MPEG-2

Το πρότυπο MPEG-2 αποτελεί το επόμενο σύνολο οπτικοακουστικών προτύπων της MPEG κοινότητας. Σε αντίθεση με το MPEG-1, το MPEG-2 σχεδιάστηκε για να υποστηρίζει μεγαλύτερο εύρος ζώνης, υψηλότερη ποιότητα, ρυθμούς δεδομένων από 4 έως 9 Mbps και αρχικά υιοθετήθηκε σε συστήματα εκπομπής ψηφιακής τηλεόρασης. Με τα χρόνια, τόσο το πρότυπο, όσο και ο ρυθμός δεδομένων, επεκτάθηκαν για να συμπεριλάβουν βίντεο υψηλής ανάλυσης στα πλαίσια της ΗDTV. Το MPEG-2 επικυρώθηκε το 1994. Όπως και το MPEG-1, υποστηρίζει συμπιεσμένες ροές ήχου και βίντεο, αλλά επιπλέον παρέχει υποστήριξη για ροές δεδομένων συστήματος. Το επίπεδο συστήματος καθορίζει τις διαμορφώσεις των ροών προγράμματος (program stream) και των ροών μεταφοράς (transport stream). Πρόκειται για δύο περιέχοντα (container) πρότυπα διαμόρφωσης, υπό την έννοια ότι λαμβάνουν πακετοποιημένες στοιχειώδεις ροές (Packetized Elementary Streams - PES), δηλαδή μορφοποιημένες και συμπιεσμένες ροές δεδομένων βίντεο και ήχου, και τις πολυπλέκουν σε μία μοναδική ροή για να εξυπηρετήσουν διάφορους σκοπούς. Η ροή προγράμματος έχει προδιαγραφεί για την αποθήκευση σε αξιόπιστα μέσα, όπως δίσκους, ενώ η ροή μεταφοράς έχει σχεδιαστεί για τη μετάδοση σε περιπτώσεις όπου είναι πιθανές απώλειες δεδομένων και καθυστερήσεις και ταυτόχρονα πρέπει να διατηρείται ο συγχρονισμός. Στο πλαίσιο του MPEG-2, έχουν γίνει σημαντικές επενδύσεις και υποδομές για την εκπομπή ψηφιακής τηλεόρασης σε δορυφορικά και καλωδιακά δίκτυα. Επίσης, το τμήμα του προτύπου για το βίντεο έχει υιοθετηθεί από τα δημοφιλή DVD πρότυπα διαμόρφωσης (digitai versatile disk ή digital video disk). Μερικά από τα σημαντικά χαρακτηριστικά της MPEG-2 κωδικοποίησης είναι τα εξής:

• Το MPEG-2 κωδικοποιεί το βίντεο χρησιμοποιώντας πλαίσια Ι, Ρ, και Β, όπως το MPEG-1, με υποστοιχειακή προσέγγιση (μισού εικονοστοιχείου) των διανυσμάτων κίνησης.
• Το MPEG-2 υποστηρίζει διεμπλεγμένο βίντεο. Το διεμπλεγμένο βίντεο αποτελείται από εναλλασσόμενα πεδία. Κατά συνέπεια, κατά την συμπίεση μεταξύ πλαισίων, πεδία πρέπει να προβλεφθούν από πεδία. Για τον λόγο αυτόν, το MPEG-2 ορίζει διαφορετικούς τρόπους πρόβλεψης, για να επιτυγχάνεται η πρόβλεψη πλαισίων από πλαίσια, πεδίων από πεδία και πεδίων από πλαίσια.
• Εκτός από την περίπτωση συμπίεσης βίντεο και ήχου, το MPEG-2 σχεδιάστηκε επίσης ως πρότυπο μετάδοσης, που υποστηρίζει διάφορα πρότυπα διαμόρφωσης πακέτων και έχει τη δυνατότητα διόρθωσης λαθών κατά τη μετάδοση σε ενθόρυβα κανάλια.
• Μία νέα θεώρηση που εισήγαγε το βίντεο MPEG-2 ήταν η κλιμακούμενη κωδικοποίηση (scalable encoding), η οποία παράγει κωδικοποιημένες δυαδικές ροές, κατά τρόπον ώστε αποκωδικοποιητές διαφορετικής πολυπλοκότητας να μπορούν να αποκωδικοποιούν διαφορετικές αναλύσεις και επομένως να εξάγουν διαφορετική ποιότητα από την ίδια ροή δεδομένων. Αυτό επιτρέπει να έχουμε αφενός κωδικοποιητές που κωδικοποιούν μία φορά και υποστηρίζουν διαφορετικές περιπτώσεις εύρους ζώνης και αφετέρου να έχουμε τερματικούς αποκωδικοποιητές διαφορετικής πολυπλοκότητας. Η κλιμάκωση επιτυγχάνεται καθώς το βίvτεο της εισόδου υφίσταται προεπεξεργασία σε ένα βασικό και ένα ενισχυμένο επίπεδο. Τα δύο επίπεδα κωδικοποιούvται ξεχωριστά. Επομένως, ένας αποκωδικοποιητής τυπικών δυνατοτήτων μπορεί να επιλέξει να αγνοήσει το εμπλουτισμένο επίπεδο, ή αν έχει υψηλότερες δυνατότητες, να αποκωδικοποιήσει το εμπλουτισμένο επίπεδο, για να προκύψει βίντεο καλύτερης ποιότητας^[1] .