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디지털 비디오 신호(이미지라고도 함)의 압축은 오랫동안 광범위하게 사용되었습니다. 예를 들어, 디지털 텔레비전의 위성 채널을 통해 고품질 텔레비전 프로그램을 전송하기 위해 주로 MPEG-2 표준에 따라 코딩이 사용됩니다. 비디오 및 오디오 신호의 처리(압축) 및 구현 위치에 대한 기타 표준은 게시된 자료에 설명되어 있습니다.

지상파 텔레비전 채널의 상대적으로 낮은 대역폭과 디지털 신호 캐리어의 상대적으로 적은 양의 메모리는 고품질 비디오 정보의 보급에 상당한 제한을 부과합니다. 이 문제를 해결하기 위해 비디오 신호의 "압축"이 사용됩니다. 이는 재생된 이미지의 품질을 눈에 띄게 저하시키지 않으면서 디지털 정보의 양을 줄이는 특수 인코딩입니다. 일반 이름이 MPEG인 인코딩 표준이 현재 가장 널리 사용됩니다.

디지털 비디오 신호를 효율적으로 인코딩하기 위한 적용 방법은 비디오 이미지에 내재된 공간적 및 시간적 중복성을 제거하여 비디오 신호가 차지하는 볼륨을 줄이는 것입니다. 비디오 신호(이미지)의 "압축" 개념에 대한 약간 과학적인 정의 이면에는 언뜻 보기에 비교적 간단한 작업이 있습니다. 비디오 신호에서 반복되는 조각과 중복 정보를 식별하고 그에 따라 처리하는 것입니다.

가장 간단한 예입니다. 비디오 신호가 일정 시간 동안 변경되지 않으면 한 번만 전송하거나 기록하는 것으로 충분합니다. 즉, 사진을 찍고 "사진을 기억하고 지정된 횟수만큼 반복하십시오. ." 기록되거나 전송되는 디지털 정보의 양이 절감되는 것은 분명합니다.

다음 단계는 변화하는 이미지를 처리하는 것입니다. 여기서 작업은 더 어렵지만 해결할 수도 있습니다. 두 개의 인접한 (시간) 이미지 (비디오 신호 프레임)를 비교할 수 있으며 두 번째 대신 전체 프레임을 전송할 수는 없지만 첫 번째 프레임과 비교하여 변경된 부분 만 전송할 수 있습니다. 영상의 변화에 대한 정보(비디오 신호)가 전체 프레임에 대한 정보보다 작은 부피를 차지함은 자명하다. 매우 빠르게 변화하는 이미지가 아닌 경우 그 효과는 상당히 눈에 띕니다. 그리고 이러한 플롯은 대부분의 비디오 영화에서 우세합니다. 인접한 프레임의 급격한 변화는 플롯이 변경될 때만 발생합니다. 여기에 플롯의 중간 상태(컴퓨터 그래픽 분야의 것)와 프레임을 합성할 수 있는 가능성을 추가할 수 있으며, 이는 비디오 신호 압축의 가능성을 더욱 확장합니다.

물론 여기서 단순성은 분명합니다. 비디오 신호 압축의 실제 구현은 가장 복잡한 수학, 특수 초대형 집적 회로 등을 거칩니다.

MPEG라는 이름은 동영상 압축 표준을 개발하기 위해 국제 표준 기구(International Standards Organization)가 국제 전기 기술 위원회(International Electrotechnical Commission)와 함께 설립한 작업 그룹인 동영상 전문가 그룹(Moving Pictures Experts Group)에서 유래되었습니다.

국제 관행에서 이 그룹이 개발한 첫 번째 표준인 MPEG-1이 등장하기 전에 H.261 및 JPEG 표준은 비디오 신호를 압축하는 데 사용되었습니다. 첫 번째는 통신 시스템용으로 개발되었으며 주로 화상 전화, 화상 회의 등에 사용됩니다. JPEG 표준은 다른 작업 그룹인 Joint Photographic Experts Group("Joint Photographic Experts Group")에서 명명되었습니다. 이 표준은 스틸 사진 코딩과 관련이 있지만 여기에 사용된 솔루션은 눈에 띄는 품질 손실 없이 비디오 신호에서 중복 공간 정보를 제거하는 방법을 보여주었기 때문에 MPEG-1 표준 개발에 매우 중요했습니다. JPEG 표준은 컴퓨터, 디지털 카메라, 컬러 팩스에 널리 사용되며 인터넷에서도 사용됩니다.

MPEG-1 표준은 최대 74Mbps의 비트 전송률로 CD에 1,5분 분량의 비디오(오디오 포함)를 기록하기 위해 만들어졌습니다. 이 표준에서는 중복을 제거하기 위해 1개의 인접한 프레임을 동시에 처리합니다. MPEG-100 표준을 사용하면 디지털 비디오 정보를 150~XNUMX배까지 압축할 수 있습니다.

MPEG 그룹의 다음 제품은 MPEG-2 표준으로, 통신, 방송 및 다양한 매체에 정보를 저장하기 위해 이미 보편적인 용도로 만들어졌습니다. 최대 4Mbps의 전송 속도를 지원합니다. 이 표준에서 제공하는 재생 이미지의 품질은 고화질 TV에서도 사용할 수 있습니다. MPEG-2 표준은 이미 디지털 텔레비전 방송(DVB - Digital Video Broadcasting) 및 범용 비디오 디스크(DVD - Digital Versatile Disc)에 채택되었습니다.

이 표준의 특징 중 하나는 정보 전송 속도의 동적 변화입니다. 이를 통해 상대적으로 낮은 평균 데이터 속도로 일관된 고품질 이미지를 얻을 수 있습니다. 일정한 전송 속도를 사용하면 과도하게 증가하여 결과적으로 압축 효율이 감소하거나 플롯이 빠르게 변경될 때 매우 높지 않은 품질을 선택하고 품질 손실을 감수해야 합니다.

이제 MPEG 그룹은 "지능형 정보 압축"으로 정의되고 통신 시스템(주로 모바일 및 웨어러블)에서 사용하기 위한 MP EG-4 표준을 개발하느라 바쁩니다. 최대 64kb/s의 데이터 전송 속도를 지원합니다.

MPEG의 주요 작업은 비디오 압축 분야에 있지만 개발자는 오디오 압축에도 큰 관심을 기울입니다. 그리고 이것은 대부분의 경우 이미지와 사운드가 분리될 수 없기 때문에 자연스러운 현상입니다. 예를 들어, MPEG-1 오디오 및 MPEG-2 오디오 표준은 CD를 대체하는 DVD 디스크에 비디오 필름을 기록하는 데 허용됩니다.

MPEG-1 오디오 표준은 MPEG-2와 거의 동시에 만들어졌으며 스테레오 오디오 정보 비트를 비디오 데이터에 "첨부"할 수 있습니다. 동시에 전송 속도는 128 ... 384kb / s (2 채널) 내에 있습니다. 이 표준은 유럽과 캐나다의 디지털 오디오 방송뿐만 아니라 CD에 비디오 필름을 기록하는 데 널리 사용됩니다.

MPEG-2 오디오 표준은 MPEG-2 표준의 "동반자"입니다. MPEG-1 오디오와 호환되지만 고품질 오디오 방송 및 고화질 TV에 필요한 여러 기능 추가가 있습니다.

MPEG 그룹에서 개발한 또 다른 표준은 MPEG-2 디지털 서라운드입니다. 이것은 5.1개의 전면 채널, 0.1개의 전체 후면 채널 및 "서브우퍼"("5.1 채널"이라고 함, 따라서 XNUMX 지정)가 있는 XNUMX 디지털 서라운드 오디오와 함께 작동합니다.

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