-это аббревиатура от Moving Picture Experts Group - Экспертная Группа по Подвижным Изображениям, занимающаяся разработкой форматов MPEG. Эта группа определяет стандарты в цифровом видео, среди которых MPEG-1 - стандарт, используемый в Видео компакт-дисках, MPEG-2 стандарт, используемый на DVD и SVCD, DVB (цифровое телевидение), MPEG-4 стандарт, используемый в потоковом видео и лежащий в основе таких технологий как DivX, XviD и 3ivx. Как формат, по сравнению с M-JPEG, этот стандарт обеспечивает сокращение общего объёма данных на 75-80% без потери визуального качества. Эта экспертная группа работает под совместным руководством двух организаций - ISO (Организация по международным стандартам) и IEC (Международная электротехническая комиссия). Официальное название группы - ISO/IEC JTC1 SC29 WG11. Ее задача - разработка единых норм кодирования аудио- и видеосигналов. Стандарты MPEG используются в технологиях CD-i и CD-Video, являются частью стандарта DVD, активно применяются в цифровом радиовещании, в кабельном и спутниковом ТВ, Интернет-радио, мультимедийных компьютерных продуктах, в коммуникациях по каналам ISDN и многих других электронных информационных системах.

MPEG-1 - первый представитель семейства MPEG сжатия. Как стандарт был утверждён в 1992 году, как формат реализован в 1993 году. Размер изображения в MPEG-1 соответствует размеру CIF, поскольку в качестве носителя информации был выбран CD-диск, а на момент выхода стандарта CD-ROM приводы были односкоростными, получилось, что скорость видеопотока в формате MPEG-1 ограничена 150 Кб/с. В реальной жизни это вылилось в формат NTSC 352×240, 30 кадров в секунду и формат PAL/SECAM 352×288, 25 кадров в секунду. На основе формата сжатия MPEG-1 был разработан формат видео диска VideoCD (VCD).

Это очень популярный формат во всём мире, с основой, взятой от кодека JPG. Сжатие в нем производится сериями по три кадра. Это один из самых старых кодеков, так что, практически на любых, даже самых «слабых» машинах можно просмотреть видео со стереозвуком в этом формате. Однако и качество изображения невысокое: оно сравнимо с привычным аналоговым форматом VHS. Картинка имеет разрешение 352х288 точек, да и качество ее оставляет желать лучшего. И хотя MPEG-1 не требователен к ресурсам, его судьба предрешена: с развитием ёмкости и скорости передачи данных в компьютерах и Интернете формат будет постепенно забываться.

Как происходит сжатие информации в этом формате? Предположим, что у нас есть следующая сцена: автомобиль движется из пункта «А» в пункт «Б». Перемещение машины можно описать двумя параметрами: вектором перемещения из точки «А» в точку «Б» и углом поворота вокруг своей оси. Задний план при этом остается неизменным или почти неизменным - зритель вряд ли обратит внимание на колебания мелких веток у дальних деревьев. Следовательно, можно разбить кадр на две составные части - задний план, который сохраняется один раз, а затем подставляется при воспроизведении всех кадров, и область, где движется машина, - ее придется записывать отдельно для каждого кадра.

В формате MPEG-1 все кадры видеоролика подразделяются на три типа: I-, P- и B-кадры. К первому типу (I-кадры, Intra Frames) относятся опорные кадры. Их изображения сохраняются в полном объеме в формате JPEG. Для P-кадров (Predicted Frames) записываются только отличия от предыдущего i-кадра, что требует намного меньше дискового пространства. Для B-кадров (Bi-DirectiOnally Interpolated Frames) сохраняются отличия от предыдущего и следующего I- или P-кадра.

В итоге размер сжатого файла составляет примерно 1/35 от исходного. Это значит, что полуторачасовой фильм с качеством, эквивалентным аналоговой записи на кассете VHS, в формате MPEG-1 поместится на два компакт-диска. Для передачи через Internet или в сетях спутникового вещания этот стандарт, конечно же, не подходит.

MPEG-2 - представляет собой дальнейшее расширение MPEG-1. В нем увеличен рекомендуемый размер кадра - теперь он составляет 1920 x 1080 точек, добавлена поддержка шестиканального звука. Однако для воспроизведения видео в этом формате требуется более высокая вычислительная мощность компьютера.

Следует отметить, что велась работа над созданием стандарта MPEG-3 (не нужно путать с популярным форматом сжатия звука - MPEG-1 Audio Layer 3). Он должен был стать базовым для систем цифрового телевидения высокой четкости HDTV. Но работа над ним была прервана, т.к. нужные для HDTV требования удалось реализовать в виде небольших расширений к MPEG-2.

Доминирующий формат на сегодня это MPEG-2 с разрешением 720х576 точек. Все DVD-video диски работают в формате MPEG-2. Трансляции со спутников в несколько каналов на одной частоте, эфирная трансляция, в том числе ТВ высокой четкости, разнообразные плееры DVD, microMV-видеокамеры используют этот формат сжатия. После триумфального успеха MPEG-1, новый формат, обеспечивающий практически профессиональное качество картинки, утверждался довольно долго, и получился очень удачным. MPEG-2 подходит для записи полуторачасового фильма отличного качества на стандартный диск DVD (4,7 Гб). Кроме того, в этом формате можно записывать на двойные DVD (9 Гб) фильмы повышенного качества с использованием нескольких разных дорожек звука (дубляж), разных форматов многоканального звучания, субтитров, разных углов обзора видеоматериала (несколько синхронных дорожек видео) и других цифровых новшеств. Среди них, например, присутствует произвольный мгновенный доступ к любой части видеоматериала на диске и отсутствие перемотки при достижении конца видеоматериала, что раньше являлось довольно большой проблемой.

MPEG-2 позволяет использовать разрешения вплоть до 1920х1080 пикселов (25 кадров в секунду, с полями и без полей, с прогрессивной разверткой) и поддерживает 6-канальный звук.

Особенности этого формата широко использует компания Sony в своем расширенном стандарте microMV, хотя поток информации там повышен до 12 Мбит/с (по сравнению с максимальным стандартом DVD 9,8 Мбит/с), а размер кассеты уменьшен (по сравнению с DV). Недавно появились камеры, которые пишут сразу на miniDVD диски в формате MPEG-2. Они имеют несколько важных достоинств - перезапись дисков до 1000 раз без потери качества, доступность материала и некоторые другие преимущества. Но очевиден и недостаток - ограниченный объем записанного материала (до 30 минут на 1 miniDVD диск). Хотя для любительских съемок это очень подходящий вариант: миниDVD диски прекрасно воспроизводятся на бытовых плеерах и ПК, а программы идущие с такими камерами позволяют проводить монтаж на любом компьютере, оснащенном DVD-приводом.

Этот стандарт был разработан для того, чтобы охватить широкий диапазон требований работы с видео: от «VHS качества» до различных HDTV «профилей». Скорости передачи данных могут варьироваться в пределах между 1.2 и 15 Mbps, что представляет интерес использования MPEG-2 в передаче цифрового телевидения, включая HDTV контент, для которого система и была задумана. Процесс кодирования видео очень сложен, но процесс получения декодированных данных вполне доступен. Алгоритм компрессии MPEG-2 используется в стандартах ATSC и DVB, а также на SuperVCD и DVD видео дисках.

Стандарт утверждён в 1996 году. На возникновение и массовое распространение MPEG-2 повлияло три вещи - DVD, цифровое спутниковое телевидение и телевидение высокого разрешения - HDTV. Помимо выросшего разрешения видеоизображения появилась возможность работать с блоками 8х8, 16х8 и 16х16, новые алгоритмы сжатия и удаления избыточной информации, изменяемая точность квантования сигнала.

MPEG-3 - был разработан для HDTV приложений с высокими параметрами в системах телевидения высокой чёткости (high-defenition television, HDTV) – с максимальным разрешением (1920*1080*30) и скоростью потока 20 - 40 Mbps. Он не давал принципиальных улучшений по сравнению с MPEG-2 (да и к тому же MPEG-2 стал широко использоваться в разных вариантах, в том числе и для HDTV). Стандарт не получил распространения и «умер». Кстати, формат MP3 , который иногда путают с MPEG-3, предназначен только для сжатия аудиоинформации и полное название MP3 звучит как MPEG Audio Layer III.

MPEG-4 - открытый стандарт определённый Рабочей Группой 11 (Motion Picture Expert Group) ISO в октябре 1998 года (дата первого проекта стандарта). Это поистине революционный стандарт для наступившей цифровой эры. MPEG-4 учитывает в себе согласованный диапазон требований выдвинутых представителями цифровой аудиовизуальной промышленности. С использованием нововведений, MPEG-4 предлагает лучшее сжатие, интерактивность, а через универсальный доступ к Интернет или через беспроводный доступ к окружающим медиа ресурсам. Стандарт обеспечивает совместимость с другими важными стандартами, такими как H.263 и VRML. Его основное предназначение (по мнению разработчиков) - передача достаточно качественного видео в средах (сетях) с относительно малой пропускной способностью. Основное нововведение в стандарте MPEG-4: в отличие от предыдущих стандартов, которые делили изображение при обработке на прямоугольники, MPEG-4 оперирует объектами произвольной формы. Это позволяет достичь большей степени компрессии при сопоставимом качестве, однако взамен требует заведомо более мощного процессора (от 400 Мгц и выше). Самая популярная на сегодняшний момент разновидность кодека – DivX VOB Files - DVD Video. Любой DVD фильм записан в так называемом VOB файле. Обычно VOB файлы содержат объединённые Dolby Digital аудио и MPEG-2 видео потоки.

В MPEG 4 усовершенствован алгоритм сжатия, качество и эффективность которого повышены при всех поддерживаемых значениях скорости передачи данных. Степень сжатия MPEG-4 такова, что позволяет записать полнометражный художественный фильм на один компакт диск. Небольшой объем видео файлов позволяет обмениваться ими и по сети. По этим причинам он и стал наиболее популярным в области «компьютерного» видео. Сегодня почти все фильмы на компакт дисках пишутся в MPEG-4.

M1V - расширение имени файла MPEG, содержащего только видеоданные. MPG – видео файл, в котором содержится видео, закодированное MPEG1 или MPEG2.

WMV (Windows Media Video) - цифровой видео формат, созданный и контролируемый компанией Microsoft©. WMV - видео файл, записанный в формате Windows Media. WMV - это универсальное название комплексного технологического решения, начавшегося с версии 7 (WMV7), в котором Microsoft использовала собственный формат кодирования MPEG-4 видео (и как это не удивительно не совместимого с другими MPEG-4 технологиями). Один из конкурентов форматов RealMedia, QuickTime (кодек Sorenson), XviD и DivX (первоначально основанный на взломанном WMV кодеке). Аудио данные кодируются в формат WMA.

VCD - VideoCD. Формат записи видеоданных на CD. Существует в трех версиях - 1.0 (практически не встречается), 1.1 и 2.0. Позволяет записать на диск до 80 минут видео. Качество сопоставимо с VHS. Видео файлы на VCD используют MPEG1 с битрейтом до 1150Кб\с. Аудио может быть стерео или моно. В случае моно звука допускаются две звуковые дорожки - по одной на каждый канал. Разрешение VCD - 352×288 (PAL), 352×240 (NTSC). Возможна также запись караоке-трека.

DAT - файл, скопированный с VCD\SVCD диска. Содержит в себе MPEG1\2 видеопоток. Смотреть его можно и так, но желательно убрать лишнюю информацию с помощью VCDGear.

MOV - формат Apple Quicktime. Может содержать любой кодек, CBR или VBR. Обычно у них расширение .QT или .MOV. Формат файлов с расширением MOV был разработан компанией Apple для компьютеров Macintosh и позже перенесен на платформу PC. С 1993 по 1995 г. этот формат был доминирующим. Последняя его версия за номером 4.1 позволяет передавать данные в потоковом режиме. Это значит, что нет необходимости полностью загружать файл, чтобы начать просмотр видеоролика. Однако с появлением спецификаций MPEG данный формат постепенно теряет популярность. Основная его проблема заключается в том, что стандарт QuickTime - закрытый. Способы, с помощью которых кодируется видео, Apple держит в секрете. Следовательно, сторонние программисты не могут написать программ, сжимающих видео в этот формат.

VID - переименованный AVI. Также содержит измененный заголовок файла с FourCC = COL1. После замены на FourCC на DIV3, играется с помощью кодека DivX 4.

DVD - Digital Versatile Disc. Иногда расшифровывается как Digital Video Disc. Диск такого же физического размера, как и CD, но обладающий намного большим объемом записи. Благодаря этому, на диск можно записать видео с меньшим коэфиициентом сжатия и, соотвественно, большим битрейтом. Видео файлы на DVD используют MPEG2 с битрейтом до 3000-8000Кб\с. Аудио может быть многоканальное (АС3, например). Разрешение DVD - 720×480 (NTSC), 720×576 (PAL). Для воспроизведения на компьютере надо иметь DVD-дисковод и программу воспроизведения DVD-дисков (например, PowerDVD).

SWF - ShockWare Flash. Файлы SWF создаются с помощью программного продукта Macromedia Flash. SWF называют также форматом Flash Player. Формат предназначен для хранения векторной графики и анимационных клипов, которые могут содержать звук. Для его просмотра используется проигрыватель Flash Player, а также современные Web-браузеры. Редактировать SWF-файлы нельзя.

FLV (Flash Video) - формат файлов, используемый для передачи видео через Интернет. Используется такими сервисами, как YouTube, Google Video, RuTube, Tube.BY, Муви, Obivu и другими. Хотя описание формата контейнера было открыто, кодеки защищены патентами, и остаются собственническими.

Файлы в формате FLV можно просматривать в большинстве операционных систем, поскольку он использует широко распространённый Adobe Flash и плагины к большинству браузеров, а также поддерживается многими программами для воспроизведения видео, например, MPlayer, VLC media player, Media Player Classic) и другими программами, работающими с помощью DirectShow.

JPEG ( Joint Photographic Experts Group ) - алгоритм сжатия неподвижного изображения. Формат JPEG изначально предусматривает контролируемое, но необратимое ухудшение качества. Основная идея этого алгоритма сжатия заключается в том, что вся «картинка» разбивается на квадраты 8×8 точек, а изображение в каждом квадрате раскладывается на гармоники (преобразование Фурье). Сохраняются только основные гармоники, а значения остальных грубо округляются. Особенностью формата сжатия JPEG является действительно быстрая (полный кадр за 1/50 секунды) и высокая компрессия (в 10 … 100 раз).

Фотография заката в формате JPEG с уменьшением степени сжатия слева направо

Традиционно формат JPEG применяется для компрессии полноцветных изображений и изображений в градациях серого без резких переходов яркости, обеспечивая, пожалуй, наилучшее цифровое сжатие. Переход от монохромного изображения к цветному RGB увеличивает объем картинки всего в полтора раза, а не в три.

Формат JPEG используют web-камеры и web-видеосерверы, - видеонаблюдение в этом случае возможно вести в окне стандартного браузера. Необходимо иметь в виду, что «живая» полноформатная картинка в формате JPEG может передаваться по каналам связи не менее 64К. При сжатии видео по алгоритму JPEG теряется часть информации, но достигаются большие коэффициенты компрессии.

На сегодняшний день JPEG является лучшим форматом для фотографий и изображений с большим числом цветов. Удобен для использования в Интернете или пересылке по электронной почте.

Естественным и логическим этапом развития мобильной связи является возможность передачи и просмотра видео на мобильных телефонах. В сетях GSM в настоящее время возможен достаточно комфортный просмотр видеоинформации, предварительно скачанной из сети, или приготовленной собственноручно.

В настоящее время практически все вендоры мобильного рынка оснащают свои аппараты встроенными камерами с возможностью записи и воспроизведения видео файлов. Используемый при этом видео-формат основан на протоколе MP4/3gp, однако это совсем не значит, что современные телефоны не умеют понимать и другие форматы представления видеоданных.

Примеры мобильных форматов видео:

3GPP (3rd Generation Partnership Project) - стандарт индустриального формата мультимедиа файлов, разработанный для использования в мобильных сетях третьего поколения (3G). Основная область применения 3GPP - это обмен данными между устройствами типа PDA или мобильными телефонами. Формат поддерживает видео, аудио, текстовые и потоковые данные упакованные в .3gp файл. Установив необходимые компоненты, вы получите возможность просматривать файлы в этом формате, включая переданные или присланные по электронной почте с беспроводных устройств или мобильных устройств 3GPP является частным случаем MP4 Video. Этот стандарт вошел в обиход сравнительно недавно, благодаря компании Philips, приложившей немало усилий для адаптации стандарта MPEG-4 для потокового вещания.

Стандарт 3GPP стал основным в камерофонах с возможностью записи видео. Изначально он являлся базовым в смартфонах SonyEricsson, для них был даже разработан специальный софт для просмотра компанией PacketVideo - PVPlayer, позволяющий проигрывать видео на полный экран. В настоящее время этот проигрыватель доступен практически для всех смартфонов на базе операционных систем Symbian, Windows Mobile, а также для КПК класса PocketPC.

К достоинствам формата можно отнести то, что при несовпадении размеров изначальной картинки, она автоматически преобразуется в размер, поддерживаемый телефоном. Однако качество видеороликов очень низкое, т.к. изначально этот формат предназначался для оперативной записи видеоматериала с помощью встроенной камеры, последующего просмотра и отправки в качестве вложения в MMS (ограничение в 100 Кб).

Низкое качество видео обусловлено низким разрешением картинки, которое может быть либо QCIF (176×144), либо sub-QCIF (128×96), низкой частотой кадров - не более 15 в секунду, и особенностями записи звука. Звук, сопровождающий видеофрагмент, может быть записан в формате AMR (максимальный поток 12.2 кбит/c), либо WB AMR (поток 23.05 кбит/с).

3GPP2 - продолжение развития технологии 3GPP.

Real Video - самый распространенный сетевой потоковый аудио/видео стандарт, предложенный фирмой RealOne, широко используемый для представления в Интернете и кабельных сетях музыки и видео. Стандарт завоевал огромную популярность во всем мире как средство размещения в Интернете аудио/видео контента с малым размером файлов и вполне приличным качеством. Небольшой размер выходного файла позволяет существенно экономить трафик при трансляции по каналам связи, в том числе и в GSM-сетях. Файлы RealVideo обычно имеют расширение ».rm», ».ram» или ».rmvb».

Для воспроизведения на телефоне файл должен иметь геометрию изображения не больше 208×176 точек и содержать общий поток данных не выше 340 кБит/с.

MP4 – это сокращенное обозначение формата MPEG-4 Part 14. Этот формат также может упоминаться как MPEG-4 AVC, где AVC (Advanced Video Coding) означает расширенное кодирование видео. Как видно из названия формата, он предназначен для работы с видео файлами и впервые предложен в 1998. MP4 представляет собой контейнерный формат, который позволяет комбинировать в одном файле аудио, видео, субтитры и картинки. Видеофайлы этого стандарта имеют расширение *.mp4 и *.3gp. Все плееры, способные проигрывать MP4, могут проигрывать и 3GPP, и наоборот.

Подробная таблица сравнения видео форматов.

VICS Video - формат, успешно применяемый в европейских беспроводных сетях TV-вещания.

Формат является потоковым и предназначен для просмотра он-лайн видео. Файлы этого стандарта имеют расширение .vic . Плеер для просмотра такого видео (под названием VICS NanoPlayer) существует для различных платформ, в том числе и для Symbian S60. Особого интереса формат не представляет.

MobiClip Video - классический MPEG-1. В октябре 2003 компания MobiClip представила очень интересный формат. Формат является по сути универсальным. Файлы, сконвертированные в этом формате, имеют расширение *.mo и могут нести в себе звук, видео и flash-анимацию.

На сайте производителя этот формат рекламируется как мобильное полноэкранное видео «без тормозов». Существенным его ограничением является его непотоковый характер, то есть для просмотра необходимо загрузить весь файл целиком. Другим, не принципиальным, но существенным ограничением формата является большой объем полученных файлов. Таким образом, на телефонах появился формат видео, способный обеспечить высокое качество изображения при практически кинематографической частоте кадров. Качество воспроизведения зависит лишь от объема доступной памяти. Видеоролик проигрывается на полный экран.

В современных устройствах возможен также просмотр видео в форматах DivX и AVI.

Следует также отметить, что практически любой видеоролик, снятый на мобильный телефон, соответствует требованиям интернета, поскольку главное требование к форматам для интернета - компактность. На такие форматы и ориентировались создатели видеохостингов.

Существует огромное множество форматов видео файлов, как и их создателей. Одним из основных принципов при их разработке является ориентир на максимально возможное качество изображения видео (и звука) в совокупности с минимально возможным объемом размера файла, что обеспечивает рациональное использование памяти (на жестком диске компьютера или сменном носителе) при хорошем качестве видео и особенно актуально для использования в сетях.

Стандарты цифрового видео модифицируются так быстро, что уже очень скоро (через 5-10 лет) мы будем смотреть высококачественное телевидение, основанное на одной из новых технологий сжатия видео, а также получать огромное количество информации за единицу времени (за счёт большого коэффициента сжатия) из всемирной сети Internet