Mpeg1

Mpeg1

MPEG-1 (ISO/IEC 11172) ist ein MPEG-Standard zur verlustbehafteten Video- und Audiodatenkompression.

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

MPEG-1 wurde in den 80er Jahren mit dem Ziel entwickelt (1991 vorgestellt), Filme auf die beschränkte Datenrate (bis 1,5 Mbit/s) einer mit normaler Geschwindigkeit abgespielten Audio-CD zu komprimieren. Das Ergebnis, mit dementsprechend eher bescheidener Qualität, wird Video-CD genannt. Die Video-Kompression von MPEG-1 wurde 1994 durch MPEG-2 deutlich verfeinert und verbessert. Da MPEG-1 entwickelt wurde, als der ITU-Standard H.261/H.263 schon bestand, ist MPEG-1 vergleichbar mit diesem.

Videokodierungsverfahren

Das Bildformat von MPEG-1 ähnelt dem JPEG-Format. Die Parameter werden allerdings genau festgelegt:

  • Bildgröße maximal 768x576 Pixel
  • Verhältnis der Höhe zu Breite der Pixel (14 Seitenverhältnisse definiert)
  • Bildwechselfrequenz in Hertz
  • Bilder liegen im YCbCr-Format als 3x8-bit-Werte pro Pixel vor:
    • Y: Luminanz/Helligkeitskomponente (16: schwarz, 223: weiß)
    • Cr: Rot-Grün-Farbdifferenzkomponente (-112: grün, +112 rot)
    • Cb: Blau-Gelb-Farbdifferenzkomponente (-112: gelb, +112 blau)

Bei der Bildverarbeitung werden die Bilder unterschiedlich stark komprimiert und zu unterschiedlichen Zwecken genutzt. Die I-Bilder werden unabhängig von anderen Bildern komprimiert – sie benötigen am meisten Speicherplatz, lassen sich aber unabhängig von vorangegangenen Bildern dekodieren. Daher sind sie notwendig, um (nahezu) beliebig in einem Video springen zu können. Andere Bilder werden in Abhängigkeit von den anderen Bildern in dem Videostrom kodiert und benötigen dadurch weniger Speicherplatz.

MPEG-1 Bildtypen
Bildtyp Zweck Kompression
I-Bild (intra coded picture, engl. I-frame) Ein I-Bild entspricht einem Standbild. Es dient als Anker für den wahlfreien Zugriff. gering (ähnlich wie bei JPEG, jedoch in Echtzeit)
P-Bild (predictive coded picture, engl. P-frame) P-Bilder benötigen Informationen von vorausgegangenen I-Bildern oder P-Bildern. größere Kompression als bei I-Bildern
B-Bild (bidirectional coded picture, engl. B-frame) B-Bilder sind abhängig von vorausgegangenen und folgenden I-Bildern oder P-Bildern. größte Kompression
D-Bild (DC direct coded picture, engl. D-frame) D-Bilder dienen dem schnellen Vorlauf. nur ein Farbwert wird pro 8x8-Block gespeichert

Diese Bildtypen werden dann abhängig vom Encoder, dessen Einstellungen und gelegentlich auch vom Bildmaterial unterschiedlich häufig verwendet und treten typischerweise zyklisch als sogenannte GOP (Group of Pictures) auf. Ein GOP reicht dabei von einem I-Bild zum nächsten. GOPs haben häufig eine Länge von einer halben Sekunde.

Audiokodierungsverfahren

Teil des Standards sind auch drei Audiokodierungsverfahren. In ansteigender Komplexität und Qualität sind das Layer 1, 2 und 3.

Der Audio Layer 1 wurde von Philips als Low-Complexity-Variante des Audio Layer 2 in den Standard eingebracht. Die digital compact cassette von Philips, die gleichzeitig mit der Sony MiniDisc auf den Markt kam und mittlerweile nicht mehr hergestellt wird, nutzte dieses Verfahren mit einer Datenrate von 384 kbps.

Der Audio Layer 2 – auch bekannt als MP2 oder Musicam – war der etablierte Standard im Radiowesen. Nahezu alle professionellen digitalen Zuspielgeräte verwendeten MPEG-1 Audio Layer 2 in der Kompression von 256 kbit/s (128.000 bit pro Sekunde und Kanal), da es sich dann leicht über die in Europa gut verbreitete ISDN-Infrastruktur übertragen ließ. Audio Layer 2 wird auch auf Video-CDs und Super-Video-CDs sowie (selten und nur für Europa zugelassen) auf DVDs und beim digitalen Fernsehen eingesetzt.

Der Audio Layer 3 – besser bekannt als MP3 – wurde von der Fraunhofer-Gesellschaft und anderen entwickelt und ist, wie auch Layer 1 und Layer 2, nicht lizenzfrei. Das heißt, Hersteller, die einen Encoder für MP3 entwickeln und verkaufen möchten, müssen dafür Lizenzgebühren entrichten. Nicht kommerziell vertriebene Encoder (wie etwa LAME) sind lizenzkostenfrei.

Das vergleichsweise gute Verhältnis von Größe einerseits und Qualität andererseits hat in den 1990er Jahren zu einem Siegeszug des MP3-Formats geführt. Es war Basis des Aufblühens von Online-Tauschbörsen (wie Napster) und mobilen Musikabspielgeräten (MP3-Spieler) auf Basis von Flash-Speicher oder Festplatten.

Systemdefinition

Schließlich definiert MPEG-1 noch eine Methode zur blockweisen Verschränkung ("Multiplex") von Audio und Video zu System Streams. In diesen sind unter anderem auch Daten zu Abspielzeiten und zur Fehlererkennung integriert. Sie können als Datei gespeichert oder über ein Netzwerk gestreamt werden. MPEG-1 System Streams wurde für störungsunempfindliche Medien (VCD) entworfen und ist identisch mit dem in MPEG-2 definierten Programmstrom.

Literatur

  • Roland Enders: Das Homerecording Handbuch. 3. Auflage, Carstensen Verlag, München, 2003, ISBN 3-910098-25-8
  • Hubert Henle: Das Tonstudio Handbuch. 5.Auflage, GC Carstensen Verlag, München, 2001, ISBN 3-910098-19-3
  • Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9

Siehe auch


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Поможем написать реферат

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • MPEG1 — MPEG 1 Le MPEG 1 est une norme de compression vidéo et audio définie par le standard ISO/IEC 11172, élaborée par le groupe MPEG en 1988. Ce groupe a pour but de développer des standards internationaux de compression, décompression, traitement et… …   Wikipédia en Français

  • MPEG1 — …   Википедия

  • MPEG1 — ISO11172 Standard der MPEG zur komprimierten Bewegtbilddarstellung und speicherung …   Acronyms

  • MPEG1 — ISO11172 Standard der MPEG zur komprimierten Bewegtbilddarstellung und speicherung …   Acronyms von A bis Z

  • MPEG3 — MPEG1 Layer 3 Erweiterung des MPEG Standards um stark komprimierende Audiocodierung …   Acronyms

  • MPEG3 — MPEG1 Layer 3 Erweiterung des MPEG Standards um stark komprimierende Audiocodierung …   Acronyms von A bis Z

  • WD TV — WD TV  это потребительское устройство производства компании Western Digital, которое позволяет пользователям смотреть видео, просматривать изображения и прослушивать музыку, с флэш накопителей USB. Устройство способно проигрывать видео… …   Википедия

  • Light Alloy — Эта статья предлагается к удалению. Пояснение причин и соответствующее обсуждение вы можете найти на странице Википедия:К удалению/14 ноября 2012. Пока процесс обсуждени …   Википедия

  • XVCD — Bei der XVCD (eXtended Video CD) handelt es sich um eine nicht standardkonforme Video CD (VCD) zur Speicherung von Videodaten auf einer normalen CD ROM oder CD R(W), die eine längere Abspieldauer bietet. Eine normale VCD ist im MPEG 1 Verfahren… …   Deutsch Wikipedia

  • CrystalPlayer — Original author(s) Kim Bondarenko Developer(s) Crystal Reality LLC Initial release March 2003 Stable release …   Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”