Wprowadzenie do MPEG-1
MPEG-1 to standard kompresji dźwięku i wideo, zaproponowany przez grupę MPEG. Używany głównie w formacie Video CD, oferuje gorszą jakość obrazu niż nowoczesne kasety VHS.
MPEG-1 Audio Layer 3, znany jako MP3, jest najpopularniejszym formatem kompresji dźwięku w ramach tego standardu.
Struktura MPEG-1
Standard MPEG-1 dzieli się na kilka części, z których każda pełni inną funkcję:
- Synchronizacja i mieszanie wideo z audio.
- Kompresja sygnałów wideo.
- Kompresja stratna sygnałów audio (trzy warstwy: MP1, MP2, MP3).
- Procedury testowe i oprogramowanie referencyjne.
Część 1: System
Część ta koncentruje się na łączeniu strumieni audio i wideo w jeden cyfrowy strumień, co ułatwia przechowywanie i przesyłanie danych. Strumienie elementarne (ES) to zakodowane strumienie audio i wideo, które można udostępniać osobno. Strumienie programowe (PS) łączą wiele pakietów ES w jeden strumień, co zapewnia synchronizację i dostarczanie danych.
Część 2: Wideo
Część ta zajmuje się kompresją sekwencji wideo. MPEG-1 wykorzystuje metody redukcji danych poprzez eliminację nieistotnych częstotliwości oraz przekształca kolory na format Y’CbCr. Obsługuje rozdzielczości do 4095×4095 i strumień do 100 Mbit/s, często używając niższych rozdzielczości.
W MPEG-1 wyróżniamy różne typy klatek:
- I-frames: Niezależne klatki, podobne do obrazów JPEG.
- P-frames: Klatki przewidywane, które przechowują różnice między klatkami.
- B-frames: Klatki dwukierunkowe, które wymagają więcej obliczeń.
- D-frames: Niskiej jakości klatki do szybkiego podglądu.
Część 3: Audio
Część ta zajmuje się kompresją audio, wykorzystując psychoakustykę do redukcji danych. Standard audio MPEG-1 dzieli się na trzy warstwy:
- Warstwa I: Uproszczona wersja warstwy II, stosowana w aplikacjach takich jak telekonferencje.
- Warstwa II: Oferuje wysoką jakość przy przepustowości około 192 kbit/s.
- Warstwa III: MP3, zapewnia jakość przy niższej przepustowości, ale z większym skomplikowaniem obliczeniowym.
Część 4: Testy zgodności
Część ta sprawdza, czy strumienie bitowe odpowiadają standardom MPEG-1. Testy te mogą być używane przez producentów kodery i dekodery, aby zapewnić zgodność z wymaganiami standardu.
Część 5: Oprogramowanie referencyjne
Część ta nie jest standardem, lecz sprawozdaniem technicznym, które zawiera implementację pierwszych trzech części MPEG-1. Kod źródłowy nie jest publicznie dostępny.
