Mpeg 2 расширение файлов

Обновлено: 09.01.2025

Как установить расширение для видео MPEG-2 Windows 10

Расширение MPEG-2 помогает установленным в Windows 10 программам для работы с видео, например, Кино и ТВ от Майкрософт, воспроизводить видеофайлы в формате MP4 или MKV. Если Вы не можете воспроизводить видео с такими расширениями имен файлов, как: .mpeg, .mpg, .ts, .m2ts, .mkv и .avi, то это расширение также должно помочь в их воспроизведении.

Установка последних актуальных обновлений

Первым же делом рекомендуем перейти в центр обновлений и проверить наличие обновлений. Поскольку каждые новые обновления исправляют старые ошибки в системе. Если же у Вас сейчас нет возможности установить последние обновления тогда Вы можете приостановить скачивание обновлений в Windows 10.

Изменение расположения установки приложений

Расширение для видео должно быть установлено на системном диске, нам достаточно изменить расположение на сторонний диск, а затем опять выбрать системный диск. Действительно такая ошибка смотрится странно, поскольку по умолчанию установлен системный диск для скачивания приложений с Microsoft Store, но это работает.

Достаточно изменить расположение, в котором по умолчанию сохраняются приложения чтобы пропала ошибка: Не удалось установить расширение для видео MPEG-2. Мы повторим попытку в ближайшее время.

Переходим в Пуск > Параметры > Система > Память устройства.
В пункте Другие параметры хранилища нажимайте кнопку Изменить место сохранения нового содержимого.
Дальше выберите любой другой локальный диск в пункте Новые приложения будут сохраняться здесь и нажмите кнопку Применить.
Последним шагом необходимо выбрать системный диск и также нажать появившеюся кнопку Применить.

В предыдущих версиях операционной системы необходимо было перейти в Хранилище и нажать кнопку Изменить место сохранения нового содержимого. В текущем расположении необходимо также выбрать сторонний диск, а потом изменить на диск со системой. Если же сторонний диск установлен по умолчанию, тогда достаточно выбрать системный диск.

Такой способ решит проблему с ошибкой при установке расширения. Но после выбора второго локального диска, как стандартного пути установки нового содержимого на этом диске будет создана пустая папка, которую удалить просто так не получится. Поэтому смотрите также что делать когда пишет Запросите разрешение от TrustedInstaller Windows 10 или Вам отказано в доступе к этой папке Windows 10.

После чего переходим в Магазин Windows 10 и уже спокойно устанавливаем расширение для видео MPEG-2. Возможно после открытия ссылки, расширение в Microsoft будет называться MPEG-2 Video Extension. А также после установки расширения не спешите открывать видео файлы и проверять видно изображение или нет. Для начала полностью перезапустите систему. Тут уже перезапуск проводника Windows не поможет.

MPEG: Общая информация

Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group — MPEG). MPEG это стандарт на сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пересылки, например через интернет, формат.

Существуют разные стандарты MPEG (как их еще иногда называют фазы — phase): MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7.

MPEG состоит из трех частей: Audio, Video, System (объединение и синхронизация двух других).

MPEG-1

По стандарту MPEG-1 потоки видео и звуковых данных передаются со коростью 150 килобайт в секунду -- с такой же скоростью, как и односкоростной CD-ROM проигрыватель — и управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только областей, изменяющихся между кадрами. К несчастью, MPEG-1 обеспечивает качество видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизионному стандарту.

MPEG-1 был разработан и оптимизирован для работы с разрешением 352 ppl (point per line — точек на линии) * 240 (line per frame — линий в кадре) * 30 fps (frame per second — кадров в секунду), что соответствует скорости передачи CD звука высокого качества. Используется цветовая схема — YCbCr (где Y — яркостная плоскость, Cb и Cr — цветовые плоскости).

Как MPEG работает:

I (Intra) frame — кодируется как обыкновенная картинка.
P (Predicted) frame — при кодировании используется информация от предыдущих I или P кадров.
B (Bidirectional) frame — при кодировании используется информация от одного или двух I или P кадров (один предшествующий данному и один следующий за ним, хотя может и не непосредственно, см. Рис.1)

Последовательность кадров может быть например такая: IBBPBBPBBPBBIBBPBBPB …

Последовательность декодирования: 0312645…

Нужно заметить, что прежде чем декодировать B кадр требуется декодировать два I или P кадра. Существуют разные стандарты на частоту, с которой должны следовать I кадры, приблизительно 1-2 в секунду, соответствуюшие стандарты есть и для P кадров (каждый 3 кадр должен быть P кадром). Существуют разные относительные разрешения Y, Cb, Cr плоскостей (Таблица 1), обычно Cb и Cr кодируются с меньшим разрешением чем Y.

Таблица 1

Для применения алгоритмов кодировки происходит разбивка кадров на макроблоки каждый из которых состоит из определенного количества блоков (размер блока — 8*8 пикселей). Количество блоков в макроблоке в разных плоскостях разное и зависит от используемого формата (Рис. 2):

Техника кодирования:

Вектор смещения (вектор движения) блока который нужно предсказать относительно базового блока.
Разница между блоками (которая затем и кодируется).

Так как не любой блок можно предсказать на основании информации о предыдущих, то в P и B кадрах могут находиться I блоки (блоки без предсказания движения).

Таблица 2

Discrete Cosine Transforms (DCT — дискретное преобразование косинусов).
Quantization (преобразование данных из непрерывной формы в дискретную).
Кодировка полученного блока в последовательность.

DCT использует тот факт, что пиксели в блоке и сами блоки связаны между собой (т.е. коррелированны), поэтому происходит разбивка на частотные фурье компоненты (в итоге получается quantization matrix — матрица преобразований данных из непрерывной в дискретную форму, числа в которой являются величиной амплитуды соответствующей частоты), затем алгоритм Quantization разбивает частотные коэффициенты на определенное количество значений. Encoder (кодировщик) выбирает quantization matrix которая определяет то, как каждый частотный коэффициент в блоке будет разбит (человек более чувствителен к дискретности разбивки для малых частот чем для больших). Так как в процессе quantization многие коэффициенты получаются нулевыми то применяется алгоритм зигзага для получения длинных последовательностей нулей (Рис.3)

Звук в MPEG:

Форматы кодирования звука деляться на три части: Layer I, Layer II, Layer III (прообразом для Layer I и Layer II стал стандарт MUSICAM, этим именем сейчас иногда называют Layer II). Layer III достигает самого большого сжатия, но, соответственно, требует больше ресурсов на кодирование.

Принципы кодирования основаны на том факте, что человеческое ухо не совершенно и на самом деле в несжатом звуке (CD-audio) передается много избыточной информации. Принцип сжатия работает на эффектах маскировки некоторых звуков для человека (например, если идет сильный звук на частоте 1000 Гц, то более слабый звук на частоте 1100 Гц уже не будет слышен человеку, также будет ослаблена чувствительность человеческого уха на период в 100 мс после и 5 мс до возникновения сильного звука). Psycoacustic (психоакустическая) модель используемая в MPEG разбивает весь частотный спектр на части, в которых уровень звука считается одинаковым, а затем удаляет звуки не воспринимаемые человеком, благодаря описанным выше эффектам.

В Layer III части разбитого спектра самые маленькие, что обеспечивает самое хорошее сжатие. MPEG Audio поддерживает совместимость Layer'ов снизу вверх, т.е. decoder (декодировщик) для Layer II будет также распознавать Layer I.

Системный слой, содержащий временную и другую информацию чтобы разделить и синхронизовать видео и аудио.
Компрессионный слой, содержащий видео и аудио потоки.

Видео поток (Рис. 5) содержит заголовок, затем несколько групп картинок (заголовок и несколько картинок необходимы для того, что бы обеспечить произвольный доступ к картинкам в группе в независимости от их порядка).

Звуковой поток состоит из пакетов каждый из которых состоит из заголовка и нескольких звуковых кадров (audio-frame).

Для синхронизации аудио и видео потоков в системный поток встраивается таймер, работающий с частотой 90 КГц (System Clock Reference — SCR, метка по которой происходит увеличения временного счетчика в декодере) и Presentation Data Stamp (PDS, метка насала воспроизведения, вставляются в картинку или в звуковой кадр, чтобы объяснить декодеру, когда их воспроизводить. Размер PDS сотавляет 33 бита, что обеспечивает возможность представления любого временного цикла длинной до 24 часов).

Параметры MPEG-1 (Утверждены в 1992)

Параметры Аудио: 48, 44.1, 32 КГц, mono, dual (два моно канала), стерео, интенсивное стерео (объединяются сигналы с частотой выше 2000 Гц.), m/s stereo (один канал переносит сумму — другой разницу). Сжатие и скорость передачи звука для одного канала, для частоты 32 КГц представлены в Таблице 3.

Таблица 3

Параметры Видео : в принципе с помощью MPEG-1 можно передавать разрешение вплоть до 4095×4095×60 fps (в этих границах кадр может быть произвольного размера), но так как существует Constrained Parameters Bitstream (CPB, неизменяемые параметры потока данных; другие стандарты для MPEG-1 поддерживаются далеко не всеми декодерами) которые ограничивают общее число макроблоков в картинке (396 для скорости <= 25 fps и 330 для скорости <= 30 fps) то MPEG-1 кодируется стандартом SIF /352*240*30 — (получено урезанием стандарта CCIR-601) или 352*288*25 — (урезанный PAL, SECAM) формат 4:2:0, 1.15 MBPS (мегабит в сек.), 8 bpp (бит на точку) — в каждой плоскости/.

Существует более высокое разрешение для MPEG-1 — так называемый MPEG-1 Plus, разрешение как у MPEG-2 ML@MP (Main Level, Main Profile) — этот стандарт часто используется в Set-Top-Box для улучшения качества.

MPEG2 — upgrade для MPEG1

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.

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).

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

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.

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)

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.

Таблица 4, Уровни

Таблица 5, Профили

Таблица 6, Допустимые комбинации Профилей и Уровней

Таблица 7, Наиболее популярные стандарты.

Packetized Elementary Stream (PES) — разбивает звук и видео на пакеты.
Второй уровень делится на:
- MPEG-2 Program Stream (совместим с MPEG-1 System) — для локальная передача в среде с маленьким уровнем ошибок
- MPEG-2 Transport Stream (Рис. 6) — внешнее вещание в среде с высоким уровнем ошибок — передает транспортные пакеты (длиной 188 либо 188+16 бит) двух типов (сжатые данные — PES — и сигнальную таблицу Program Specific Information — PSI).

MPEG-3 — ненужный формат

Был разработан для HDTV приложений с параметрами — максимальное разрешение (1920*1080*30), скорость 20 — 40 Mbps. Так как он не давал принципиальных улучшений по сравнению с MPEG-2 (да и к тому же MPEG-2 стал широко использоваться в разных вариантах, в том числе и для HDTV), то он благополучно вымер.

MPEG-4 — очень мощный формат

MPEG-4 — стандарт для низкоскоростной передачи (64 kbps), находящийся еще в стадии разработки. Первую версию планируется закончить в 1999 году.

Разделяет картинку на различные элементы, называемые media objects (медиа объекты).
Описывает структуру этих объектов и их взаимосвязи чтобы затем собрать их в видеозвуковую сцену (Рис. 7).
Позволяет изменять сцену, что обеспечивает высокий уровень интерактивности для конечного пользователя (Рис. 8).

Неподвижные картинки (например фон)
Видио объекты (говорящий человек).
Аудио объекты (голос связанный с этим человеком).
Текст связанный с данной сценой.
Синтетические объекты — объекты которых не было изначально в записываемой сцене, но которые туда добавляются при демонстрации конечному пользователю (например синтезируется говорящая голова).
Текст связанный с головой из которого в конце синтезируется голос.

Перемещать и помещать медиа объекты в любое место сцены.
Трансформировать объекты, изменять геометрические размеры.
Собирать из отдельных объектов составной объект и проводить над ним какие-нибудь операции.
Изменять текстуру объекта (например цвет), манипулировать объектом (заставить ящик передвигаться по сцене)
Изменять точку наблюдения за сценой.

MPEG-J

MPEG-J — стандартное расширение MPEG-4 в котором используются Java — элементы.

MPEG-7

MPEG-7 — не является продолжение MPEG как такового — стал разрабатываться сравнительно недавно, планируется его закончить к 2001 г. MPEG — 7 будет обеспечивать стандарт для описания различных типов мультимедийной информации (а не для ее кодирования), чтобы обсепечивать эффективный

Музыка . Сыграв несколько нот на клавиатуре можно получить список музыкальных произведений, которые содержат такую последовательность.
Графика . Нарисовав несколько линий на экране, получим набор рисунков содержащих данный фрагмент.
Картины . Определив объект (задав его форму и текстуру) получим список картин, содержащих оный.
Видео . Задав объект и движение получим набор видео или анимации.
Голос . Задав фрагмент голоса певца, получим набор песен и видео роликов где он поет.

MHEG — (Multimedia & Hypermedia Expert Group — экспертная группа по мультимедиа и гипермедиа) — определяет стандарт для обмена мультимедийными объектами (видео, звук, текст и другие произвольные данные) между приложениями и передачи их разными способами (локальная сеть, сети телекоммуникаций и вещания) с использованием MHEG object classes. Он позволяет программным объектам включать в себя любую систему кодирования (например MPEG), которая определена в базовом приложении. MHEG был принят DAVIC (Digital Audio-Visual Council — совет по цифровому видео и звуку). MHEG объекты делаются мультимедиа приложениями используя multimedia scripting languages.

Утверждается, что MHEG — будущий международный стандарт для интерактивного TV, так как он работает на любых платформах и его документация свободно распространяема.

Программы, которые поддерживают MPEG2 расширение файла

В следующем списке перечислены программы, совместимые с файлами MPEG2, которые разделены на категории 2 в зависимости от операционной системы, в которой они доступны. Файлы с расширением MPEG2, как и любые другие форматы файлов, можно найти в любой операционной системе. Указанные файлы могут быть переданы на другие устройства, будь то мобильные или стационарные, но не все системы могут быть способны правильно обрабатывать такие файлы.

Программы, обслуживающие файл MPEG2

Как открыть файл MPEG2?

Причин, по которым у вас возникают проблемы с открытием файлов MPEG2 в данной системе, может быть несколько. К счастью, наиболее распространенные проблемы с файлами MPEG2 могут быть решены без глубоких знаний в области ИТ, а главное, за считанные минуты. Приведенный ниже список проведет вас через процесс решения возникшей проблемы.

Шаг 1. Скачайте и установите VLC media player

Наиболее распространенной причиной таких проблем является отсутствие соответствующих приложений, поддерживающих файлы MPEG2, установленные в системе. Наиболее очевидным решением является загрузка и установка VLC media player или одной из перечисленных программ: VLC media player for Android. Выше вы найдете полный список программ, которые поддерживают MPEG2 файлы, классифицированные в соответствии с системными платформами, для которых они доступны. Одним из наиболее безопасных способов загрузки программного обеспечения является использование ссылок официальных дистрибьюторов. Посетите сайт VLC media player и загрузите установщик.

Шаг 2. Обновите VLC media player до последней версии

Если у вас уже установлен VLC media player в ваших системах и файлы MPEG2 по-прежнему не открываются должным образом, проверьте, установлена ли у вас последняя версия программного обеспечения. Разработчики программного обеспечения могут реализовать поддержку более современных форматов файлов в обновленных версиях своих продуктов. Это может быть одной из причин, по которой MPEG2 файлы не совместимы с VLC media player. Все форматы файлов, которые прекрасно обрабатывались предыдущими версиями данной программы, также должны быть открыты с помощью VLC media player.

Шаг 3. Настройте приложение по умолчанию для открытия MPEG2 файлов на VLC media player

После установки VLC media player (самой последней версии) убедитесь, что он установлен в качестве приложения по умолчанию для открытия MPEG2 файлов. Метод довольно прост и мало меняется в разных операционных системах.

Выбор приложения первого выбора в Windows

Щелкните правой кнопкой мыши на файле MPEG2 и выберите « Открыть с помощью опцией».
Далее выберите опцию Выбрать другое приложение а затем с помощью Еще приложения откройте список доступных приложений.
Чтобы завершить процесс, выберите Найти другое приложение на этом. и с помощью проводника выберите папку VLC media player. Подтвердите, Всегда использовать это приложение для открытия MPEG2 файлы и нажав кнопку OK .

Выбор приложения первого выбора в Mac OS

Шаг 4. Убедитесь, что файл MPEG2 заполнен и не содержит ошибок

Если вы выполнили инструкции из предыдущих шагов, но проблема все еще не решена, вам следует проверить файл MPEG2, о котором идет речь. Вероятно, файл поврежден и, следовательно, недоступен.

1. Убедитесь, что MPEG2 не заражен компьютерным вирусом

Если случится так, что MPEG2 инфицирован вирусом, это может быть причиной, которая мешает вам получить к нему доступ. Немедленно просканируйте файл с помощью антивирусного инструмента или просмотрите всю систему, чтобы убедиться, что вся система безопасна. Если файл MPEG2 действительно заражен, следуйте инструкциям ниже.

2. Убедитесь, что структура файла MPEG2 не повреждена

3. Убедитесь, что у вас есть соответствующие права доступа

Иногда для доступа к файлам пользователю необходимы права администратора. Выйдите из своей текущей учетной записи и войдите в учетную запись с достаточными правами доступа. Затем откройте файл Multiplexed MPEG-1/2.

4. Убедитесь, что в системе достаточно ресурсов для запуска VLC media player

Если в системе недостаточно ресурсов для открытия файлов MPEG2, попробуйте закрыть все запущенные в данный момент приложения и повторите попытку.

5. Убедитесь, что у вас установлены последние версии драйверов, системных обновлений и исправлений

Регулярно обновляемая система, драйверы и программы обеспечивают безопасность вашего компьютера. Это также может предотвратить проблемы с файлами Multiplexed MPEG-1/2. Устаревшие драйверы или программное обеспечение могли привести к невозможности использования периферийного устройства, необходимого для обработки файлов MPEG2.

Вы хотите помочь?

Если у Вас есть дополнительная информация о расширение файла MPEG2 мы будем признательны, если Вы поделитесь ею с пользователями нашего сайта. Воспользуйтесь формуляром, находящимся здесь и отправьте нам свою информацию о файле MPEG2.

Это сейчас формат MPEG-2 ассоциируется в первую очередь с DVD-дисками, а в 1992 году, когда стартовали работы по созданию этого формата, не существовало широко доступных носителей, на которые можно было бы записать видеоинформацию сжатую MPEG-2, но самое главное, компьютерная техника того времени не могла обеспечить нужную полосу пропускания - от 2 до 9 Мбит в секунду. Зато данный канал могло обеспечить спутниковое телевидение с новейшим по тем временам оборудованием. Такие высокие требования к каналу вовсе не означали, что степень сжатия MPEG-2 ниже, чем у MPEG-1, наоборот, значительно выше! А вот разрешение изображения и количество кадров в секунду значительно больше, так как именно высокое качество при разумном битрейте и было той основной целью, которую поставили перед комитетом MPEG заказчики. Именно благодаря MPEG-2 и стало возможно появление телевидения высокого разрешения - HDTV, в котором изображение намного четче, чем у обычного телевидения.

Спустя несколько лет после начала работ, в октябре 1995 года через космический телевизионный спутник "Pan Am Sat" было осуществлено первое 20-канальное ТВ-вещание использующее стандарт MPEG-2. Спутник осуществлял и до сих пор осуществляет трансляцию на территории Скандинавии, Бельгии, Нидерландов, Люксембурга, Ближнего Востока и Африки.
В настоящее время идет широкая экспансия HDTV на Дальнем Востоке - в Японии и Китае.
Видеопотоки сжатые MPEG-2 с битрейтом 9 Мбит в секунду используются при студийной записи и в высококачественном цифровом видеомонтаже.

С появлением первых DVD-проигрывателей, обладающих колоссальной емкостью и относительно доступной ценой, MPEG-2, что вполне естественно был выбран в качестве основного формата компрессии видеоданных за его высокое качество и высокую степень сжатия. Именно фильмы, использующие MPEG-2, до сих пор являются главнейшим аргументом в пользу DVD.

Закончим с ретроспективным обзором MPEG-2 и попытаемся покопаться в его внутренностях. Как уже говорилось, MPEG-2 формат эволюционный, именно поэтому уместно его рассматривать, сравнивая с его именитым прародителем MPEG-1, с указанием, что же нового было внесено в исходный формат.

MPEG-2. Что нового?

Надо сказать, разработчики MPEG-2 подошли к решению поставленной проблемы творчески. Мозговой штурм, развязанный по поводу изыскания возможности удаления лишних битов и байтов из и без того уже сжатого изображения (вспомните, уже существовал MPEG-1, теперь нужно было ужать его) был начат сразу с трех сторон. Помимо улучшения алгоритмов компрессии видео (одна сторона) и аудио (другая) был найден альтернативный путь уменьшения размера конечного файла прежде ранее не использовавшийся.

Как стало известно из исследований комитета MPEG, свыше 95% видеоданных, так или иначе, повторяются в разных кадрах, причем неоднократно. Эти данные являются балластными или, если использовать термин, предложенный комитетом MPEG, избыточными. Избыточные данные удаляются практически без ущерба для изображения, на место повторяющиеся участков при воспроизведении подставляется один единственный оригинальный фрагмент. К уже известным алгоритмам сжатия и удаления избыточной информации, которые встречались нам в формате MPEG-1, добавился еще один, по-видимому, наиболее эффективный. После разбивки видеопотока на фреймы, данный алгоритм анализирует содержимое очередного фрейма на предмет повторяющихся, избыточных данных. Составляется список оригинальных участков и таблица участков повторяющихся. Оригиналы сохраняются, копии удаляются, а таблица повторяющихся участков используется при декодировании сжатого видеопотока. Результатом работы алгоритма удаления избыточной информации является превосходное высокочеткое изображение при низком битрейте. Подобное соотношение размер/качество до появления MPEG-2 считалось недостижимым.

Но и у этого алгоритма есть ограничения. Например, повторяющиеся фрагменты должны быть достаточно крупными, иначе пришлось бы заводить запись в таблице повторяющихся участков чуть ли не на каждый пиксел, что свело бы пользу от таблицы к нулю, так как ее размер превышал бы размер фрейма. И еще оно обстоятельство делает этот алгоритм менее эффективным - наиболее полезным и эффективным было бы применение этого алгоритма не к отдельным фреймам, а ко всему видеоролику в целом, так как вероятность нахождения повторяющихся участков в большом видеоучастке намного выше, чем в отдельно взятом фрейме. Да и суммарный размер таблиц для всех фреймов намного больше, чем возможный размер одной общей таблицы. Но, к сожалению, MPEG-2 - это потоковый формат, который изначально предназначался для пересылки по спутниковым каналам или по кабельным сетям, поэтому наличие фреймов обязательное условие.

Итак, мы рассмотрели один из подходов, который обеспечил существенное уменьшение размера кодируемого файла, но если бы этот трюк был один, то разработчики никогда не добились бы столь впечатляющих результатов, которые мы увидели в MPEG-2. Разумеется, им пришлось хорошенько попотеть над уже существующими алгоритмами, буквально вылизав их и выжав все до последнего байта. Очень существенной модернизации подверглись алгоритмы сжатия видео.

Изменения в алгоритмах сжатия видеоданных по сравнению с MPEG-1.

Основные изменения коснулись алгоритмов квантования, то есть алгоритмов преобразования непрерывных данных в дискретные. В MPEG-2 используется нелинейный процесс дискретно-косинусного преобразования, который гораздо эффективнее предшественника. Формат MPEG-2 предоставляет пользователям и программистам значительно большую свободу по сравнению с MPEG-1. Так теперь стало возможным в процессе кодирования задавать точность частотных коэффициентов матрицы квантования, что непосредственно влияет на качество получаемого в результате сжатия изображения (и на размер тоже). Используя MPEG-2, пользователь может задавать следующие значения точности квантования - 8, 9, 10 и 11 бит на одно значение элемента, что делает этот формат значительно более гибким по сравнению с MPEG-1, в котором было только одно фиксированное значение - 8 бит на элемент.

Не обошли нововведения и алгоритмы предсказания движения. Данная секция обогатилась новыми режимами: 16x8 MC, field MC и Dual Prime. Данные алгоритмы существенно повысили качество картинки и, что немаловажно позволили делать ключевые кадры реже по сравнению с MPEG-1, увеличив, таким образом, количество промежуточных кадров и повысив степень сжатия. Основной размер блоков, на которые разбивается изображение, может быть 8х8 точек, как и MPEG-1, 16х16 и 16х8, что впрочем используется только в режиме 16х8 МС.
Из-за некоторых особенностей реализации алгоритмов предсказания движения в MPEG-2 появились некоторые ограничения на размер картинки. Теперь стало необходимо, чтобы разрешение изображения по вертикали и горизонтали было кратно 16 в режиме покадрового кодирование, и 32 по вертикали в режиме кодирования полей (field-encoder), где каждое поле состоит из двух кадров. Размер фрейма увеличился до 16383*16383.
Было введено еще два соотношения цветовых плоскостей и плоскости освещенности - 4:4:4 и 4:2:2.

Помимо вышеперечисленных улучшений в формат MPEG-2 были введены еще несколько новых нигде ранее не используемых алгоритмов компрессии видеоданных.
Наиболее важные из них - это алгоритмы под названиями Scalable Modes, Spatial scalability, Data Partitioning, Signal to Noise Ratio (SNR) Scalability и Temporal Scalability. Несомненно, эти алгоритмы внесли весьма важный вклад в успех MPEG-2 и заслуживают более подробного рассмотрения.

Scalable Modes - набор алгоритмов, который позволяет определить уровень приоритетов разных слоев видеопотока. Поток видеоданных делится на три слоя - base, middle и high. Наиболее приоритетный на данный момент слой (например, передний план) кодируется в большим битрейтом

Spatial scalability (пространственное масштабирование) - при использовании этого алгоритма, базовый слой кодируется с меньшим разрешением. В дальнейшем полученная в результате кодирования информация ислользуется в алгоритмах предсказания движения более приоритетных слоев.

Data Partitioning (дробление данных) - этот алгоритм дробит блоки размером в 64 элемента матрицы квантования на два потока. Один поток данных, более высокоприоритетный состоит из низкочастотных (наиболее критичные к качеству) компонентов, другой, соответственно менее приоритетный состоит из высокочастотных компонентов. В дальнейшем эти потоки обрабатываются по-разному. Именно поэтому в MPEG-2 и динамические и статистические сцены смотрятся весьма неплохо, в отличие от MPEG-1, где динамические сцены традиционно ужасны.

Signal to Noise Ratio (SNR) Scalability (масштабирование соотношения сигна/шум) - при действии этого алгоритма разные по приоритету слои кодируются с разным качеством. Низкоприоритетные слои более дискретизированны, более грубы, соответственно содержат меньше данных, а высокоприоритетный слой содержит дополнительную информацию, которая при декодировании позволяет восстановить высококачественное изображение.

Temporal Scalability (временное масштабирование) - после действия этого алгоритма у низкоприоритетного слоя уменьшается количество ключевых блоков информации, при этом высокоприоритетный слой, напротив содержит дополнительную информацию, которая позволяют восстановить промежуточные кадры используя для предсказания информацию менее приоритетного слоя

У всех этих алгоритмов много общего: все они работаю со слоями потока видеоданных, использование этих алгоритмов позволяет достичь высокого сжатия при практически незаметном ухудшении картинки. Но есть еще одно свойство этих алгоритмов, возможно, что и не такое приятное. Использование любого из них, делает видеоролик абсолютно несовместимым с форматом MPEG-1. Поэтому эти алгоритмы были далеко не в каждом кодеке MPEG-2.
В результате появилось множество форматов, разного разрешения, качества, с разной степенью сжатия и с разным соотношением размер/качество. С целью наведения порядка и окончательной стандартизации MPEG-2 комитетом MPEG были введены понятия уровней и профилей. Именно уровни и профили, а так же их комбинации позволяют однозначно описать практически любой формат из семейства MPEG-2.

Изменения в алгоритмах сжатии аудиоданных формата MPEG-2.

Основное изменение - на смену многолетнему лидеру в области сжатия звука MPEG Layer 3 пришел стандарт MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding), вернее целое семейство форматов. Об этом семействе написано множество статей, в частности, мой материал "Конкуренты MP3. TwinVQ (VQF), MPEG-2 AAC"

Единственно, что хотелось бы добавить, для MPEG-2 AAC, так же как и для видео, существуют профили: базовый профиль Main, Low Complexity (LC) и Scalable Sampling Rate (SSR, требуется декодер поддерживающий VBR).

Из изменений касающихся форматов звука (не алгоритмов сжатия), можно назвать новые виды частот: 16, 22.05, 24 КГц и поддержку многоканальности - теперь вместо двух каналов, в MPEG-2 поддерживаются 5 полноценных каналов (left, center, right, left surround, right surround) + 1 низкочастотный (subwoofer).

Объединение звука и видео в формате MPEG-2.

Системный уровень MPEG-2, отвечающий за синхронизацию видео и аудио, обеспечивает это объединение в 2 этапа:
Первый этап называется Packetized Elementary Stream (PES) - разбивка звукокого и видео потока на пакеты.

MPEG-2 Program Stream, который полностью совместим с MPEG-1 System и используется в основном для локальных передач (носители, сеть Internet, кабельное телевидение).
MPEG-2 Transport Stream - для передачи транспортных пакетов (длиной 188 либо 188+16 бит) двух типов (сжатые данные - PES - и сигнальную таблицу Program Specific Information - PSI) через спутниковые каналы или на плохих участках сетей, где возможно большое количество ошибок.

Послесловие

В следующих главах речь пойдет об очень популярном в настоящее время формате MPEG-4 (хотя по сравнению с MPEG-2, это скорее регресс, чем прогресс), о его ближайшем родиче - кодеке DivX:) (именно так, со смайликом он пишется), а так же о практических советах по их использованию.

Читайте также: