surround signal, R = right signal + a * center signal + b * right surround signal)

  • MPEG-1 Звуковой декодер не обязан понимать MPEG-2 AAC.



    В следствии зтого совершенно спокойно можно использовать MPEG-1 Vidio + MPEG-2 Audio или наоборот

    MPEG-2 Audio + MPEG-1 Video.

    Изменения в Видео:

  • Требуется чтобы разрешение по вертикали и горизонтали было кратно 16 в кодировщике кадров

    (frame-encoder) стандартах (покадровое кодирование), и 32 по вертикали в кодировщике полей

    (field-encoder, каждое поле состоит из двух кадров) стандартах (interlaced video).

  • Возможность форматов 4:4:4, 4:2:2 (Next profile).

  • Введены понятия Profile (форма, профиль) и Levels (уровни).

  • Размер frame до 16383*16383.

  • Возможность кодировать interlaced video.

  • Наличие режимов масштабирования (Scalable Modes)

  • Pan&Scanning вектор (вектор панорамировани и масштабирования), который говорит декодеру как

    преобразовывать, например 16:9 в 4:3.

    Изменения связаные с алгоритмами кодирования:

  • Точность частотных коэффициентов выбирается пользователем (8, 9, 10, 11 бит на одно значение --

    в MPEG-1 только 8 бит).

  • Нелинейный quantization процесс (разбиение непрерыных данных в дискретные).

  • Возможность загрузить quantization matrix (матрица преобразований непрерыных данных в дискретные) перед каждым кадром.

  • Новые режимы предсказания движения (16x8 MC, field MC, Dual Prime)

    Scalable Modes (доступно только в Next и Main+ Profile) делят MPEG-2 на три слоя (base, middle,

    high) для того чтобы организовать уровни приоритета в видеоданных (на пример более приоритетный

    канал кодируется с большим количеством информации по коррекции ошибок чем менее):

  • Spatial scalability (пространственное масштабирование) - основной слой кодируется с меньшим разрешением и затем он используется как

    предсказание для более приоритетных.

  • Data Partitioning (дробление данных) - разбивает блок из 64 quantization коэффициентов в два потока из которых

    более приоритетный переносит низкочастотные (наиболее критичные к качеству), а менее приоритетный

    (высокочастотные).

  • SNR (Signal to Noise Ratio) Scalability (масштабировние соотношения сигна/шум) - каналы кодируются с одинаковой скоростью, но с разным

    качеством (менее приоритетный слой содержит плохую картинку - более дискретные шаги, а

    высокоприоритетный слой содержит довесок позволяющий построить качественную картинку)

  • Temporal Scalability (временное масштабирование) - менее приоритетный слой содержит канал с низкой скоростью передачи

    кадров, а высокоприоритетный содержит информацию позволяющую восстановить промежуточные кадры

    используя для предсказания менее приоритетные.



    Содержание раздела