standardy MPEG. Dane referencyjne

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

standardy MPEG. Dane referencyjne

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Materiały referencyjne

Komentarze do artykułu

Kompresja cyfrowych sygnałów wideo (mówią też - obrazów) jest stosowana od dość dawna i na szeroką skalę. Na przykład do transmisji wysokiej jakości programów telewizyjnych przez satelitarne kanały telewizji cyfrowej stosuje się kodowanie głównie zgodnie ze standardem MPEG-2. Inne standardy przetwarzania (kompresji) sygnałów wideo i audio oraz miejsca ich implementacji zostały opisane w opublikowanym materiale.

Stosunkowo niewielka przepustowość kanałów telewizji naziemnej oraz stosunkowo niewielka ilość pamięci cyfrowych nośników sygnału nakładają znaczne ograniczenia na rozpowszechnianie wysokiej jakości informacji wizyjnych. Aby rozwiązać ten problem, stosuje się „kompresję” sygnałów wideo - specjalne kodowanie, które zmniejsza ilość informacji cyfrowych bez zauważalnego pogorszenia jakości odtwarzanych obrazów. Standardy kodowania o ogólnej nazwie MPEG są obecnie najczęściej stosowane.

Zastosowana metoda efektywnego kodowania cyfrowych sygnałów wizyjnych polega na usunięciu przestrzennej i czasowej nadmiarowości obrazu wideo, a tym samym na zmniejszeniu głośności zajmowanej przez sygnały wizyjne. Za nieco naukową definicją pojęcia „kompresji” sygnałów wideo (obrazów) kryje się stosunkowo prosta na pierwszy rzut oka operacja: identyfikacja powtarzających się fragmentów i zbędnych informacji w sygnale wideo i odpowiednie ich przetwarzanie.

Najprostszy przykład. Jeśli sygnał wideo nie zmienia się przez określony czas, wystarczy go przesłać lub nagrać tylko raz, tj. zrobić zdjęcie, uzupełniając je małym wyjaśnieniem: „Zapamiętaj obraz i powtórz określoną liczbę razy ”. Oszczędności w ilości rejestrowanych lub przesyłanych informacji cyfrowych są oczywiste.

Kolejnym krokiem jest obróbka zmieniających się obrazów. Tutaj zadanie jest trudniejsze, ale też możliwe do rozwiązania. Można porównać dwa sąsiadujące ze sobą (w czasie) obrazy (klatki sygnałów wideo) i zamiast drugiego nie można przesłać całej klatki, a jedynie to, co się w niej zmieniło w porównaniu z pierwszą. Wiadomo, że informacja o zmianach obrazu (sygnału wideo) zajmuje mniejszą objętość niż informacja o pełnej klatce. W przypadku niezbyt szybko zmieniających się obrazów efekt jest dość zauważalny. I takie wątki przeważają w większości filmów wideo: radykalne zmiany w sąsiednich klatkach zachodzą tylko wtedy, gdy zmienia się fabuła. Do tego możemy dodać możliwość syntezy klatek ze stanami pośrednimi działki (co jest z dziedziny grafiki komputerowej), a to dodatkowo rozszerza możliwości kompresji sygnału wideo.

Prostota jest tu oczywiście pozorna. Praktyczne wdrożenie kompresji sygnału wideo przechodzi przez najbardziej skomplikowaną matematykę, wyspecjalizowane ultra-duże układy scalone itp. Ale to nie dotyczy użytkowników - zbierają oni jedynie owoce wieloletniej ciężkiej pracy specjalistów z wielu krajów świata.

Nazwa MPEG pochodzi od Moving Pictures Experts Group, grupy roboczej utworzonej przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną we współpracy z Międzynarodową Komisją Elektrotechniczną w celu opracowania standardów kompresji wideo.

Przed pojawieniem się pierwszego standardu opracowanego przez tę grupę - MPEG-1 - w praktyce międzynarodowej do kompresji sygnałów wideo stosowano standardy H.261 i JPEG. Pierwszy został opracowany dla systemów telekomunikacyjnych i jest używany głównie do wideotelefonów, telekonferencji itp. Standard JPEG został nazwany od innej grupy roboczej - Joint Photographic Experts Group ("Joint Photographic Experts Group"). Chociaż standard ten dotyczy kodowania nieruchomego obrazu, zastosowane w nim rozwiązania były bardzo ważne dla rozwoju standardu MPEG-1, gdyż pokazały sposoby usuwania z sygnału wizyjnego zbędnych informacji przestrzennych bez zauważalnej utraty jakości. Standard JPEG jest szeroko stosowany w komputerach, aparatach cyfrowych, faksach kolorowych, a także w Internecie.

Standard MPEG-1 został stworzony do nagrywania 74 minut wideo (z towarzyszącym mu dźwiękiem) na płytach CD z przepływnością do 1,5 Mb/s. W tym standardzie dziesięć sąsiednich ramek jest przetwarzanych jednocześnie w celu usunięcia nadmiarowości. Standard MPEG-1 umożliwia uzyskanie 100...150-krotnej kompresji cyfrowych informacji wizyjnych.

Kolejnym produktem grupy MPEG był standard MPEG-2, który został już stworzony do uniwersalnego zastosowania – do telekomunikacji, nadawania i przechowywania informacji na różnych nośnikach. Obsługuje prędkości transferu do 4 Mb/s. Jakość reprodukowanego obrazu zapewniana przez ten standard pozwala na wykorzystanie go nawet w telewizji wysokiej rozdzielczości. Standard MPEG-2 został już przyjęty do cyfrowej transmisji telewizyjnej (DVB - Digital Video Broadcasting) oraz uniwersalnych dysków wideo (DVD - Digital Versatile Disc).

Jedną z cech tego standardu jest dynamiczna zmiana szybkości przesyłania informacji. Pozwala to na stałą wysoką jakość obrazu przy stosunkowo niskiej średniej szybkości transmisji danych. Przy stałej szybkości transmisji trzeba ją albo nadmiernie zwiększyć, a co za tym idzie zmniejszyć wydajność kompresji, albo wybrać niezbyt wysoką i pogodzić się ze stratą jakości, gdy fabuła szybko się zmienia.

Obecnie grupa MPEG jest zajęta rozwojem standardu MP EG-4, który określany jest jako „inteligentna kompresja informacji” i przeznaczony jest do stosowania w systemach telekomunikacyjnych (przede wszystkim mobilnych i ubieralnych). Obsługuje prędkość przesyłu danych do 64 kb/s.

Chociaż główne zadania MPEG dotyczą kompresji wideo, programiści przywiązują również dużą wagę do kompresji dźwięku. I to jest naturalne, ponieważ w większości przypadków obraz i dźwięk są nierozłączne. Na przykład standardy MPEG-1 Audio i MPEG-2 Audio są akceptowane do nagrywania filmów wideo na płytach DVD, które zastępują płyty CD.

Standard MPEG-1 Audio powstał niemal równocześnie z MPEG-2 i umożliwia „dołączanie” bitów stereofonicznych informacji audio do danych wideo. Jednocześnie ich prędkość transmisji mieści się w granicach 128…384 kb/s (2 kanały). Ten standard jest szeroko stosowany do nagrywania filmów wideo na płytach CD, a także do cyfrowej emisji dźwięku w Europie i Kanadzie.

Standard MPEG-2 Audio jest „towarzyszem” standardu MPEG-2. Jest kompatybilny z MPEG-1 Audio, ale posiada szereg funkcjonalnych dodatków niezbędnych do nadawania wysokiej jakości dźwięku i telewizji wysokiej rozdzielczości.

Kolejnym standardem opracowanym przez grupę MPEG jest MPEG-2 Digital Surround. Działa z cyfrowym dźwiękiem przestrzennym 5.1, który ma trzy kanały przednie, dwa pełne kanały tylne i „subwoofer” (nazywany „kanałem 0.1”, stąd oznaczenie 5.1).

Zobacz inne artykuły Sekcja Materiały referencyjne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Jabra Elite 4 Aktywne słuchawki TWS 05.01.2022

Jabra wprowadziła nowy model słuchawek TWS - Elite 4 Active. Model oferowany w kolorach niebieskim, miętowym i czarnym.

Słuchawki wyposażone są w przetworniki 6 mm o zakresie częstotliwości od 20 Hz do 20 kHz. Nowość obsługuje kodek Qualcomm aptX i oferuje tryb przezroczystości o nazwie HearThrough.

Jabra Elite 4 Active jest konfigurowany za pomocą oprogramowania Jabra Sound+. Funkcja Spotify Tap umożliwia odtwarzanie muzyki w Spotify za pomocą jednego dotknięcia. Szybkie połączenie ze smartfonami odbywa się dzięki technologii Fast Pair.

Przy pełnym naładowaniu akumulatorów wbudowanych w każdy niezależny moduł słuchawki mogą pracować przez 7 godzin. Etui, które ładuje się w 3 godziny, wydłuża żywotność baterii Jabra Elite 4 Active nawet o 28 godzin.

Rekomendowana cena słuchawek Jabra Elite 4 Active wynosiła 160 USD.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Obowiązkowa funkcja zdalnej blokady gadżetów

▪ Fałszywe paznokcie świecą podczas rozmowy przez telefon komórkowy

▪ Cyfrowa maszyna do pisania Pomera DM30 z ekranem E Ink

▪ Mokra pamięć

▪ Oliwa z oliwek chroni przed rakiem skóry

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część strony internetowej Garland. Wybór artykułów

▪ artykuł Cały świat to teatr. W nim kobiety, mężczyźni - wszyscy aktorzy. Popularne wyrażenie

▪ Jakie były przesłanki, etapy i skutki rewolucji burżuazyjnej w Anglii? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Prace elektryczne na podporach napowietrznych linii elektroenergetycznych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Prosty bijący wykrywacz metalu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Krzesła. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn