Moving Picture Experts Group MPEG
Die MPEG-Komprimierungsstandards wurden von der Moving Picture Experts Group (MPEG) entwickelt.
Diese Technologie definiert Komprimierungsstandards für Audio- und Videoinformationen und macht sie für die Übertragung von Sendungen geeignet. Beschreiben wir die Arten von Standards nacheinander.
Kompressionsstandard MPEG -1
UND
Der MPEG-1-Standard geht von einem Übergang von der räumlichen zur spektralen Darstellung von Bildern aus. Dadurch kann die mehrdimensionale Struktur des Bildes selektiv verarbeitet werden, um die höchsten Qualitätsmerkmale zu erzielen. Im MPEG-1-Standard wird hierfür die diskrete Kosinusbildungsmethode (DCT) verwendet, die für alle gleichen 8×8-Blöcke gilt, in die das Bild unterteilt ist. Die DCT-Anwendung liefert eine Matrix aus 64 Spektralkomponenten – Koeffizienten. Die sequentielle Summe der Koeffizienten während der Bildrekonstruktion, beginnend bei Null, bestimmt durch die durchschnittliche Helligkeit des ursprünglichen Blocks, führt zur Wiederherstellung des Blocks zu einem zufriedenstellenden Bild. Die Erfahrung zeigt, dass für das durchschnittliche Bild von Bildern in mehr als 50% aller Blöcke 8×8 durch Hinzufügen von ungefähr 20 Spektralkomponenten von 64 auf einen guten Koeffizientenzustand zurückgesetzt werden kann. Dies verringert die Anzahl der für die Codierung benötigten Bits. Das Kompressionsverhältnis erreicht acht.
Die bis zu hundertfache Suche nach höheren Komprimierungsgraden bei Verwendung der DKM-Technologie (8 x 8) führt zu einer starken Verzerrung des Originalbilds. Die Verwendung von 16×16-Laufwerken erfordert erhebliche Rechenkosten.
Gemäß dem MPEG-1-Standard werden Audio- und Videoinformationen (Streams) mit einer Geschwindigkeit von 150 Kb / s übertragen. Die Flusssteuerung wählt wichtige Videobilder aus und füllt nur die Bereiche aus, die sich zwischen den Bildern ändern.
Einfach ausgedrückt umfasst die MPEG-1-Komprimierungstechnologie die folgenden Schritte.
Vor dem Entfernen der zeitlichen Redundanzcodierung, wie wir oben beschrieben haben, tritt sie in der zeitlichen Komprimierungstechnologie in einer Gruppe von 12-Frame-Bildern – GOP – auf, wobei die ausgewählten I-Frames (Intra-Frame – Frame) ohne komprimiert werden Modifikation der P-Frames (vorgesteuerter Frame), während der Codierung, welcher Teil der Informationen gelöscht wird, und während der Wiedergabe werden Informationen aus den vorherigen I- oder P-Frames verwendet. Der am meisten “komprimierte” Rahmentyp ist B (bidirektionaler Rahmen) – Rahmen, in denen während der Codierung Informationsverluste erheblich sind und während der Wiedergabe Informationen aus vorherigen I- oder P-Rahmen verwendet werden. Wenn wir die typischste Rahmenkette IBBPBBPBBIBB nehmen, die während der Codierung gebildet wird, ist der Informationskomprimierungsprozess offensichtlich, da in der GOP-Kette die Beziehung zwischen Rahmen (I: P: B) 2: 2: 8 ist, dh Prävalenz der am meisten komprimierten Frames um das 4-fache.
Nach Abschluss des Framings werden die I-Frames in 8 x 8-Pixel-Blöcke unterteilt und die P- und B-Frames werden mithilfe der “Motion Prediction” -Technologie “komprimiert”. Der Bewegungsvorhersagealgorithmus erhält einen Block aus dem aktuellen Rahmen (8 × 8 Pixel) und ähnliche Blöcke aus vorherigen I- oder P-Rahmen als verarbeitete Information.
Nach dem Durchlaufen der Verarbeitung gibt es schließlich in dieser “Komprimierungs” -Stufe die folgenden Informationen:
der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks relativ zu den vorherigen,
Der Unterschied zwischen dem gegenwärtigen und dem vergangenen Block unterliegt einer zusätzlichen Codierung.
Der Codierungsprozess durchläuft drei Stufen
DCT (diskrete Cosinus-Präobazovanie – DCT (diskrete Cosinus-Transformation);
Quantisierung (Quantisierung): die Übertragung von Informationen von einer analogen in eine diskrete Form;
Umwandlung der resultierenden Blöcke von der Matrix in die lineare Form.
Der MPEG-1-Standard im Farbfernsehübertragungssystem erwies sich als wenig nützlich, da er im YUY-Format (siehe Ausdrücke (4) und (5) in Teil I dieses Artikels) für die Verwendung mit optimiert ist Die Parameter:
240 Zeilen pro Frame (Zeile pro Frame – lpf);
352 Punkte auf einer Linie (Punkt pro Linie – ppl);
30-minütiger Mitarbeiter-Scan (Bilder pro Sekunde – fps);
Daher bietet es eine niedrigere Videoqualität als die gemäß dem Farbfernsehstandard übertragene.
Mit der Entwicklung des MPEG-1-Formats wurden jedoch Audiocodierungstechniken entwickelt. Das Ergebnis wurde als eine Reihe von Audio-Encodern der Schichten I, Layer II (Musicam) und Layer III (MP 3) präsentiert.