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MPEG-2
Famiglia di sistemi di compressione inter e intra-frame progettata per coprire un ampia gamma di esigenze, dalla "qualità VHS" sino alla HOTV attraverso una serie di "profili" di algoritmi di compressione, e di "livelli" di risoluzione dell'immagine. Con velocità di dati che vanno da 4 a 100 Mb/s, la famiglia comprende il sistema di compressione che distribuisce la TV digitale nelle case e che mette il video nel OVO. La codifica del video è molto complessa, in quanto produce fotogrammi di tipo I, P e 8, ed è progettata per mantenere la decodifica della parte ricevente, più semplice e quindi più economica possibile.L'MPEG-2 utilizza rapporti di compressione molto elevati per offrire immagini di una qualità superiore rispetto allo JPEG ma è meno editabile. Utilizza una compressione intra-frame per rimuovere la ridondanza all'interno dei fotogrammi ed una compressione inter-frame per sfruttare la ridondanza contenuta nelle sequenze di più fotogrammi. Quest'ultimo crea lunghi gruppi di immagini (GOP - Group Of Pictures).Con sei profili e quattro livelli, si possono creare 24 combinazioni possibili, di cui 12 sono già state sviluppate (vedi Tavola 3). Le variazioni definite sono così ampie che non risulta conveniente costruire un coder o decoder universale. Ora l'interesse è focalizzato sul Main Profile @ Main Level e sul Main Profile @ High Level che coprono le attuali esigenze televisive broadcast 525/60 e 625/50, OVO-video (MP@ML) e HOTV (MP@HL). Oltre alla applicazioni trasmissione/distribuzione che fanno uso del campionamento 4:2:0, per l'uso in studio è stato progettato il 4:2:2 Profile che offre un'ampiezza di banda di crominanza maggiore.
Sito web: www.mpeg.org

Blocking e Blockiness

Artefatto della compressione che in genere visualizza momentaneamente delle aree rettangolari dell'immagine con contorni distinti. Questo è uno dei maggiori difetti della compressione digitale, particolarmente l'MPEG. La sua visibilità in genere dipende dalla quantità di compressione usata, dalla qualità e dalla natura del segnale originale e dalla qualità del codificatore. I blocchi visibili possono essere blocchi di 8 x 8 pixel OCT o blocchi posizionati in modo errato di 16 x 16 pixel (macroblock) e sono dovuti ad errori nel sistema di stima predittiva del codificatore MPEG o di altri sistemi che usano il vettore movimento, come ad esempioi convertitori di standard.
Vedi anche: Macroblock

Blocks

Aree rettangolari di immagine, normalmente composte da 8 x 8 pixel, che sono soggette individualmente alla codifica OCT come parte del processo di compressione di un'immagine digitale.Vedi anche: OC7; JPEG, Macroblock.

GOP Group of Pictures

In un segnale MPEG il GOP è un gruppo di fotogrammi compreso tra "I frame" successivi, gli altri sono "P frame" e/o "B frame". Nella trasmissione TV, che è l'applicazione dove viene utilizzato più diffusamente il segnale MPEG, i GOP sono tipicamente di 12 fotogrammi in un segnale a 25 fps e 15 fotogrammi in un segnale a 30 fps, quindi circa mezzo secondo, ma questi valori possono variare. Infatti, se all'ingresso sopraggiunge un notevole cambiamento di informazioni, come awiene ad esempio per un taglio, potrà essere generata una nuova sequenza che partirà con un "I frame".


* Nota: per trasmissione, l'ultimo I-frame viene riprodotto prima degli ultimi due B-frame formando così una sequenza:
I1, B1, B2, P1, B3, B4, P2, B5, B6, P3, I2, B7, B8.
La lunghezza di un GOP rappresenta l'editabilità di quel segnale MPEG. Per effettuare un taglio all'interno di un GOP; sarà necessario un processo aggiuntivo che forse richiederà una decodifica e ricodifica MPEG del segnale. Questa è una delle ragioni per cui l'MPEG non è considerato editabile.

I-frames

Fotogrammi che contengono i dati per costruire un'intera immagine. La loro compressione è intra-frame, molto simile allo JPEG.

B-frames

Fotogrammi predittivi bidirezionali composti tramite la valutazione della differenza tra il fotogramma precedente e quello successivo in una sequenza di immagini televisive. Dato che contengono solo informazioni predittive, non formano un'immagine completa ed hanno così il vantaggio di occupare molti meno dati rispetto agli I-frames. Tuttavia, per visualizzare quell'immagine originale, viene richiesta la decodifica dell'intera sequenza di fotogrammi MPEG che devono comprendere un I-frame.

P-frames

Utilizzati dal Main Profile in su, contengono solo informazioni predittive, non un'intera immagine, e sono generati tenendo conto della differenza tra il fotogramma presente ed il suo precedente. Come i B-frames, contengono meno dati degli I-frames e per visualizzare l'immagine è necessario decodificare l'intero GOP

Profile

Level

Simple

4:2:0

I, B

Main

4:2:0

I, B, P

4:2:2

4:2:2

I, B, P

SNN*

4:2:0

I, B, P

Spatial*

4:2:0

I, B, P

Hight

4:2:0, 4:2:2

I, B, P

Hight  
1920x1152
     
1920x1152
   
80 Mb/s
     
100 Mb/s
Hight- 1440  
1440x1152
   
1440x1152
1440x1152
   
60 Mb/s
   
60 Mb/s
80 Mb/s
Main
720x570
720x576
720x608
720x576
 
720x576
 
15 Mb/s
15 Mb/s
50 Mb/s
15 Mb/s
 
20 Mb/s
Low  
352x288
       
   
4 Mb/s
 
4 Mb/s
   

Famiglia di Profili e Livelli MPEG-2
* I profili SNR e Spatial sono scalabili

Level

Formato di immagine sorgente che varia da una qualità VCR alla piena HDTV.

Main Level (ML)

Gamma di parametri dell'immagine definiti dalla MPEG-2 con la massimarisoluzione equivalente alla ITU-R 601.

Macroblock

Gruppo di blocchi d'immagine, solitamente quattro (16 x 16 pixel globali),che vengono analizzati durante la codifica MPEG per dare una stima delmovimento di particolari elementi dell'immagine tra i diversi fotogrammi.

MPEG audio

Compressione audio digitale che è parte dell'MPEG e che fà uso della tecnica Auditory Masking. L'MPEG-1 audio specifica l'audio mono o due canali che può essere codificato Dolby Sorround ad un bit rate compreso tra 32 Kb/s e 384 Kb/s. L'MPEG-2 audio specifica fino a 7.1 canali (ma 5.1 sono più comuni), a bit rate che arrivano a 1 Mb/s e supporta bit rate variabili così come bit rate costanti. L'MPEG-2 possiede una compatibilità a ritroso in quanto codifica un flusso MPEG-1 a due canali, quindi aggiunge l'audio 5.1 o 7.1 come un'estensione.Vedi anche: Discreete 5.1 audio
Sito web: www.mpeg.org

Motion vector

Informazioni di direzione e distanza utilizzate nella codifica MPEG e da alcuni convertitori di standard, per descrivere il movimento nei macroblocks (dell'immagine), da un fotogramma all'altro.Vedi anche: Macroblock.

Profile

Insieme di strumenti di compressione che compongono un sistema di codifica. Nella tavola precedente, i profili aumentano la loro complessità da sinistra verso destra.
422P@ML - 4:2:2 Profile @ Main Level possiede più informazioni di crominanza del 4:2:0. Una sua particolare versione viene adottata dal BetacamSX. In questo caso viene adottato un GOP di 2 frame (IB) e il flusso prodotto è di 18 Mb/s.
MP@HL - Main Profile @ High Level per HDTV implementato nei sistemi DVB e ATSC con flussi fino a 19.4 Mb/s.MP@ML - copre i formati televisivi fino a 720 pixel x 576 righe e fino a 30 fps, comprendendo quindi il formato 720 x 486 a 30 fps ed il formato 720 x 576 a 25 fps. Utilizza il campionamento 4:2:0 ed il bit rate varia dai 2 Mb/s nelle trasmissioni in multiplexing, fino ai 9 Mb/s nel DVD-video.Vedi anche: Blocking, Compression, JPEG, Motion vectors, Macroblocks Per ulteriori informazioni,
Sito web: www.mpeg.org


 


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