MPEG (Moving Picture Experts Group), استانداردهایی برای فشرده سازی و کدگذاری تصاویر متحرک و صداهای مرتبط تعریف نموده که بر اساس آنها عمل ذخیره، انتقال، پخش و سایر موارد مربوط به ویدئو و صدای دیجیتال انجام می پذیرد.
فرمت‌های MPEG به طور گسترده در زمینه‌های مختلف، از پخش تلویزیونی گرفته تا پخش ویدئوهای اینترنتی، از رسانه‌های ذخیره‌سازی دیجیتال تا سیستم‌های کنفرانس ویدئویی مورد استفاده قرار می گیرند.
فرآیند توسعه و تاریخچه MPEG
MPEG در تاریخ 1988 در سازمان بین‌المللی استاندارد/کمیسیون بین‌المللی الکترو تکنیکی (ISO/IEC) تأسیس گردیده است.
اولین استاندارد MPEG-1 در سال 1993 تکمیل شد و مبنایی را برای ذخیره ویدئو و صدا بر روی CD-ROM ها فراهم نمود.
در ادامه ی این فرایند نیز استانداردهای دیگری مانند MPEG-2 (1995) که پایه و اساس پخش تلویزیون دیجیتال را پیریزی نمود، MPEG-4 (1999) که استانداردی بهینه سازی شده برای پخش ویدئوی اینترنتی و دستگاه های تلفن همراه ارایه می داد و H.264/MPEG-4 AVC (2003) برای ویدیو با کیفیت بالا توسعه داده شد.
امروزه نیز به مرور استانداردهای جدیدتر و کارآمدتر مانند H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding) و AV1 مورد استفاده قرار می گیرند.
اجزای بنیادی استانداردهای MPEG
در این بخش به طور کلی اجزای استانداردهای MPEG را معرفی می نماییم.
-
کدگذاری ویدیو:
الگوریتم های فشرده سازی و کدگذاری تصاویر.
این الگوریتم ها با حذف افزونگی مکانی و زمانی، حجم فایل را کاهش می دهند. -
کدگذاری صوتی:
الگوریتم های فشرده سازی و کدگذاری سیگنال های صوتی.
فرمت MP3 یکی از شناخته شده ترین نمونه های کدگذاری صوتی MPEG می باشد. -
لایه سیستم:
مکانیسم‌هایی برای همگام‌سازی داده‌های صوتی و تصویری، مدیریت جریان‌های چندرسانه‌ای و سایر عملکردهای سطح سیستمی ارایه می دهد.
مشخصات استانداردهای متفاوت MPEG
-
MPEG-1:
برای ذخیره ویدئو و صدا در CD-ROM طراحی شده است.
همچنین اساس فرمت VCD (Video CD) را تشکیل می دهد. -
MPEG-2:
به طور گسترده برای پخش تلویزیون دیجیتال (DVD، ماهواره و تلویزیون کابلی) به کار می رود.
از وضوح بالاتر و کیفیت تصویر بهتر پشتیبانی می کند. -
MPEG-4:
برای پخش ویدیوهای اینترنتی، دستگاه های تلفن همراه و برنامه های رسانه تعاملی طراحی شده است.
از پروفایل های مختلف کدنویسی از جمله کدنویسی شیءگرا پشتیبانی می کند. -
H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding):
راندمان فشرده سازی بالا و کیفیت تصویر بهتری ارائه می دهد.
در بسیاری از زمینه ها مانند دیسک های بلوری، پخش ویدئوی اینترنتی و پخش HDTV به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. -
H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding):
راندمان فشرده سازی بالاتری نسبت به H.264 ارائه می دهد و برای رزولوشن های 4K و 8K مناسب تر است. -
MPEG-7:
برای شناسایی و جستجوی محتوای چند رسانه ای توسعه یافته است.
اطلاعات فراداده محتوا مانند عنوان، نویسنده و خلاصه را سازماندهی می کند. -
MPEG-21:
به عنوان یک چارچوب چند رسانه ای طراحی شده است که، هدف آن ادغام استانداردهای مختلف MPEG و سایر فناوری ها می باشد.
مزایای فرمت های MPEG
-
راندمان فشرده سازی بالا:
فرمت های MPEG به طور قابل توجهی حجم فایل های ویدیویی و صوتی را کاهش می دهد که برای صرفه جویی در هزینه های ذخیره سازی و انتقال موثر واقع می گردد. -
سازگاری گسترده:
استانداردهای MPEG به طور یکپارچه با رایانه ها، تلویزیون ها، دستگاه های تلفن همراه و بسیاری از دستگاه ها و پلتفرم های مختلف سازگار می باشند. -
حوزه کاربردی چندگانه:
MPEG می تواند در طیف گسترده ای از برنامه ها، از پخش تلویزیونی تا پخش ویدئوهای اینترنتی، از ذخیره سازی دیجیتال تا کنفرانس ویدئویی مورد بهره برداری قرار گیرد.
معایب استانداردهای MPEG
-
افت کیفیت:
ممکن است در طول فرآیند فشرده سازی مقداری از کیفیت محتوا کاسته شود.
با این حال، یکی از اهداف استانداردهای مدرن و جدید MPEG به حداقل رساندن این تلفات می‌باشد. -
اختراعات و مجوزها:
برخی از فناوریهای MPEG توسط پتنت‌ها محافظت می‌شوند و ممکن است برای استفاده به هزینه‌های مجوز نیاز داشته باشند.
استانداردهای MPEG از آغاز راه تا به امروز، نقش مهمی در محبوبیت و توسعه صوت و تصویر دیجیتالی ایفا نموده اند.
با پیشرفت پیوسته ی فناوریهای مختلف، استانداردهای MPEG جدید و کارآمد همچنان ظهور خواهد نمود.
البته این استانداردها با پشتیبانی از وضوح بالاتر، کیفیت تصویر بهتر و نرخ بیت پایین، به نقش بی بدیل خود در زمینه ی تجربیات چند رسانه ای آینده ادامه خواهند داد.