Infos zum Codec MPEG2

 

Geschichte vom Codec MPEG2

MPEG2 war der zweite Standard, den die Moving Picture Experts Group entwickelt und definiert hat. Dies geschah in den Jahren von 1991 bis 1994, mit einer endgültigen Standardisierung in 1996.

Grundsätzliche Informationen zum Codec MPEG2

Der MPEG2-Codec ist prinzipiell zu behandeln wie jeder andere Codec auch, wäre da nicht seine enorme Relevanz für die DVD. Diese baut beinahe komplett auf dem MPEG2-Codec auf. (DVDs unterstützen eigentlich auch MPEG1-codierte Videos, jedoch ist MPEG2 zum Standard geworden.) Der Codec ist die Weiterentwicklung von MPEG1. In der Zeit von 1991 bis 1994 wurden die meisten Standards und Verfahren, auch die für MPEG2, entwickelt. Im Jahre 1996 wurden sie dann von der ISO/IEC als internationale Standards festgelegt.

Erweiterungen an MPEG2 wurden noch bis ins Jahr 2000 vorgenommen. MPEG2 ist der Standardcodec für die SVCD (Super-Video-CD), die DVD, für DVB (Digital Video Broadcasting) sowie für HDTV. Das Hauptaugenmerk bei der Entwicklung lag nicht unbedingt auf einer möglichst hohen Kompression, sondern auf der Herstellung hochqualitativer DVD-Videos. Der „normale“ Anwender wird MPEG2 nutzen, um damit eigene DVDs zu erzeugen. Damit dies auch verhältnismäßig einfach geschieht, wurden in das MPEG2-Format verschiedene Profile und Level integriert. Das wirklich relevante MP@ML bedeutet nichts anderes als Main Profile at Main Level – eine maximale Kompatibilität zu allen möglichen DVD-Playern ist mit diesem Profil gewährleistet.

Der Nutzer einer HDV-Kamera zeichnet seine Daten zwar auf Band auf, tut dies jedoch im MPEG2-Format. Dies führt nicht selten zu Problemen durch sogenannte Drop Outs - plötzliche Stillstände von weniger als 1 Sekunde. Der Grund liegt in der Struktur von MPEG2: Es arbeitet mit der GOP, der Group of Pictures. I-, B- und P-Frames definieren ein gesamtes MPEG2-Video. Im Falle eines Drop Outs auf der HDV-Kamera entsteht exakt an der Stelle eines I- Frames ein Fehler in der Aufzeichnung. Die nachfolgenden B- und P- Frames sind allein nicht in der Lage ein Bild darzustellen, da sie nicht alle relevanten Bildinformationen speichern. Die Folge: Bis zum nächsten I-Frame passiert gar nichts mehr. MPEG2 soll im Laufe der Zeit abgelöst werden durch andere Videocodecs, die genau- so gut oder sogar noch besser komprimieren bei mindestens gleich bleibender Bildqualität. Dazu zählen z.B. AVCHD oder auch MPEG4.

Technische Daten zum Codec MPEG2

Bei MPEG2 findet die Codierung mittels DCT statt. MPEG2 existiert in zwei Containerformaten: dem Transport Stream und dem Program Stream. Der Transport Stream wird z. B. bei DVB-T-Übertragungen verwendet, bei welchen es zu einem Datenausfall während der Übertragung kommen kann (also bei Medien, die nicht stabil sind). Der Program Stream wird auf DVDs oder SVCDs verwendet - Medien, die wiederum stabil sind. Im Gegensatz zu MPEG1 lässt MPEG2 die Arbeit mit interlaced Material zu, was den Codec sehr interessant für die Fernsehindustrie macht.

Wenn Sie MPEG2 speziell für die Erstellung von DVDs nutzen möchten, dann müssen Ihnen einige grundsätzliche Definitionen bekannt sein:

Auflösung: 720 x 576, 704 x 576, 352 x 576 oder 352 x 288 Pixel (bei PAL)

Bildformat: 4:3 oder 16:9

Framerate: 25 Bilder/s (bei PAL)

Maximale Videobitrate: 9,8 Mbit/s

Minimale Videobitrate: 300 kbit/s

Farbraum YUV

GOP: maximal 15 Frames (bei PAL)

Sie sollten standardmäßig mit Bitraten von 5 bis 7 Mbit/s arbeiten, da zu hohe Bitraten, oder auch zu niedrige, zu Artefakten führen können. Um besonders hochwertige MPEG2-Videos zu erzeugen, kann die Datentiefe der DCT von 8 auf 9 oder 10 bit erhöht werden. Gleiches gilt für das Farbsampling, welches von 4:2:0 auch auf 4:2:2 oder gar 4:4:4 hochgesetzt werden kann.

Anwendungsgebiete des Codecs MPEG2

Wie bereits gesagt, findet MPEG2 ein breites Anwendungsspektrum. Hauptsächlich ist es jedoch für den DVD-Produzenten interessant. Wird MPEG2 außerhalb von DVDs genutzt, so muss damit gerechnet werden, dass der Codec auf langsameren Rechnern nicht vernünftig lauffähig ist.

Qualität des Codecs MPEG2 (in Schulnoten)

  - Qualität - - Codiergeschwindigkeit - - Dateigröße -
SD 1 1 2
HD 1 2 3

Download von Beispielen

Laden Sie hier ein Ausgangsvideo, sowie unterschiedlich codierte Videos herunter, um an den einzelnen Beispielen zu sehen, wo Schwachstellen des Codecs liegen (Blockartefakte, Schärfeverluste, Chroma- und Lumaverluste, etc.)