MPEG-2 (también conocido como H.222/H.262 como lo definió la UIT ) es un estándar para "la codificación genérica de imágenes en movimiento y la información de audio asociada". [1] Describe una combinación de métodos de compresión de vídeo con pérdida y compresión de datos de audio con pérdida , que permiten el almacenamiento y transmisión de películas utilizando los medios de almacenamiento y el ancho de banda de transmisión disponibles actualmente. Si bien MPEG-2 no es tan eficiente como los estándares más nuevos como H.264/AVC y H.265/HEVC , la compatibilidad con versiones anteriores del hardware y software existente significa que todavía se usa ampliamente, por ejemplo, en la transmisión de televisión digital por aire. y en el estándar DVD-Video .
MPEG-2 se utiliza ampliamente como formato de señales de televisión digital que se transmiten por sistemas de televisión terrestre (por aire), por cable y por satélite de transmisión directa . También especifica el formato de películas y otros programas que se distribuyen en DVD y discos similares. Las estaciones de TV , receptores de TV , reproductores de DVD y otros equipos suelen estar diseñados según este estándar. MPEG-2 fue el segundo de varios estándares desarrollados por el Grupo de expertos en imágenes en movimiento ( MPEG ) y es un estándar internacional ( ISO / IEC 13818 , titulado Tecnología de la información: codificación genérica de imágenes en movimiento e información de audio asociada ). Las partes 1 y 2 de MPEG-2 se desarrollaron en colaboración con el UIT-T y tienen un número de catálogo respectivo en la Serie de Recomendaciones del UIT-T.
Si bien MPEG-2 es el núcleo de la mayoría de los formatos de DVD y televisión digital, no los especifica por completo. Las instituciones regionales pueden adaptarlo a sus necesidades restringiendo y ampliando aspectos del estándar. Ver perfiles y niveles de vídeo .
MPEG-2 Parte 1 (ISO/IEC 13818-1 y Rec. UIT-T H.222.0 [2] [3] ), titulada Sistemas , define dos formatos de contenedor distintos, pero relacionados . Uno es el flujo de transporte , un formato de paquete de datos diseñado para transmitir un paquete de datos en cuatro paquetes de datos ATM para transmitir video y audio digital a través de medios de transmisión fijos o móviles, donde el comienzo y el final del flujo pueden no identificarse, como medios de grabación lineal , por cable y de radiofrecuencia , ejemplos de los cuales incluyen transmisión ATSC / DVB / ISDB / SBTVD y grabación HDV en cinta. El otro es el flujo de programa , una versión extendida del formato contenedor MPEG-1 con menos gastos generales que el flujo de transporte . El flujo de programa está diseñado para medios de almacenamiento de acceso aleatorio, como unidades de disco duro , discos ópticos y memoria flash .
Los formatos de archivos de flujo de transporte incluyen M2TS , que se utiliza en discos Blu-ray , AVCHD en DVD regrabables y HDV en tarjetas Compact Flash . Los archivos de secuencia del programa incluyen VOB en DVD y VOB mejorado en el HD DVD de corta duración . El flujo de transporte estándar MPEG-2 contiene paquetes de 188 bytes. M2TS antepone cada paquete con 4 bytes que contienen un indicador de permiso de copia de 2 bits y una marca de tiempo de 30 bits.
ISO autorizó a la " SMPTE Registration Authority, LLC" como autoridad de registro para identificadores de formato MPEG-2. El descriptor de registro del transporte MPEG-2 lo proporciona ISO/IEC 13818-1 para permitir a los usuarios del estándar transportar datos sin ambigüedades cuando su formato no es necesariamente un estándar internacional reconocido. Esta disposición permitirá que la norma de transporte MPEG-2 transporte todo tipo de datos, al tiempo que proporcionará un método de identificación inequívoca de las características de los datos privados subyacentes. [4]
MPEG-2 Parte 2 (ISO/IEC 13818-2 y ITU-T Rec. H.262), titulado Video , es similar al estándar MPEG-1 Parte 2 anterior , pero agrega soporte para video entrelazado , el formato utilizado por los analógicos. sistemas de transmisión de televisión. El vídeo MPEG-2 no está optimizado para velocidades de bits bajas , especialmente menos de 1 Mbit/s en resoluciones de definición estándar . Todos los decodificadores de vídeo MPEG-2 que cumplen con los estándares son totalmente capaces de reproducir secuencias de vídeo MPEG-1 conforme a los límites de flujo de bits de los parámetros restringidos (CPB).
Con algunas mejoras, los sistemas y vídeos MPEG-2 también se utilizan en algunos sistemas de transmisión HDTV y es el formato estándar para la televisión digital ATSC por aire . [ cita necesaria ]
MPEG-2 introduce nuevos métodos de codificación de audio en comparación con MPEG-1: [5]
MPEG-2 Parte 3 (ISO/IEC 13818-3), titulada Audio , mejora el audio de MPEG-1 al permitir la codificación de programas de audio con más de dos canales , hasta 5.1 multicanal. Este método es compatible con versiones anteriores de MPEG-1, lo que permite a los decodificadores de audio MPEG-1 decodificar los dos componentes estéreo principales de la presentación. [6] Esta extensión se llama MPEG Multichannel o MPEG-2 BC (compatible con versiones anteriores). [7] [8] [9] [10]
MPEG-2 Parte 3 también define tasas de bits y tasas de muestreo adicionales para las capas de audio I, II y III de MPEG-1. [11] Esta extensión se conoce como MPEG-2 LSF (frecuencias de muestreo bajas), ya que las nuevas frecuencias de muestreo son mitades múltiplos (16, 22,05 y 24 kHz) de las frecuencias de muestreo definidas en MPEG-1 (32, 44,1 y 48kHz).
MPEG-2 Parte 7 (ISO/IEC 13818-7), titulado Codificación de audio avanzada (AAC), especifica un formato de audio bastante diferente y no compatible con versiones anteriores. [9] Este formato se denomina más comúnmente codificación de audio avanzada (AAC), pero originalmente se llamaba MPEG-2 NBC (no compatible con versiones anteriores). [7] [8] [12]
AAC es más eficiente que los estándares de audio MPEG anteriores y, en algunos aspectos, es menos complicado que su predecesor, MPEG-1 Part 3 Audio Layer 3 , ya que no tiene el banco de filtros híbridos. Admite de 1 a 48 canales a frecuencias de muestreo de 8 a 96 kHz, con capacidades multicanal, multilingüe y multiprograma. [5]
AAC también se define en MPEG-4 Parte 3 . [ cita necesaria ]
Los estándares MPEG-2 se publican como "Partes". Cada parte cubre un determinado aspecto de la especificación completa.
MPEG-2 evolucionó a partir de las deficiencias de MPEG-1.
Debilidades conocidas de MPEG-1:
Sakae Okubo de NTT fue el coordinador del UIT-T para el desarrollo del estándar de codificación de vídeo H.262/MPEG-2 Parte 2 y el presidente de requisitos en MPEG para el conjunto de estándares MPEG-2. [26] La mayoría de las patentes subyacentes a la tecnología MPEG-2 pertenecen a tres empresas: Sony (311 patentes), Thomson (198 patentes) y Mitsubishi Electric (119 patentes). [27] Hyundai Electronics (ahora SK Hynix ) desarrolló el primer decodificador MPEG-2 SAVI (Sistema/Audio/Video) en 1995. [28]
.mpg, .mpeg, .m2v, .mp2, . mp3 son algunas de las extensiones de nombre de archivo utilizadas para los formatos de archivos de audio y vídeo MPEG-1 o MPEG-2.
La extensión de archivo MP3 (formalmente MPEG-1 Audio Layer III o MPEG-2 Audio Layer III ) es un formato de codificación para audio digital desarrollado en gran parte por la Sociedad Fraunhofer en Alemania, con el apoyo de otros científicos digitales en los Estados Unidos y otros lugares.
El estándar DVD-Video utiliza video MPEG-2, pero impone algunas restricciones:
HDV es un formato para grabar y reproducir vídeo MPEG-2 de alta definición en una cinta de casete DV.
MOD y TOD son formatos de grabación para uso en videocámaras de consumo basadas en archivos digitales.
XDCAM es un formato de grabación de vídeo profesional basado en archivos.
Restricciones específicas de la aplicación en vídeo MPEG-2 en el estándar DVB :
Resoluciones permitidas para SDTV :
Para televisión de alta definición:
El estándar ATSC A/53 utilizado en Estados Unidos utiliza vídeo MPEG-2 en el perfil principal @ alto nivel (MP@HL), con restricciones adicionales como la tasa de bits máxima de 19,39 Mbit/s para televisión abierta y 38,8 Mbit/s. s para televisión por cable, formato de submuestreo de croma 4:2:0 e información de colorimetría obligatoria.
ATSC permite las siguientes resoluciones de vídeo, relaciones de aspecto y velocidades de cuadro/campo:
El estándar ATSC A/63 define resoluciones y velocidades de aspecto adicionales para señales de 50 Hz (PAL).
La especificación ATSC y MPEG-2 permiten el uso de fotogramas progresivos, incluso dentro de una secuencia de vídeo entrelazada. Por ejemplo, una estación que transmite una secuencia de video 1080i60 puede usar un método de codificación en el que esos 60 campos se codifican con 24 fotogramas progresivos y los metadatos indican al decodificador que los entrelace y realice un despliegue 3:2 antes de mostrarlos. Esto permite a las emisoras cambiar entre contenido entrelazado de 60 Hz (noticias, telenovelas) y progresivo de 24 Hz (horario de máxima audiencia) sin finalizar la secuencia MPEG-2 e introducir varios segundos de retraso a medida que el televisor cambia de formato. Esta es la razón por la cual las secuencias 1080p30 y 1080p24 permitidas por la especificación ATSC no se utilizan en la práctica.
Los formatos de 1080 líneas están codificados con matrices luma de 1920 × 1088 píxeles y matrices cromáticas de 960 × 540, pero las últimas 8 líneas se descartan mediante el proceso de visualización y decodificación MPEG-2.
ATSC A/72 es la revisión más reciente de los estándares ATSC para televisión digital, que permite el uso del formato de codificación de video H.264/AVC y señal 1080p60.
El audio MPEG-2 fue un contendiente para el estándar ATSC durante el tiroteo de la " Gran Alianza " de DTV , pero perdió ante Dolby AC-3 .
Las características técnicas de MPEG-2 en ATSC también son válidas para ISDB-T , salvo que en el TS principal se ha agregado un segundo programa para dispositivos móviles comprimido en MPEG-4 H.264 AVC para vídeo y AAC -LC para audio, principalmente conocido como 1seg .
MPEG-2 es uno de los tres formatos de codificación de video admitidos por Blu-ray Disc. Los primeros lanzamientos de Blu-ray normalmente usaban video MPEG-2, pero los lanzamientos recientes casi siempre están en H.264 u ocasionalmente en VC-1 . Solo se admite video MPEG-2 (MPEG-2 parte 2), Blu-ray no admite audio MPEG-2 (partes 3 y 7). Además, el formato contenedor utilizado en los discos Blu-ray es un flujo de transporte MPEG-2, independientemente de los códecs de audio y vídeo que se utilicen.
A partir del 3 de enero de 2024, las patentes MPEG-2 expiraron en todo el mundo, con la excepción únicamente de Malasia, donde se espera que la última patente expire en 2035. [29] La última patente estadounidense expiró el 23 de febrero de 2018. [30] [31]
MPEG LA , una organización privada de concesión de licencias de patentes, había adquirido derechos de más de 20 corporaciones y una universidad para licenciar un conjunto de patentes de aproximadamente 640 patentes en todo el mundo, que, según afirmaba, eran "esenciales" para el uso de la tecnología MPEG-2. Los titulares de las patentes incluían a Sony , Mitsubishi Electric , Fujitsu , Panasonic , Scientific Atlanta , Columbia University , Philips , General Instrument , Canon , Hitachi , JVC Kenwood , LG Electronics , NTT , Samsung , Sanyo , Sharp y Toshiba . [32] [33] Cuando se mantiene la patentabilidad del software y las patentes no han expirado (sólo Malasia), el uso de MPEG-2 requiere el pago de derechos de licencia a los titulares de las patentes. Otras patentes fueron licenciadas por Audio MPEG, Inc. [34] El desarrollo del estándar en sí tomó menos tiempo que las negociaciones de patentes. [35] La agrupación de patentes entre titulares de patentes esenciales y periféricas en el grupo MPEG-2 fue objeto de un estudio realizado por la Universidad de Wisconsin. [36]
Según el acuerdo de licencia de MPEG-2, cualquier uso de la tecnología MPEG-2 en países con patentes activas (Malasia) está sujeto a regalías . [37] Los codificadores y decodificadores MPEG-2 están sujetos a 0,35 dólares por unidad. [37] Además, cualquier medio empaquetado (DVD/transmisiones de datos) está sujeto a derechos de licencia según la duración de la grabación/transmisión. Anteriormente, las regalías tenían un precio más alto, pero se redujeron en varios momentos, el más reciente el 1 de enero de 2018. [37] Una crítica anterior al grupo de patentes MPEG-2 fue que, aunque el número de patentes había disminuido de 1.048 a 416 en junio En 2013, la tasa de licencia no había disminuido con la tasa de vencimiento de las patentes MPEG-2. [38] [39] [40]
Las siguientes organizaciones han poseído patentes para MPEG-2, según se enumeran en MPEG LA . Véase también Lista de patentes de MPEG-2 de Estados Unidos .
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: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )