Ziel von MPEG-2 Standard

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Einleitung

• ISO Standardisierung
• Kodierung Audio/Video in höchster Qualität
  • Datenraten 4- 80 Mbit/s und höher
    • Digitales Fernsehen
    • HDTV (High Density TV)
      • HDTV Normen siehe MPEG-2 Levels and Profiles
    • Video-DVD

Was ist mit MPEG-3 passiert? watk2001-1, 4

• Aufgabe MPEG-3 war
  • Datenstrom, der unterschiedliche Skalierungen des Signals enthält
    • Bildwiederholungsfrequenz
    • Bildauflösung
    • Qualitätslayers etc
• Ergebnisse in MPEG-2 Standard aufgenommen
  • siehe Lerneinheit Levels und Profiles

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Einleitung. watk2001-1, 20

MPEG-2 wurde im November 1996 von der ISO als Internationaler Standard verabschiedet. MPEG-2 Standard ist kein Alternativ-Standard zu MPEG-1, sondern stellt eine Erweiterung desselben dar (so wie der MPEG-4 Standard wiederum eine Erweiterung dieser beiden Standards darstellt). Im MPEG-2 Standard wird eine Kodierung von Video- (mit und ohne Ton) und Audiosignalen beschrieben, die die Speicherung und Übertragung digitaler audiovisueller Signale in höchster Qualtität ermöglichen soll. Anwendungen sind dabei

• digitale Fernsehen
• Die Aufbereitung von Filmen auf Video DVD (Bitrate 4-9 Mbit/s)
• Digitales HDTV (Bitraten bis 80 Mbit/s)
  • HDTV Normen siehe MPEG-2 Levels and Profiles

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über den Aufbau des MPEG-2 Standards und einen Vergleich mit dem MPEG-1 Standard. Die Lerneinheit MPEG-2 Levels and Profiles liefert eine detaillierte Beschreibung des MPEG-2/Video Standards, in der Lerneinheit MPEG-2 AAC wird MPEG-2/Audio genauer beschrieben.

Was ist mit MPEG-3 passiert?

Ursprünglich war unabhängig von den Arbeiten am MPEG-2 Standard ein MPEG-3 Standard in Arbeit. Dieser beschäftigte sich mit der Erstellung eines Datenstromschemas, innerhalb welchen das Videosignal in verschiedener Bildauflösung, verschiedener Bildwiederholungsfrequenz usw übertragen werden können soll.Da die Arbeiten am MPEG-2 und MPEG-3 zur gleichen Zeit fertig wurden und sie thematisch eng miteinander verknüpft waren, beschloss man, die Ergebnisse von MPEG-3 in den MPEG-2 Standard aufzunehmen (siehe dazu MPEG-2 Levels and Profiles). Das ist der Grund, dass es heute keinen eigenen MPEG-3 Standard gibt. watk2001-1, 4

Erweiterungen gegenüber MPEG-1

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auto

• größeren Spielraum in Bezug auf Bildgröße und Datenrate
• Modus interlaced Videokodierung (interlaced Video glossary ).
• Farbunterabtastung wahlweise 4:2:0, 4:2:2
• Skalierbare Kodierungsmodi (siehe MPEG-2 Levels and Profiles)

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auto

MPEG-2 Standard ist streng auf MPEG-1 Standard aufgebaut. So kann jeder MPEG-2 Encoder MPEG-1 Dateien abspielen. Dabei sieht er den MPEG-1 Datenstrom als einen MPEG-2 Datenstrom mit großen Einschränkungen.

• MPEG-2 bietet einen viel größeren Spielraum in Bezug auf Bildgröße und Datenrate.
• Es gibt einen zusätzlichen Prädiktionsmodus für die Kodierung von interlaced Video
• Für Anwendungen, die höchste Bildqualität liefern sollen, bietet MPEG-2 neben dem im MPEG-1 vorgegebenen Chrominanz-Format-Verhältnis 4:2:0 (Der Farbwert jedes vierten Pixels wird in die Kodierung mit einbezogen) zusätzlich das Verhältis 4:2:2 (Der Farbwert jedes zweiten Pixels wird in die Kodierung mit einbezogen).
• Es gibt sogenannte Skalierbare Kodierungsmodi, (siehe MPEG-2 Levels and Profiles) die den MPEG-2 Datenstrom den jeweiligen Umgebungsverhältnissen anpassen können.

Gliederung MPEG-2 Standard

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die Teile des Standards stru2002, 197 mpeg2004

1. Systemaspekte
2. Videokompression (siehe MPEG-2 Levels and Profiles)
3. Audiokompression
4. Testvorschriften
5. Software Referenzmodell
6. Steuerung digitaler Speichermedien
7. Audio - nicht MPEG-1 rückwärts kompatibel (siehe AAC)
8. 10-bit Video
9. Echtzeitschnittstelle

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die Teile des Standards stru2002, 197 mpeg2004

Der MPEG-2 Standard gliedert sich bis dato in 9 Teile:

1. Teil 1 beschreibt die Prozedur des Multiplexen. Darunter versteht man die Kombination mehrerer elementaren Video- und Audio- Datenströmen zu einem Strom. In MPEG-2 Standard sind 2 Datenströme spezifiziert, wobei jeder für eine bestimmte Bedingung optimiert ist:
   • Programstream: ist ähnlich dem MPEG-1 Datenstrom aufgebaut. Er resultiert aus der Kombination mehrerer paktierter Elementarströmen (PES), die eine gemeinsame Zeitbasis haben, zu einem Datenstrom. Dieser Datenstrom kann überall dort eingesetzt werden, wo man mit einer störungsfreien Umgebung rechnen kann. Die Pakete dieses Datenstroms können beliebig lang sein. In diesen Datenstom können neben Audio- und Videodatenströme beliebig andere Daten verpackt werden.
   • Tansportstream: Er resultiert aus der Kombination mehrerer paktierter Elementarströmen (PES), deren Zeitbasis voneinander unabhängig sind. Dieser Datenstrom wird überall dort eingestzt, wo man bei der Übertragung und /oder bei der Speicherung mit Störungen, verursacht durch die Umgebung (z.B. Rauschen), rechnen muß. Die Pakete dieses Datenstroms sind nur 188Bytes lang.
2. Part 2 of MPEG-2 Ist jener Teil des Standards , der aufbauend auf Video MPEG-1 Standard als Erweiterung eine Anzahl an Kodierungstools bietet. Diese sind eingeteilt in Gruppen, die man als Profiles (siehe MPEG-2 Levels and Profiles) bezeichnet.
3. Teil 3 spezifiziert eine rückwärtskompatible Erweiterung vom MPEG-1 Audiostandard. Hier wird eine Erweiterung von MP3 aus MPEG-1 beschrieben. Es sind zusätzliche Abtastraten definiert. Auch eine Mehrkanalkodierung ist hier möglich.
4. Teil 4 beinhaltet Spezifikationen für Tests, die dazu dienen sollen, zu verifizieren, ob ein Encoder oder ein Bitstream den Erfordernissen des MPEG-1 Standards, Teil 1-3, entspricht.
5. Software Referenzmodell
6. Teil 6 - Digital Storage Media Command and Control (DSM-CC). Spezifikation einer Gruppe von Protokollen, die Steuerungsfunktionen von MPEG-1 und MPEG-2 Datenströmen beinhaltet. Teil 6 wurde im Juli 1996 als offizieller Standard verabschiedet.
7. Spezifikation eines Mehrkanal Audiostreams, der nicht rückwärtskompatibel zu MPEG-1/Audio ist. Dadurch konnten uneingeschränkt neue Algorithmen verwendet werden. Dieser Teil wurde im April 1997 verabschiedet. Näheres dazu siehe in der Lerneinheit AAC
8. Videokodierung mit 10 bit Abtastwerten. Aufgrund mangelnden Interesses von Seiten der Industrie wurden Arbeit an diesem Standard wieder eingestellt.
9. Spezifikation einer Echtzeitschnittstelle. Teil 9 wurde im Juli 1996 verabschiedet