MPEG-2

MPEG-2
MPEG-2는 디지털비디오 브로드캐스트 및 DVD에서 사용됩니다.MPEG 트랜스포트 스트림(TS) 및 MPEG 프로그램스트림(PS)은 컨테이너 형식입니다.

MPEG-2(ITU에서 정의된 H.222/H.262라고도 함)는 "동영상 및 관련 오디오 정보의 일반 코딩"[1]의 표준입니다.손실된 비디오 압축과 손실된 오디오 데이터 압축 방법의 조합을 설명합니다. 이 방법을 사용하면 현재 사용 가능한 저장 매체 및 전송 대역폭을 사용하여 동영상을 저장 및 전송할 수 있습니다.MPEG-2는 H.264/AVC H.265/HEVC와 같은 새로운 규격만큼 효율적이지 않지만 기존 하드웨어 및 소프트웨어와의 하위 호환성은 무선 디지털 텔레비전 방송이나 DVD 비디오 표준 등에서도 여전히 널리 사용되고 있습니다.

주요 특징

MPEG-2는 지상파(공중파), 케이블 다이렉트브로드캐스트 위성 TV 시스템에 의해 브로드캐스트되는 디지털 TV 신호의 포맷으로 널리 사용됩니다.DVD 및 유사한 디스크에 배포되는 영화 및 기타 프로그램의 형식도 지정합니다.TV 방송국, TV 수신기, DVD 플레이어 및 기타 장비는 종종 이 표준에 따라 설계됩니다.MPEG-2는 MPEG(Moving Pictures Expert Group)가 개발한 여러 표준 중 두 번째 규격으로, 국제 표준(ISO/IEC 13818)입니다.MPEG-2의 파트 1과 파트 2는 ITU-T와 공동으로 개발되었으며 ITU-T Recommendation Series에 각각 카탈로그 번호가 있습니다.

MPEG-2는 대부분의 디지털 TV 및 DVD 포맷의 핵심이지만 완전히 특정하지는 않습니다.지역 기관은 표준의 측면을 제한하고 증가시킴으로써 자신의 요구에 맞게 조정할 수 있다.비디오 프로파일레벨을 참조해 주세요.

시스템들

MPEG-2에는 Systems 섹션, 파트 1이 포함되어 있습니다.이 섹션에는 2개의 서로 다른 관련 컨테이너 형식이 정의되어 있습니다.하나는 트랜스포트 스트림이며, 고정 또는 모바일 전송 매체를 통해 디지털 비디오 및 오디오를 스트리밍하기 위해 4개의 ATM 데이터 패킷에서 하나의 데이터 패킷을 전송하도록 설계된 데이터 패킷 형식이며, 여기서 스트림의 시작과 끝은 식별되지 않을 수 있으며, 예를 들어 무선 주파수, 케이블 및 선형 기록 매체가 포함된다.ATSC/DVB/ISDB/SBTVD 방송, HDV 테이프 녹화.다른 하나는 프로그램스트림으로 MPEG-1 컨테이너 포맷의 확장 버전으로 트랜스포트 스트림보다 오버헤드가 적습니다.프로그램 스트림은 하드 디스크 드라이브, 광학 디스크, 플래시 메모리 등의 랜덤 액세스 스토리지 미디어용으로 설계되었습니다.

트랜스포트 스트림 파일 형식에는 Blu-ray 디스크에서 사용되는 M2TS, 다시 쓰기 가능한 DVD에서 AVCHD, 콤팩트 플래시 카드HDV 등이 있습니다.프로그램 스트림 파일에는 DVDVOB단수명 HD DVD의 확장 VOB가 포함됩니다.표준 MPEG-2 트랜스포트 스트림에는 188바이트의 패킷이 포함되어 있습니다.M2TS는 각 패킷에 2비트 복사 권한 표시기와 30비트 타임스탬프를 포함한4 바이트를 부가합니다.

MPEG-2 시스템은 공식적으로 ISO/IEC 13818-1 및 ITU-T Rec. H.222.[2][3]0으로 알려져 있습니다.ISO는 "SMPTE Registration Authority, LLC"를 MPEG-2 형식 식별자의 등록 기관으로 승인했습니다.MPEG-2 트랜스포트의 등록 기술자는 ISO/IEC 13818-1에 의해 제공되며, ISO/IEC 13818-1의 포맷이 반드시 공인된 국제 표준이 아닐 때 표준 사용자가 데이터를 모호하지 않게 운반할 수 있도록 한다.이 조항은 MPEG-2 전송 표준이 모든 유형의 데이터를 전송할 수 있도록 하면서 기반이 되는 개인 [4]데이터의 특성을 명확하게 식별하는 방법을 제공합니다.

비디오

MPEG-2의 파트 2인 비디오 섹션은 이전 MPEG-1 표준과 유사하지만 아날로그 브로드캐스트 TV 시스템에서 사용되는 형식인 인터레이스된 비디오를 지원합니다.MPEG-2 비디오는 특히 표준 화질 해상도에서 1 Mbit/s 미만의 낮은 비트 전송률에 최적화되지 않았습니다.모든 표준 준거 MPEG-2 비디오 디코더는 구속 파라미터 비트스트림 구문에 준거한MPEG-1 비디오스트림을 완전히 재생할 수 있습니다.MPEG-2/Video는 공식적으로 ISO/IEC 13818-2 및 ITU-T Rec.[5] H.262로 알려져 있습니다.

MPEG-2 Video and Systems는 일부 HDTV 전송 시스템에서도 사용되며 공중파 ATSC 디지털 텔레비전의 표준 형식입니다.

오디오

MPEG-2에서는 MPEG-1과 [6]비교하여 새로운 오디오 부호화 방식이 도입되었습니다.

MPEG-2 파트 3

이 표준의 파트 3(ISO/IEC 13818-3)에 정의되어 있는MPEG-2 오디오섹션에서는 최대 5.1 멀티채널의 오디오프로그램을 2개 이상의 채널로 코딩할 수 있게 되어 MPEG-1의 오디오를 확장합니다.이 메서드는 하위 호환성(MPEG-2 BC라고도[7][8][9][10] 함)으로 MPEG-1 오디오 디코더로 프레젠테이션의 [11]2가지 주요 스테레오 컴포넌트를 디코딩할 수 있습니다.MPEG-2 파트3에서는 MPEG-1 오디오 레이어 I, II[12]III에 대한 추가 비트레이트 및 샘플레이트도 정의되어 있습니다.

MPEG-2 BC(MPEG-1 오디오 [7][8][11]형식과 역호환)

  • 샘플링 레이트가 절반인 저비트레이트 부호화(MPEG-1 레이어 1/2/3 LSF - MPEG-2 LSF - "낮은 샘플링 주파수")
  • 멀티채널 부호화(최대 5.1채널), 즉 MPEG 멀티채널

MPEG-2 파트 7

MPEG-2 표준의 파트 7(ISO/IEC 13818-7)은, 다소 다른, 후방 호환성이 없는 오디오[9] 형식(MPEG-2[7][8][13] NBC라고도 불립니다)을 지정합니다.파트 7은 MPEG-2 AAC라고 불립니다.AAC는 이전 MPEG 오디오 표준보다 효율적이며 하이브리드필터 뱅크가 없다는 점에서 이전 MPEG-1 Audio 레이어3보다 다소 덜 복잡합니다.8~96kHz 샘플링 레이트로 1~48채널을 지원하며 멀티채널, 다국어 및 멀티프로그래밍 [6]기능을 갖추고 있습니다.어드밴스드 오디오는 MPEG-4 표준의 파트 3에도 정의되어 있습니다.

MPEG-2 NBC(백워드 비호환)[7][8]

  • MPEG-2 AAC
  • 멀티채널 부호화(최대 48채널)

ISO/IEC 13818

MPEG-2 표준은 ISO/IEC 13818의 일부로 공개됩니다.각 부품은 전체 사양의 특정 측면을 다룹니다.

파트 1
시스템 – 비디오와 오디오의 동기화 및 다중화에 대해 설명합니다.(ITU-T Rec. H.222.[2]0이라고도 합니다).「MPEG 트랜스포트 스트림 및 MPEG 프로그램스트림」을 참조해 주세요.
파트 2
비디오 – 인터레이스 및 비인터레이스 비디오 신호용 비디오 코딩 형식(ITU-T Rec. H.262라고도 함).
파트 3
오디오 – 오디오 신호의 지각 부호화를 위한 오디오 부호화 형식.MPEG-1 오디오레이어 I, II 및 III의 비트환율 및 샘플환율 멀티채널 대응 확장 및 확장.
제4부
컴플라이언스 테스트 절차에 대해 설명합니다.
파트 5
소프트웨어 시뮬레이션을 위한 시스템에 대해 설명합니다.
파트 6
DSM-CC(Digital Storage Media Command and Control) 확장 기능에 대해 설명합니다.
파트 7
Advanced Audio Coding(AAC; 어드밴스드오디오 코딩)
파트 8
10비트 비디오 확장주요 애플리케이션은 스튜디오 비디오로, 압축을 포기하지 않고 아티팩트 없이 처리할 수 있었습니다.업계별 관심 부족으로 8부가 철회되었습니다.
파트 9
실시간 인터페이스용 확장.
파트 10
DSM-CC 적합 확장
파트 11
지적재산관리(IPMP)
MPEG-2 부품[14][15]
일부 번호 최초 공개일(초판) 최신 공개일(에디션) 최신 개정 동일한 ITU-T Rec. 제목 묘사
파트 1 ISO/IEC 13818-1 1996 2015 2016년[16] H.222.0 시스템들
파트 2 ISO/IEC 13818-2 1996 2013 H.262 비디오
파트 3 ISO/IEC 13818-3 1995 1998 오디오 MPEG-2 BC - MPEG-1 오디오와의 하위 호환성
제4부 ISO/IEC 13818-4 1998 2004 2009년[17] 적합성 테스트
파트 5 ISO/IEC TR 13818-5 1997 2005 소프트웨어 시뮬레이션
파트 6 ISO/IEC 13818-6 1998 1998 2001년[18] DSM-CC의 확장 디지털 스토리지 미디어 명령 및 제어를[19][20] 위한 확장 기능
파트 7 ISO/IEC 13818-7 1997 2006 2007년[21] 어드밴스드 오디오 코딩(AAC) MPEG-2 NBC 오디오 - MPEG-1 오디오와 호환되지 않음
파트 8 떨어진 10비트 비디오 이 작업은 1995년에 시작되었지만 업계의 [22][23]관심이 낮아 2007년에 종료되었습니다.
파트 9 ISO/IEC 13818-9 1996 1996 시스템 디코더용 실시간 인터페이스 확장
파트 10 ISO/IEC 13818-10 1999 1999 DSM-CC(Digital Storage Media Command and Control) 적합 확장 기능
파트 11 ISO/IEC 13818-11 2004 2004 MPEG-2 시스템에서의 IPMP MPEG-2 시스템상의[24][25] 지적 재산 관리 및 보호(XML IPMP 메시지는 ISO/IEC 23001-3에도[26] 정의되어 있습니다)

역사

MPEG-2는 MPEG-1의 단점으로부터 진화했습니다.

MPEG-1의 알려진 약점:

  • 2채널(스테레오)로 제한된 오디오 압축 시스템.
  • 인터레이스된 비디오에 사용할 경우 압축이 불량한 인터레이스된 비디오를 표준 지원하지 않음
  • 하나의 표준화된 "프로파일"(Constrainted Parameters Bitstream)만 고해상도 비디오에 적합하지 않습니다.MPEG-1은 4k 비디오를 지원할 수 있지만, 이러한 하드웨어의 제한이 정의되어 있지 않기 때문에 고해상도로 비디오를 인코딩하고 이를 지원할 수 있는 하드웨어를 식별할 수 있는 쉬운 방법이 없었습니다.
  • 1개의 채도 서브샘플링, 4:2:0만을 지원합니다.

NTT의 오쿠보 사카에씨는, H.262/MPEG-2 제2부 비디오 코딩 규격의 개발의 ITU-T 코디네이터와 MPEG-2 표준 [27]세트의 MPEG 요건 의장을 맡았다.MPEG-2 테크놀로지의 기반이 되는 특허의 대부분은, 다음의 3사가 소유하고 있습니다.이어 소니(311개 특허), 톰슨(198개 특허), 미쓰비시전기(119개 특허)[28] 등이 뒤를 이었다.현대전자(현 SK하이닉스)는 [29]1995년 처음으로 MPEG-2 SAVI(시스템 오디오 비디오) 디코더를 개발했다.

파일 이름 확장자

.mpg, .mpeg, .m2v, .mp2, .mp3는 MPEG-1 또는 MPEG-2 오디오 및 비디오 파일 형식에 사용되는 파일 이름 확장자의 일부입니다.

적용들

DVD 비디오

DVD-Video 규격에서는 MPEG-2 비디오를 사용하고 있습니다만, 다음의 몇개의 제한이 있습니다.

  1. ^ 1.85:1과 2.35:1은 유효한 DVD 애스펙트비로 자주 표시되지만, 16:9 이미지를 만들기 위한 레터 박스 스타일의 패딩으로 필름 애스펙트가 넓어집니다.
  • 허용 프레임 레이트
    • 29.97 인터레이스 프레임/초(NTSC)
    • 23.978 프로그레시브 프레임/초(NTSC 2:3 풀다운의 경우 29.97[dvdrates 1])
    • 25 인터레이스 프레임/초(PAL)
  1. ^ 부호화 화상의 헤더에 REPECT_FIRST_FILD 플래그 패턴을 이용하는 것으로, 2필드 또는 3필드 중 하나의 화상을 표시할 수 있어 거의 모든 화상 표시 레이트(프레임 레이트의 최소 δ)를 실현할 수 있다.이것은, NTSC 로 23.976(대략 필름 레이트)의 비디오를 표시하기 위해서 가장 많이 사용됩니다.이 기능의 상세한 것에 대하여는, 텔레시네를 참조해 주세요.
  • 오디오 + 비디오 비트레이트
    • 비디오 피크 9.8 Mbit/s
    • 총 피크 10.08 Mbit/s
    • 최소 300 kbit/s
  • YUV 4:2:0
  • 자막 추가 가능
  • 클로즈드 캡션(NTSC만 해당)
  • 오디오
    • Linear Pulse Code Modulation(LPCM): 48kHz 또는 96kHz, 16비트 또는 24비트, 최대 6채널(비트레이트 제약으로 인해 모든 조합이 가능하지는 않음)
    • MPEG 레이어 2 (MP2) : 48 kHz, 최대 5.1 채널 (PAL 플레이어에서만 필요)
    • Dolby Digital (DD, AC-3이라고도 함): 48 kHz, 32 ~448 kbit/s,
    • 디지털 시어터 시스템(DTS): 754 kbit/s 또는 1510 kbit/s (DVD 플레이어 컴플라이언스에는 필요 없음)
    • NTSC DVD에는 적어도1개의 LPCM 또는 Dolby Digital 오디오 트랙이 포함되어 있어야 합니다.
    • PAL DVD에는 적어도1개의 MPEG 레이어 2, LPCM 또는 Dolby Digital 오디오 트랙이 포함되어 있어야 합니다.
    • 플레이어는 3개 이상의 채널을 가진 오디오를 재생할 필요는 없지만 멀티채널 오디오를 2개의 채널로 다운 믹스할 수 있어야 합니다.
  • GOP 구조(Group Of Pictures)
    • 시퀀스 헤더는 모든 GOP의 선두에 존재해야 합니다.
    • GOP당 최대 프레임 수: 18 (NTSC) / 15 (PAL), 즉 둘 다 0.6초
    • 멀티앵글 DVD에는 클로즈드 GOP 필요

HDV

HDV는 DV 카세트 테이프에 고화질 MPEG-2 비디오를 녹화 및 재생하는 형식입니다.

MOD 및 TOD

MOD 및 TOD는 소비자용 디지털 파일 기반 캠코더에서 사용되는 녹화 형식입니다.

XDCAM

XDCAM은 전문적인 파일 기반 비디오 녹화 형식입니다.

DVB

DVB 표준의 MPEG-2 비디오에 관한 애플리케이션 고유의 제약사항:

SDTV에 대해 허용되는 해상도:

  • 720, 640, 544, 528, 480 또는 352 × 480 픽셀, 24/1.001, 24, 30/1.001 또는 30 프레임/초
  • 352 × 240 픽셀, 24/1.001, 24, 30/1.001 또는 30 프레임/초
  • 720, 704, 544, 528, 480 또는 352 × 576 픽셀, 25 프레임/초
  • 352 × 288 픽셀, 25 프레임/초

HDTV의 경우:

  • 720 x 576 x 50 프레임/초 프로그레시브 (576p50)
  • 1280 x 720 x 25 또는 50 프레임/초 프로그레시브 (1200p50)
  • 1440 또는 1920 x 1080 x 25 프레임/초 프로그레시브(1080p25 = 필름 모드)
  • 1440 또는 1920 x 1080 x 25 프레임/초 인터레이스 (1080i50)

ATSC

미국에서 사용되는 ATSC A/53 규격에서는 메인프로파일 @ High Level(MP@HL)에서 MPEG-2 비디오를 사용하고 있습니다.단, 브로드캐스트TV의 경우 최대 비트레이트 19.39 Mbit/s, 케이블TV의 경우 38.8 Mbit/s, 4:0 크로마, 컬러샘플링 등의 추가 제한이 있습니다.

ATSC 에서는, 다음의 비디오 해상도, 석면비, 및 프레임/필드 레이트를 사용할 수 있습니다.

  • 1920 × 1080 픽셀(16:9, 정사각형 픽셀), 30p, 29.97p, 24p, 23.976p, 60i, 59.94i.
  • 1280 × 720 픽셀(16:9, 정사각형 픽셀), 60p, 59.94p, 30p, 29.97p, 24p 또는 23.976p
  • 704 × 480 픽셀(4:3 또는 16:9, 정사각형 이외의 픽셀), 60p, 59.94p, 30p, 29.97p, 24p, 23.976p, 60i 또는 59.94i
  • 640 × 480 픽셀(4:3, 정사각형 픽셀), 60p, 59.94p, 30p, 29.97p, 24p, 23.976p, 60i 또는 59.94i

ATSC 표준 A/63은 50Hz(PAL) 신호에 대한 추가 분해능과 석면률을 정의합니다.

ATSC 사양 및 MPEG-2에서는 인터레이스 비디오시퀀스 내에서도 프로그레시브 프레임을 사용할 수 있습니다.예를 들면, 1080i60 비디오 시퀀스를 송신하는 스테이션은, 이러한 60개의 필드가 24개의 프로그레시브 프레임으로 부호화되어 메타데이터가 디코더에 인터레이스 해 표시전에 3:2 풀다운을 실행하도록 지시하는 부호화 방법을 사용할 수 있다.이를 통해 방송사는 MPEG-2 시퀀스를 종료하지 않고 TV가 포맷할 때 몇 초의 지연을 발생시키지 않고 60Hz 인터레이스(뉴스, 연속극)와 24Hz 프로그레시브(프라임 타임) 콘텐츠를 전환할 수 있습니다.이것이 ATSC 사양에서 허용되는 1080p30 및 1080p24 시퀀스가 실제로는 사용되지 않는 이유입니다.

1080 행 형식은 1920 × 1088 픽셀의 루마 행렬과 960 × 540 크로마 행렬로 인코딩되지만, 마지막 8 행은 MPEG-2 디코딩 및 표시 프로세스에 의해 폐기됩니다.

ATSC A/72는 H.264/AVC 비디오 코딩 형식과 1080p60 신호를 사용할 수 있는 디지털 TV용 ATSC 표준의 최신 버전입니다.

MPEG-2 오디오는 DTV의 "그랜드 얼라이언스" 승부차기에서 ATSC 표준의 경쟁자였지만 돌비 AC-3에 밀렸다.

ISDB-T

메인 TS에서는 비디오용 MPEG-4 H.264 AVC 및 오디오용 AAC-LC(주로 1seg)로 압축된 모바일 디바이스용 두 번째 프로그램이 집약되어 있는 것을 제외하고 ATSC에서의 MPEG-2의 기술적 기능도 ISDB-T에 유효합니다.

블루레이

MPEG-2는 Blu-ray Disc에서 지원되는 3가지 비디오 코딩 형식 중 하나입니다.초기 Blu-ray 릴리스에서는 일반적으로 MPEG-2 비디오를 사용했지만, 최신 릴리스에서는 거의 항상 H.264 또는 경우에 따라서는 VC-1을 사용하고 있습니다.MPEG-2 비디오(MPEG-2 파트 2)만 지원되며 Blu-ray는 MPEG-2 오디오(파트 3 및 7)를 지원하지 않습니다.또한 Blu-ray 디스크에서 사용되는 컨테이너 형식은 사용되는 오디오 및 비디오 코덱에 관계없이 MPEG-2 트랜스포트 스트림입니다.

특허 풀

2020년 2월 14일 현재 MPEG-2 특허는 말레이시아만 제외하고 전 세계적으로 만료되었습니다.마지막 미국 특허는 2018년 [30][31]2월 23일에 만료되었습니다.

민간 특허 라이선스 기관인 MPEG LA는 20개 이상의 기업과 한 대학으로부터 MPEG-2 기술을 사용하기 위해 "필수"라고 주장한 전세계 약 640개의 특허 풀을 라이선스할 수 있는 권리를 취득했습니다.특허권에는 소니, 미쓰비시전기, 후지쯔, 파나소닉, 사이언티픽 애틀랜타, 컬럼비아대, 필립스, 제너럴인스트루먼트, 캐논, 히타치, JVC켄우드, LG전자, NTT, 삼성, 산요, 샤프,[32][33] 도시바 등이 포함됐다.소프트웨어 특허성이 유지되고 특허가 만료되지 않은 경우(말레이시아만 해당), MPEG-2를 사용하려면 특허권자에게 라이센스 요금을 지불해야 합니다.기타 특허는 Audio MPEG, Inc.[34]에 의해 라이선스되었습니다.표준 개발 자체는 특허 [35]협상보다 시간이 덜 걸렸다.MPEG-2 풀에서 필수 특허권자와 주변 특허권자 간의 특허 풀링은 [36]위스콘신 대학의 연구 주제였습니다.

MPEG-2 라이선스 계약에 따르면 특허가 활성화된 국가(말레이시아)에서 MPEG-2 기술을 사용할 경우 [37]로열티가 적용됩니다.MPEG-2 인코더와 디코더는 [37]개당 0.35달러가 부과됩니다.또한 패키지 매체(DVD/데이터 스트림)는 녹음/방송 길이에 따라 라이센스 요금이 부과됩니다.로열티는 이전에 더 높은 가격을 책정했지만 여러 시점에 인하되었으며, 가장 최근은 2018년 [37]1월 1일이었다.앞서 MPEG-2 특허풀에 대한 비판은 특허 수가 2013년 6월까지 1,048건에서 416건으로 줄었지만 MPEG-2 [38][39][40]특허의 만료율에도 불구하고 라이센스 수수료가 줄어들지 않았다는 것이었다.

특허권자

MPEG LA에 기재되어 있는 MPEG-2에 관한 특허를 보유하고 있는 조직은 다음과 같습니다.미국 MPEG-2 특허 목록도 참조하십시오.

조직 특허[28]
소니 311
Thomson 라이선스 198
미쓰비시 전기 119
필립스 99
GE 테크놀로지 개발 주식회사 75
파나소닉 55
CIF 라이선스, LLC 44
JVC 켄우드 39
삼성전자 38
Alcatel Lucent (멀티미디어 특허신탁 포함) 33
Cisco Technology, Inc. 13
도시바 9
컬럼비아 대학교 9
LG전자 8
히타치 7
오렌지 S.A. 7
후지쯔 6
로버트 보쉬 Gmbh 5
일반 계측기 4
브리티시 텔레커뮤니케이션즈 3
캐논 주식회사 2
KDDI 코퍼레이션 2
일본전신전화(NTT) 2
ARRIS 테크놀로지 주식회사 2
산요 전기 1
샤프 1
Hewlett Packard Enterprise Company 1

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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