MPEG-1: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
m WP:SK, lit.
MastiBot (dyskusja | edycje)
m Bot poprawia frazę ([[WP:ZDBOT#Wyszukanie frazy z "[po]między"]]); zmiany kosmetyczne
Linia 18:
'''Część 1''' odnosi się do problemu łączenia jednego lub kilku strumieni danych audio i wideo standardu MPEG-1 do postaci jednego strumienia. Jest to ważna funkcja, ponieważ po połączeniu w jeden strumień danych o postaci cyfrowej, obraz lepiej nadaje się do przechowywania lub przesyłania.
 
'''Strumienie podstawowe (ES – ''elementary streams'')''' to zakodowane strumienie bitów MPEG-1 audio i video. Te rodzaje strumieni mogą być osobno udostępniane, np. tak jak w przypadku [[MP3]].
Dodatkowo, podstawowe strumienie mogą być bardziej wydajne poprzez ich spakowanie, np. dzieląc je na niezależne kawałki i dodając do nich [[Suma kontrolna|sumę kontrolną]] ([[cykliczny kod nadmiarowy]], CRC – ''cyclic redundancy check''), dla każdego segmentu do wykrywania błędów. Taką strukturę nazywa się strukturą [[Packetized elementary stream|PES]] (z ang. ''packetized elementary stream'').
 
'''SCR (''system clock reference'')''' jest wartością czasową przechowywaną w 33-bitowych nagłówkach każdego z elementarnych strumieni, przy częstotliwości/dokładność 90 kHz, z dodatkowym 9 -bitowym rozszerzeniem, które przechowuje dodatkowe dane czasu z dokładnością do 27 MHz. Te zakodowane wartości, pochodzą z [[Zegar systemowy|zegara systemowego]] (STC – ''system time clock''). Jednocześnie zakodowane strumienie audio i video nie mają identycznych wartości SCR.
Linia 27:
'''Czasowe znaczniki dekodowania (PTS – ''presentation time stamps'')''' istnieją w PS do poprawienia nieuniknionych rozbieżności między wartościami audio i wideo SCR. Wartość 90 kHz PTS w nagłówku PS przekazuje dekoderowi, jakie wartości audio SCR odpowiadają wartościom video SCR. PTS określa, kiedy wyświetlić odpowiednią część programu, a także jest wykorzystywany przez dekoder do określenia, kiedy mogą być wyrzucone dane z bufora .Każda część wideo lub audio może być opóźniona w dekodowaniu aż do momentu, gdy odpowiadający jej segment będzie gotowy do dekodowania.
 
'''Dekodowanie znaczników czasowych (DTS – ''decoding time stamps'')''' jest wymagane ze względu na klatki typu B (''B-frames''), które w strumieniach video, kodują i dekodują sąsiadujące klatki w innej kolejnością. DTS jest trochę podobny do PTS, ale zamiast obsługi kolejnych klatek, zawiera znaczniki czasu, które przekazują, kiedy dekodować lub odkodować i wyświetlić kolejne klatki typu B. Bez klatek typu B w filmie, PTS i DTS mają identyczne wartości.
 
'''Multipleksowanie'''. Do generowania strumieni programowych (PS), multiplekser przeplata (dwa lub więcej) pakiety elementarnych strumieni (ES). Dzieje się tak, gdy pakiety równoległych strumieni mogą być przekazane na tym samym kanale i mogą być zakodowane w dokładnie tym samym czasie.
 
== Część 2: 'Video' ==
'''Część 2''' określa kodowanie, które można wykorzystać do kompresji sekwencji wideo - zarówno 625 i 525 linii w strumień binarny prędkości. Początkowo część 2 została stworzona do pracy głównie z nośnikami oferującymi ciągły transfer do 1,5 Mbit / s. Niemniej jednak może ona być stosowana w szerszym zakresie.
 
MPEG-1 wykorzystuje znane metody kompresji wideo do zredukowania ilości danych wymaganych przez strumień wideo. W pewnym stopniu zmniejszane są lub całkowicie usuwane określone częstotliwości i obszary obrazu takie, których ludzkie oko w pełni nie dostrzega ze względu na naturalne ograniczenia. Wykorzystywane jest również czasowe oraz przestrzenne zredukowanie wspólnej części wideo do osiągnięcia lepszej kompresji danych, niż byłoby to możliwe w inny sposób.
 
'''Kompresja barwy:'''
Linia 40:
Przed kodowaniem wideo MPEG-1, kolory zostają przekształcone na format '''Y'CbCr''' (Y '= Luma, Cb = Chroma Blue, Cr = Chroma Red). Luma (jasność, rozdzielczość) i chroma(kolor, barwa, faza) są przechowywane oddzielnie, a nawet podzielone na kolejne części (np. kolor na odcienie czerwone i niebieskie). Chroma jest również podzielona w skali 4 do 2 do 0 , co oznacza, że jest zmniejszana o połowę w pionie i o połowę w poziomie, do zaledwie jednej czwartej rozdzielczość wideo.
 
Ludzkie oko jest bardziej wrażliwe na niewielkie zmiany w jasności niż kolorze, dlatego próbkowanie chromy jest bardzo skutecznym sposobem na zmniejszenie ilości danych wideo które muszą być skompresowane(nie potrzeba aż tyle danych koloru, żeby oko postrzegało tą samą jakość obrazu). Przy obrazie wideo z doskonałym odwzorowaniem szczegółów (o wysokiej złożoności przestrzennej ) może objawiać się aliasowy artefakt barwy. W porównaniu do innych cyfrowych artefaktów kompresji, kwestia ta jest bardzo rzadkim źródłem irytacji.
Y'CbCr jest często błędnie nazywane YUV, która to nazwa dotyczy tylko niektórych analogowych sygnałów wideo.
 
'''Przepustowość binarna i rozdzielczość:'''
 
MPEG-1 obsługuje rozdzielczość do 4095 × 4095 (12-bitów) i strumień binarny do 100 Mbit / s. Standard ten jest najczęściej używany w rozdzielczość: 352x240, 352x288, lub 320x240. Te niskie rozdzielczości, w połączeniu ze strumieniem bitów poniżej 1,5 Mbit / s, tworzą '''CPB (Constrained Parameters Bitstream)''', później przemianowana na '''"niski poziom" (LL – Low Level)''' w formacie MPEG-2. Są to minimalne wymogi, które powinien spełniać obraz wideo zgodny z formatem MPEG-1. Paramety te zostały wybrane jako kompromis między jakością nagrywanego video, a kosztami urządzeń koniecznych do jego obsługi w ówczesnych czasach.
 
'''Typy klatek / typy bloków:'''
Linia 54:
 
Klatki typu I mogą być dekodowane niezależnie od innych klatek i są zwane jako '''Intra-frames'''. Klatki typu I można uważać za identyczne z podstawą formatu zdjęć '''JPEG'''. Szybkie przeszukiwanie video MPEG-1 jest możliwe jedynie z dokładnością do najbliższej klatki typu I .
Jeśli brać pod uwagę tylko kompresję klatki typu I są bardzo szybkie, jednak tworzą bardzo duże rozmiary plików, większe niż zwykle kodowany obraz wideo MPEG-1.
Długości pomiędzy klatkami typu I znane są jako wielkość '''GOP (Group of pictures)'''.
MPEG-1 przeważnie używa GOP wielkości rzędu 15-18.
Linia 72:
'''D-frames:'''
 
MPEG-1 posiada unikatowy typ klatki, która nie występuje w późniejszych standardach wideo. Nazywane również obrazkami DC ('''DC-pictures''') są niezależne od zdjęcia (intra-frames), które zostały zakodowane tylko dla DC. Klatki typu D są bardzo niskiej jakości. Klatki typu D nigdy nie są zamienne z klatkami typu I, P, B. Ten typ klatek jest wykorzystywany jedynie do szybkiego podglądu wideo.
 
'''Makrobloki:'''
Linia 87:
Kilka kroków w kodowaniu video formatu MPEG-1 jest bezstratnych, co oznacza, że po odkodowaniu powrócą do tych samych wartości jak sprzed kodowania. Takie bezstratne kodowanie bez dodawania dźwięku nazywa się cichym kodowaniem. W teorii kodowanie entropii, zakłada usunięcie jak największej możliwości nadmiaru informacji przy kompresji bezstratnej.
 
'''RLE (Run-length encoding)''' jest bardzo prostą metodą kompresji powtórzeń. Sekwencyjny ciąg znaków, bez względu na długość, może być zastąpiony przez kilka bajtów , uwzględniając wartość, która się powtarza i ile razy się powtarza.
 
Informacja o wektorach ruchu i współczynnikach DCT jest kodowana '''kodem Huffmana'''. Wartości bardzo prawdopodobne są reprezentowane przez krótsze ciągi zer i jedynek, a mało prawdopodobne - przez dłuższe ciągi.
Linia 106:
 
; Warstwa I (Layer I)
Warstwa pierwsza standardu MPEG-1 to po prostu uproszczona warstwa II. Warstwa I używa mniejszego rozmiaru klatki dla bardzo małych opóźnień i lepszej rozdzielczości. Jest to korzystne dla aplikacji takich jak np telekonferencje. W roku 1990 warstwa I miała mniejszą złożoność do zakodowania sygnału niż Warstwa II..
 
; Warstwa II (Layer II)
Linia 118:
 
== Część 4: 'Testy zgodności' ==
Część 4 ma na celu sprawdzenie, czy strumienie bitowe dekoderów spełniają wymogi określone w części 1, 2 i 3 standardu MPEG-1. Odbywa się to za pomocą testów. Testy te mogą być wykorzystywane przez:
* producentów koderów i ich klientów, w celu sprawdzenia, czy koder produkuje poprawny strumień bitów.
* producentów dekoderów i ich klientów do sprawdzenia, czy dekoder spełnia wymogi określone w części 1,2 i 3 standardu MPEG-1
Linia 124:
 
== Część 5: 'Oprogramowanie referencyjne' ==
Część 5 nie jest standardem, a sprawozdaniem technicznym, jest to pełna implementacja oprogramowania trzech pierwszych części standardu MPEG-1. Kod źródłowy nie jest publicznie dostępny.
 
== Zobacz też ==