MPEG-4, часть 2
MPEG-4 Часть 2 , MPEG-4 Visual (формально ISO / IEC 14496-2). [1] ) — формат сжатия видео , разработанный Группой экспертов по движущимся изображениям (MPEG). Он соответствует стандартам MPEG-4 ISO/IEC. Он использует блочную компенсацию движения и дискретное косинусное преобразование (DCT), аналогично предыдущим стандартам, таким как MPEG-1 Part 2 и H.262/MPEG-2 Part 2 .
Несколько популярных кодеков , включая DivX , Xvid и Nero Digital, реализуют этот стандарт. MPEG-4 Part 10 определяет формат, отличный от MPEG-4 Part 2. MPEG-4 Part 10 обычно называется H.264 или AVC и был разработан совместно ITU-T и MPEG.
MPEG-4 Part 2 совместим с H.263 в том смысле, что базовый битовый поток H.263 правильно декодируется видеодекодером MPEG-4. (Видеодекодер MPEG-4 изначально способен декодировать базовую форму H.263.) [2] [3] [4] В MPEG-4 Visual существует два типа слоев видеообъектов: уровень видеообъектов, который обеспечивает полную функциональность MPEG-4, и уровень видеообъектов с ограниченной функциональностью, слой видеообъектов с короткими заголовками (который обеспечивает совместимость битового потока с базовым форматом). строка H.263). [5] MPEG-4 Part 2 частично основан на ITU-T H.263. [6] В первой модели проверки видео MPEG-4 (имитационная и тестовая модель) использовались инструменты кодирования ITU-T H.263 вместе с кодированием формы. [7]
История
[ редактировать ]Визуальный формат MPEG-4 был разработан комитетом Группы экспертов по движущимся изображениям (MPEG). Авторами спецификации являются ирано - швейцарский инженер Турадж Эбрахими (впоследствии президент JPEG ) и голландский инженер Каспар Хорн. [5] Стандарт был разработан с использованием патентов более десятка организаций, внесенных MPEG LA в патентный пул . Большинство патентов, использованных для формата MPEG-4 Visual, принадлежало трем японским компаниям: Mitsubishi Electric (255 патентов), Hitachi (206 патентов) и Panasonic (200 патентов). [8] см патентообладателей Полный список . ниже в разделе «Владельцы патентов».
Издания
[ редактировать ]| Версия | Дата выпуска | Последняя поправка | Стандартный | Описание |
|---|---|---|---|---|
| Первое издание | 1999 | 2000 | ИСО/МЭК 14496-2:1999 [10] | |
| Второе издание | 2001 | 2003 | ИСО/МЭК 14496-2:2001 [11] | |
| Третье издание | 2004 | 2009 [1] | ИСО/МЭК 14496-2:2004 [1] |
Профили
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2023 г. ) |
Для решения различных задач, от камер наблюдения низкого качества с низким разрешением до телевещания высокой четкости и DVD, многие видеостандарты группируют функции по профилям и уровням. MPEG-4 Part 2 содержит около 21 профиля.
Наиболее часто используемыми профилями являются расширенный простой профиль (ASP или профиль AS) и простой профиль (SP), который является подмножеством ASP.
Другие профили включают расширенный профиль эффективности кодирования (ACEP или ACE Profile), расширенный простой профиль реального времени (ARTSP или ARTS Profile), основной профиль (CP), основной профиль (MP) и простой профиль Studio (SStP или Профиль ССт).
Большинство схем сжатия видео стандартизируют битовый поток (и, следовательно, декодер), оставляя разработку кодера на усмотрение отдельных реализаций. Таким образом, реализации конкретного профиля (например, DivX или Nero Digital, которые являются реализациями Advanced Simple Profile, и Xvid, который реализует оба профиля) технически идентичны со стороны декодера. Для сравнения: файл MP3 можно воспроизвести на любом проигрывателе MP3, независимо от того, был ли он создан с помощью iTunes, Windows Media Player, LAME или обычного кодировщика Фраунгофера.
Простой профиль (SP)
[ редактировать ]Простой профиль в основном предназначен для использования в ситуациях, когда низкая скорость передачи данных и низкое разрешение диктуются другими условиями приложений, такими как пропускная способность сети, размер устройства и т. д. Примерами являются мобильные телефоны низкого уровня видеоконференцсвязи , некоторые системы электронного наблюдения , системы и т. д. .
Уровни
[ редактировать ]| Уровень | Макс. буфер | Макс. битрейт | Макс. задержка на макс. битрейт | Макс. Размер ВП | Макс. Размер ВОП | Макс. скорость декодера | Макс. размер кадра | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| @ 30 Гц | @ 25 Гц | @ 24 Гц | @ 15 Гц | @ 12,5 Гц | |||||||
| 0 | 160 | 64 | 2.50 | 2,048 | 99 | 1,485 | — | QCIF (176×144) | |||
| 0б | 320 | 128 | |||||||||
| 1 | 160 | 64 | 128×96 | 144×96 | 160×96 | ||||||
| 2 | 640 | 128 | 5.00 | 4,096 | 396 | 5,940 | 256×192 | 304×192, 288×208 | 304×208 | КИФ (352×288) | |
| 3 | 384 | 1.66 | 8,192 | 11,880 | КИФ (352×288) | ||||||
| 4а | 1,280 | 4,000 | 0.32 | 16,384 | 1,200 | 36,000 | VGA (640×480) | ||||
| 5 | 1,792 | 8,000 | 0.22 | 1,620 | 40,500 | D1 NTSC (720×480) | D1 PAL (720×576) | ||||
| 6 | 3,968 | 12,000 | 0.33 | 3,600 | 108,000 | 720p (1280x720) | |||||
| Единицы | кбит | кбит/с | секунды | биты | макроблоки | макроблоков/с | пиксели | ||||
Расширенный простой профиль (ASP)
[ редактировать ]Расширенный простой профиль не был включен в исходный стандарт. Его примечательные технические особенности по сравнению с простым профилем, который примерно похож на H.263 , включают:
- Поддержка квантования в стиле «MPEG».
- Поддержка чересстрочного видео
- Поддержка B-изображений (также известных как B-кадры )
- Четвертьпиксельная компенсация движения ( Qpel )
- Глобальная компенсация движения (GMC)
Поддержка квантования и чересстрочной развертки MPEG разработана в основном аналогично тому, как она находится в MPEG-2, часть 2. Поддержка изображения B разработана в основном аналогично тому, как она находится в MPEG-2, часть 2 и H. .263v2 .
Функция компенсации движения четвертьпикселя в ASP была новаторской и позднее была также включена (в несколько иных формах) в более поздние разработки, такие как MPEG-4 Part 10 , HEVC , VC-1 и VVC . В некоторых реализациях MPEG-4 Part 2 поддержка этой функции отсутствует, поскольку она существенно вредно влияет на скорость программных декодеров и не всегда идет на пользу качеству.
Функция глобальной компенсации движения фактически не поддерживается в большинстве реализаций, хотя стандарт официально требует, чтобы декодеры поддерживали ее. Большинство кодировщиков также не поддерживают его, и некоторые эксперты говорят, что обычно он не дает никаких преимуществ при сжатии. При использовании глобальной компенсации движения ASP оказывает сильное неблагоприятное влияние на скорость и существенно усложняет реализацию.
Уровни
[ редактировать ]| Уровень | Макс. буфер | Макс. битрейт | Макс. задержка на макс. битрейт | Макс. Размер ВП | Макс. Размер ВОП | Макс. скорость декодера | Макс. размер кадра | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| @ 30 Гц | @ 25 Гц | @ 24 Гц | @ 15 Гц | @ 12,5 Гц | |||||||
| 0 | 160 | 128 | 1.25 | 2,048 | 99 | 2,970 | QCIF (176×144) | ||||
| 1 | |||||||||||
| 2 | 640 | 384 | 1.66 | 4,096 | 396 | 5,940 | 256×192 | 304×192, 288×208 | 304×208 | КИФ (352×288) | |
| 3 | 768 | 0.86 | 11,880 | КИФ (352×288) | |||||||
| 3б | 1,040 | 1,500 | 0.69 | ||||||||
| 4 | 1,280 | 3,000 | 0.43 | 8,192 | 792 | 23,760 | 352×576, 704×288 | ||||
| 5 | 1,792 | 8,000 | 0.22 | 16,384 | 1,620 | 48,600 | 720×576 | ||||
| Единицы | кбит | кбит/с | секунды | биты | макроблоки | макроблоков/с | пиксели | ||||
Простой профиль студии (SStP)
[ редактировать ]Профиль Simple Studio имеет шесть уровней: от разрешения SDTV до разрешения 4K . [12] до 12 бит SStP обеспечивает глубину цвета до 4:4:4 и субдискретизацию цветности . [12] используя только внутрикадровое кодирование. [13] SStP используется HDCAM SR . [12]
Уровни
[ редактировать ]| Уровень | Макс. разрядность и субдискретизация цветности | Макс. разрешение и частота кадров | Макс. скорость передачи данных (Мбит/с) |
|---|---|---|---|
| 1 | 10-битный 4:2:2 | SDTV | 180 |
| 2 | 10-битный 4:2:2 | 1920×1080 30p/30i | 600 |
| 3 | 12-битный 4:4:4 | 1920×1080 30p/30i | 900 |
| 4 | 12-битный 4:4:4 | 2К×2К 30p | 1,350 |
| 5 | 12-битный 4:4:4 | 4K×2K 30p | 1,800 |
| 6 | 12-битный 4:4:4 | 4К×2К 60p | 3,600 |
Обладатели патентов
[ редактировать ]MPEG-4 Part 2 Срок действия патентов истек во всем мире, за исключением только Бразилии. Срок действия последнего патента США истек 14 ноября 2023 года. [14] Следующие организации владели патентами на технологию MPEG-4 Visual, перечисленные в патентном пуле, находящемся в ведении MPEG LA .
| Организация [15] | Патенты [8] |
|---|---|
| Митсубиси Электрик | 255 |
| Хитачи | 206 |
| Панасоник | 200 |
| Патентный фонд Солнца | 125 |
| Тошиба | 96 |
| Самсунг Электроникс | 92 |
| Сони | 84 |
| Филипс | 73 |
| Корпорация Шарп | 44 |
| Пантек | 36 |
| Роберт Бош ГмбХ | 27 |
| Ниппонский телеграф и телефон | 24 |
| Развитие технологий GE | 23 |
| Лицензирование КИФ | 20 |
| Долби | 19 |
| Теленор | 19 |
| Сименс АГ | 15 |
| JVC Кенвуд | 14 |
| Оранжевый СА | 14 |
| LG Электроникс | 13 |
| Фуджицу | 11 |
| ЗТЕ | 10 |
| 9 | |
| БТ Групп | 3 |
| Кальмар Терапевтикс | 2 |
| Лаборатории кабельного телевидения, Inc. | 1 |
| Кэнон Инк. | 1 |
| КДДИ | 1 |
| Майкрософт | 1 |
| Оки Электрик Индастри | 1 |
| Саньо | 1 |
Критика
[ редактировать ]MPEG-4 Part 2 вызвал некоторую критику со стороны отрасли. Сопровождающий FFmpeg Майкл Нидермайер раскритиковал MPEG-4 за отсутствие внутриконтурного фильтра деблокировки , GMC слишком интенсивен в вычислениях, а OBMC определен, но не разрешен ни в каких профилях, среди прочего. [16] Бен Вагонер из Microsoft заявляет: «Microsoft (задолго до меня) пошла по стандартному пути кодеков раньше, выпустив MPEG-4 часть 2, что стало глубоким разочарованием во всей отрасли — она не предлагала такого высокого уровня сжатия. преимущество перед MPEG-2, а затянувшиеся переговоры по лицензионному соглашению отпугнули многих из них. В конце 1990-х – начале 2000-х годов я участвовал во многих цифровых медиа-проектах, которые даже не касались MPEG-4, потому что должен был появиться новый формат. «плата за контент», которая еще не была полностью определена». [17]
Популярные реализации программного обеспечения
[ редактировать ]См. также
[ редактировать ]- Высокоэффективное видеокодирование
- Расширенное кодирование видео
- Квантование (обработка изображений)
- ЧетыреCC
- MP3
- ИСО/МЭК ОТК 1/ПК 29
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с ИСО. «ИСО/МЭК 14496-2:2004 – Информационные технологии. Кодирование аудиовизуальных объектов. Часть 2. Визуализация» . ИСО . Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ chiariglione.org (10 августа 2006 г.). «Поездка на медиа, конец пути?» . Архивировано из оригинала 1 ноября 2011 г. Проверено 10 марта 2010 г.
- ^ chiariglione.org (25 октября 2003 г.). «На битах мультимедиа, внутри MPEG-4 — Часть B» . Архивировано из оригинала 1 ноября 2011 г. Проверено 10 марта 2010 г.
- ^ ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (март 2000 г.). «Видео MPEG-4 — часто задаваемые вопросы» . chiariglione.org . Проверено 10 марта 2010 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Турадж Эбрахими и Каспар Хорн. «Кодирование естественного видео MPEG-4 — обзор» . chiariglione.org. Архивировано из оригинала 22 марта 2010 г. Проверено 10 марта 2010 г.
- ^ chiariglione.org (06 сентября 2009 г.). «На путях СМИ. Разработка MPEG-1. Часть А» . Архивировано из оригинала 22 января 2011 г. Проверено 10 марта 2010 г.
- ^ Фернандо Перейра. «MPEG-4: Почему, что, как и когда?» . chiariglione.org. Архивировано из оригинала 18 октября 2011 г. Проверено 10 марта 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Визуальный MPEG-4 — список патентов» (PDF) . MPEG Лос-Анджелес . Проверено 6 июля 2019 г.
- ^ МПЕГ. «Стандарты MPEG — Полный список стандартов, разработанных или находящихся в разработке» . chiariglione.org. Архивировано из оригинала 20 апреля 2010 г. Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ ИСО. «ИСО/МЭК 14496-2:1999 – Информационные технологии. Кодирование аудиовизуальных объектов. Часть 2. Визуализация» . ИСО . Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ ИСО. «ИСО/МЭК 14496-2:2001 – Информационные технологии. Кодирование аудиовизуальных объектов. Часть 2. Визуализация» . ИСО . Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Ясухико Миками; Уго Гаджиони. «Выступление по комплексным технологиям HPA 4K, 2010 г.» (PDF) . Сони . Проверено 28 ноября 2012 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Кэролайн Р. Армс; Карл Флейшхауэр; Кейт Мюррей (декабрь 2011 г.). «MPEG-4, визуальное кодирование, простой профиль Studio» . Устойчивость цифровых форматов . Библиотека Конгресса . Проверено 9 марта 2015 г.
- ^ «Список визуальных патентов MPEG-4» .
- ^ «Лицензиары, включенные в лицензию на портфель визуальных патентов MPEG-4» . MPEG Лос-Анджелес . Проверено 6 июля 2019 г.
- ^ Мелансон, Майк. «15 причин, почему MPEG4 — отстой» . Логово Мультимедийного Гуру . Проверено 11 сентября 2021 г.
- ^ VC-1 и H264 - Страница 2 - Форум Doom9
Внешние ссылки
[ редактировать ]- MPEG-4, часть 2: Визуальное
- «Уровни визуальных профилей MPEG-4» . Архивировано из оригинала 8 января 2010 г. Проверено 2 марта 2006 г.
- Официальный веб-сайт MPEG
- Список визуальных патентов MPEG-4 (MPEG LA)