MPEG

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Alguns formatos de mídia digital bem conhecidos (até 2005) e os padrões MPEG que eles usam

O Moving Picture Experts Group (MPEG) é uma aliança de grupos de trabalho estabelecidos em conjunto pela ISO e IEC que estabelece padrões para codificação de mídia, incluindo codificação de compressão de áudio, vídeo, gráficos e dados genômicos; e transmissão e formatos de arquivo para várias aplicações.[1] Juntamente com o JPEG, o MPEG é organizado sob ISO/IEC JTC 1/SC 29Codificação de informações de áudio, imagem, multimídia e hipermídia (ISO/IEC Joint Technical Committee 1, Subcommittee 29).[2][3][4][5][6][7]

Os formatos MPEG são usados ​​em vários sistemas multimídia. Os formatos de mídia MPEG antigos mais conhecidos geralmente usam codificação de mídia MPEG-1, MPEG-2 e MPEG-4 AVC e fluxos de transporte de sistemas MPEG-2 e fluxos de programas. Os sistemas mais novos geralmente usam o formato de arquivo de mídia básico MPEG e streaming dinâmico (também conhecido como MPEG-DASH).

História[editar | editar código-fonte]

O MPEG foi criado em 1988 por iniciativa do Dr. Hiroshi Yasuda (NTT) e do Dr. Leonardo Chiariglione (CSELT).[8] Chiariglione foi o presidente do grupo (chamado Convenor na terminologia ISO/IEC) desde o seu início até 6 de junho de 2020. A primeira reunião do MPEG foi em maio de 1988 em Ottawa, Canadá.[9][10][11]

Começando na época do projeto MPEG-4 no final da década de 1990 e continuando até o presente, o MPEG cresceu para incluir aproximadamente 300 a 500 membros por reunião de várias indústrias, universidades e instituições de pesquisa.

Em 6 de junho de 2020, a seção MPEG do site pessoal de Chiariglione foi atualizada para informar aos leitores que ele havia se aposentado como Convenor, e ele disse que o grupo MPEG (então SC 29/WG 11) "foi fechado".[12] Chiariglione descreveu suas razões para deixar o cargo em seu blog pessoal.[13] Sua decisão seguiu um processo de reestruturação dentro do SC 29, no qual "alguns dos subgrupos do WG 11 (MPEG) [tornaram-se] grupos de trabalho (WGs) e grupos consultivos (AGs) distintos do MPEG" em julho de 2020.[3] O Prof. Jörn Ostermann da Universidade de Hannover foi nomeado Convenor Interino do SC 29/WG 11 durante o período de reestruturação e foi então nomeado Convocador do Grupo Consultivo 2 do SC 29, que coordena as atividades técnicas gerais do MPEG.

A estrutura do MPEG que substituiu o antigo Grupo de Trabalho 11 inclui três Grupos Consultivos (AGs) e sete Grupos de Trabalho (WGs)[2]

  • SC 29/AG 2: Coordenação Técnica MPEG (Organizador: Prof. Joern Ostermann da Universidade de Hannover, Alemanha)
  • SC 29/AG 3: MPEG Liaison and Communication (Organizador: Prof. Kyuheon Kim da Kyung Hee University, Coreia)
  • SC 29/AG 5: Avaliação de qualidade visual MPEG (Organizador: Dr. Mathias Wien da RWTH Aachen University, Alemanha)
  • SC 29/WG 2: Requisitos Técnicos MPEG (Organizador: Dr. Igor Curcio da Nokia, Finlândia)
  • SC 29/WG 3: Sistemas MPEG (Organizador: Dr. Youngkwon Lim da Samsung, Coréia)
  • SC 29/WG 4: Codificação de Vídeo MPEG (Organizador: Prof. Lu Yu da Universidade de Zhejiang, China)
  • SC 29/WG 5: MPEG Joint Video Coding Team com ITU-T SG16 (Organizador: Prof. Jens-Rainer Ohm da RWTH Aachen University, Alemanha; anteriormente co-presidindo com o Dr. Gary Sullivan da Microsoft, Estados Unidos)
  • SC 29/WG 6: Codificação de áudio MPEG (Organizador: Dr. Schuyler Quackenbush do Audio Research Labs, Estados Unidos)
  • SC 29/WG 7: Codificação MPEG 3D Graphics (Organizador: Prof. Marius Preda do Institut Mines-Télécom SudParis)
  • SC 29/WG 8: Codificação Genômica MPEG (Organizador: Dr. Marco Mattavelli da EPFL, Suíça)

A primeira reunião na estrutura atual foi realizada em outubro de 2020. Ela (e todas as outras reuniões do MPEG a partir de abril de 2020) foi realizada virtualmente por teleconferência devido à pandemia de COVID-19.[14]

Cooperação com outros grupos[editar | editar código-fonte]

MPEG-2[editar | editar código-fonte]

O desenvolvimento do MPEG-2 incluiu um projeto conjunto entre o MPEG e o ITU-T Study Group 15 (que mais tarde se tornou o ITU-T SG16), resultando na publicação do padrão de sistemas MPEG-2 (ISO/IEC 13818-1, incluindo seus fluxos de transporte e fluxos de programa) como ITU-TH.222.0 e o padrão de vídeo MPEG-2 (ISO/IEC 13818-2) como ITU-TH.262. Sakae Okubo (NTT), foi o coordenador do ITU-T e presidiu os acordos sobre seus requisitos.

Joint Video Team[editar | editar código-fonte]

Joint Video Team (JVT) foi um projeto conjunto entre ITU-T SG16/Q.6 (Study Group 16 / Questão 6) – VCEG (Video Coding Experts Group) e ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 – MPEG para o desenvolvimento de uma recomendação ITU-T de codificação de vídeo e padrão internacional ISO/IEC..[4][15] Foi formado em 2001 e teve como principal resultado o H.264/MPEG-4 AVC (MPEG-4 Part 10), que reduz a taxa de dados para codificação de vídeo em cerca de 50%, em comparação com o então -padrão ITU-T H.262 / MPEG-2 atual.[16] O JVT foi presidido pelo Dr. Gary Sullivan, com vice-presidentes Dr. Thomas Wiegand do Instituto Heinrich Hertz na Alemanha e Dr. Ajay Luthra do Motorola nos Estados Unidos.

Joint Collaborative Team on Video Coding[editar | editar código-fonte]

Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) foi um grupo de especialistas em codificação de vídeo do ITU-T Study Group 16 (VCEG) e ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 (MPEG). Foi criado em 2010 para desenvolver a Codificação de Vídeo de Alta Eficiência (HEVC, MPEG-H Parte 2, ITU-TH.265), um padrão de codificação de vídeo que reduz ainda mais em cerca de 50% a taxa de dados necessária para codificação de vídeo, em comparação com o então atual padrão ITU-T H.264 / ISO/IEC 14496-10.[17][18] JCT-VC foi co-presidido pelo Prof. Jens-Rainer Ohm e Gary Sullivan.

Joint Video Experts Team[editar | editar código-fonte]

Joint Video Experts Team (JVET) é um grupo conjunto de especialistas em codificação de vídeo do ITU-T Study Group 16 (VCEG) e ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 (MPEG) criado em 2017 após uma fase de exploração que começou em 2015.[19] A JVET desenvolveu o Versatile Video Coding (VVC, MPEG-I Parte 3, ITU-TH.266), concluído em julho de 2020, que reduz ainda mais a taxa de dados para codificação de vídeo em cerca de 50%, em comparação com o o então atual padrão ITU-T H.265 / HEVC, e o JCT-VC foi incorporado ao JVET em julho de 2020. Como o JCT-VC, o JVET foi co-presidido por Jens-Rainer Ohm e Gary Sullivan, até julho de 2021, quando Ohm tornou-se o único presidente (depois que Sullivan se tornou o presidente do SC 29).

Padrões[editar | editar código-fonte]

Os padrões MPEG consistem em diferentes Partes. Cada parte cobre um determinado aspecto de toda a especificação.[20] As normas também especificam perfis e níveis. Os perfis destinam-se a definir um conjunto de ferramentas que estão disponíveis e os níveis definem o intervalo de valores apropriados para as propriedades associadas a eles.[21] Alguns dos padrões MPEG aprovados foram revisados ​​por emendas posteriores e/ou novas edições.

Os principais formatos de compressão MPEG e padrões relacionados incluem:[22]

  • MPEG-1 (1993): Codificação de imagens em movimento e áudio associado para mídia de armazenamento digital em até cerca de 1,5 Mbit/s (ISO/IEC 11172). Essa versão inicial é conhecida como formato de arquivo com perdas e é o primeiro padrão de compactação MPEG para áudio e vídeo. É comumente limitado a cerca de 1,5 Mbit/s, embora a especificação seja capaz de taxas de bits muito mais altas. Ele foi basicamente projetado para permitir que imagens em movimento e som fossem codificados na taxa de bits de um CD. É usado em CD de vídeo e pode ser usado para vídeo de baixa qualidade em DVD de vídeo. Foi usado em serviços de TV digital por satélite/cabo antes de o MPEG-2 se tornar difundido. Para atender ao requisito de bit baixo, o MPEG-1 diminui a resolução das imagens, bem como usa taxas de imagem de apenas 24–30 Hz, resultando em uma qualidade moderada.[23] Inclui o popular formato de compressão de áudio MPEG-1 Audio Layer III (MP3).
  • MPEG-2 (1996): Codificação genérica de imagens em movimento e informações de áudio associadas (ISO/IEC 13818). Padrões de transporte, vídeo e áudio para televisão com qualidade de transmissão. O padrão MPEG-2 era consideravelmente mais amplo em escopo e apelo mais amplo – suportando entrelaçamento e alta definição. O MPEG-2 é considerado importante porque foi escolhido como o esquema de compressão para a televisão digital over-the-air ATSC, DVB e ISDB, serviços de TV digital via satélite como Dish Network, sinais digitais de televisão a cabo, SVCD e DVD Video.[23] Também é usado em discos Blu-ray, mas eles normalmente usam MPEG-4 Parte 10 ou SMPTE VC-1 para conteúdo de alta definição.
  • MPEG-4 (1998): Codificação de objetos audiovisuais. (ISO/IEC 14496) O MPEG-4 fornece uma estrutura para algoritmos de compactação mais avançados, resultando potencialmente em taxas de compactação mais altas em comparação com o MPEG-2 ao custo de requisitos computacionais mais altos. O MPEG-4 também suporta Gerenciamento e Proteção de Propriedade Intelectual (IPMP), que fornece a facilidade de usar tecnologias proprietárias para gerenciar e proteger conteúdo como gerenciamento de direitos digitais.[24] Ele também oferece suporte a MPEG-J, uma solução totalmente programática para a criação de aplicativos multimídia interativos personalizados ( ambiente de aplicativo Java com uma API Java) e muitos outros recursos.[25][26][27] Dois novos padrões de codificação de vídeo de maior eficiência (mais recentes que o vídeo MPEG-2) estão incluídos:
    • MPEG-4 Parte 2 (incluindo seus perfis Simples e Simples Avançado) e
    • MPEG-4 AVC (MPEG-4 Parte 10 ou ITU-TH.264, 2003). MPEG-4 AVC pode ser usado em discos HD DVD e Blu-ray, juntamente com VC-1 e MPEG-2.

O MPEG-4 AVC foi escolhido como o esquema de compressão de vídeo para transmissão de televisão aberta no Brasil (ISDB-TB), baseado no sistema de televisão digital do Japão (ISDB-T).[28]

Um projeto MPEG-3 foi cancelado. O MPEG-3 foi planejado para lidar com a padronização da compactação escalável e multi-resolução[23] e foi planejado para a compactação HDTV, mas foi considerado desnecessário e foi mesclado com o MPEG-2; como resultado, não há padrão MPEG-3.[23][29] O projeto MPEG-3 cancelado não deve ser confundido com MP3, que é MPEG-1 ou MPEG-2 Audio Layer III.

Além disso, os seguintes padrões, embora não sejam avanços sequenciais para o padrão de codificação de vídeo como MPEG-1 a MPEG-4, são referidos por notação semelhante:

  • MPEG-7 (2002): Interface de descrição de conteúdo multimídia . (ISO/IEC 15938)
  • MPEG-21 (2001): Estrutura multimídia (MPEG-21). (ISO/IEC 21000) O MPEG descreve esse padrão como uma estrutura multimídia e fornece gerenciamento e proteção de propriedade intelectual.

Além disso, mais recentemente do que outros padrões acima, o MPEG produziu os seguintes padrões internacionais; cada um dos padrões contém múltiplas tecnologias MPEG para uma variedade de aplicações.[30][31][32][33][34] (Por exemplo, MPEG-A inclui várias tecnologias no formato de aplicativo multimídia.)

  • MPEG-A (2007): Formato de aplicativo multimídia (MPEG-A). (ISO/IEC 23000) (por exemplo, uma explicação da finalidade dos formatos de aplicativo multimídia,[35] formato de aplicativo de reprodutor de música MPEG, formato de aplicativo de reprodutor de foto MPEG e outros)
  • MPEG-B (2006): tecnologias de sistemas MPEG. (ISO/IEC 23001) (por exemplo, formato MPEG binário para XML,[36] Fragment Request Units (FRUs), Bitstream Syntax Description Language (BSDL) e outros)
  • MPEG-C (2006): tecnologias de vídeo MPEG. (ISO/IEC 23002) (por exemplo, requisitos de precisão para implementação da transformação de cosseno discreto inverso 8x8 de saída inteira[37] e outros)
  • MPEG-D (2007): tecnologias de áudio MPEG. (ISO/IEC 23003) (por exemplo, MPEG Surround,[38]
  • MPEG-E (2007): Middleware de multimídia . (ISO/IEC 23004) (também conhecido como M3W) (por exemplo, arquitetura,[39] interface de programação de aplicativo multimídia (API), modelo de componente e outros)
  • MPEG-G (2019) Genomic Information Representation (ISO/IEC 23092), Partes 1–6 para transporte e armazenamento, codificação, metadados e APIs, software de referência, conformidade e anotações
  • Tecnologias de mídia suplementar (2008, posteriormente substituídas e retiradas). (ISO/IEC 29116) Ele tinha uma parte publicada, protocolos de formato de aplicativo de streaming de mídia, que mais tarde foi substituído e revisado nos protocolos MPEG-M Part 4's MPEG extensible middleware (MPEG-M).[40]
  • MPEG-V (2011): Contexto e controle de mídia. (ISO/IEC 23005) (também conhecido como troca de informações com mundos virtuais)[41][42] (por exemplo, características de avatar, informações do sensor, arquitetura[43][44]
  • MPEG-M (2010): MPEG eXtensible Middleware (MXM). (ISO/IEC 23006)[45][46][47] (por exemplo, arquitetura e tecnologias MXM,[48] API e protocolos MPEG extensible middleware (MXM)[49])
  • MPEG-U (2010): interfaces de usuário de mídia avançada. (ISO/IEC 23007)[50][51] (por exemplo, Widgets)
  • MPEG-H (2013): Codificação de Alta Eficiência e Entrega de Mídia em Ambientes Heterogêneos . (ISO/IEC 23008) Parte 1 – Transporte de mídia MPEG; Parte 2 – Codificação de Vídeo de Alta Eficiência (HEVC, ITU-T H.265); Parte 3 – Áudio 3D.
  • MPEG-DASH (2012): Tecnologia da informação – Streaming adaptativo dinâmico sobre HTTP (DASH). (ISO/IEC 23009) Parte 1 – Descrição da apresentação de mídia e formatos de segmento
  • MPEG-I (2020): Representação Codificada de Mídia Imersiva[52] (ISO/IEC 23090), incluindo Parte 2 Formato de Mídia Omnidirecional (OMAF) e Parte 3 – Codificação de Vídeo Versátil (VVC, ITU-T H.266)
  • MPEG-CICP (ISO/IEC 23091) Coding-Independent Code Points (CICP), Partes 1–4 para sistemas, vídeo, áudio e uso de pontos de código de vídeo
Grupos de padrões MPEG[31][32][33][53][54]
Abreviação de grupo de padrões Título Número de série padrão ISO/IEC Primeira data de lançamento público (Primeira edição) Descrição
MPEG-1 Codificação de imagens em movimento e áudio associado para mídia de armazenamento digital em até cerca de 1,5 Mbit/s ISO/IEC 11172 1993 Embora o título se concentre em taxas de bits de 1,5 Mbit/s e inferiores, o padrão também é capaz de taxas de bits mais altas.
MPEG-2 Codificação genérica de imagens em movimento e informações de áudio associadas ISO/IEC 13818 1995
MPEG-3 N/A N/A N/A Abandonado como desnecessário; requisitos incorporados ao MPEG-2
MPEG-4 Codificação de Objetos Audiovisuais ISO/IEC 14496 1999
MPEG-7 Interface de descrição de conteúdo multimídia ISO/IEC 15938 2002
MPEG-21 Estrutura Multimídia ISO/IEC 21000 2001
MPEG-A Formato de aplicativo multimídia ISO/IEC 23000 2007
MPEG-B Tecnologias de Sistemas MPEG ISO/IEC 23001 2006
MPEG-C Tecnologias de Vídeo MPEG ISO/IEC 23002 2006
MPEG-D Tecnologias de Áudio MPEG ISO/IEC 23003 2007
MPEG-E Middleware multimídia ISO/IEC 23004 2007
MPEG-V Contexto e controle da mídia ISO/IEC 23005[43] 2011
MPEG-M MPEG eXtensible Middleware (MXM) ISO/IEC 23006[48] 2010
MPEG-U Interfaces de usuário de rich media ISO/IEC 23007[50] 2010
MPEG-H Codificação de alta eficiência e entrega de mídia em ambientes heterogêneos ISO/IEC 23008[55] 2013
MPEG-DASH Transmissão dinâmica adaptável por HTTP ISO/IEC 23009 2012
MPEG-I Representação codificada de mídia imersiva ISO/IEC 23090 2020
MPEG-CICP Pontos de código independentes de codificação ISO/IEC 23091 2018 Originalmente parte do MPEG-B
MPEG-G Representação da Informação Genômica ISO/IEC 23092 2019
MPEG-IoMT Internet das Coisas da Mídia ISO/IEC 23093[56] 2019
MPEG-5 Codificação Geral de Vídeo ISO/IEC 23094 2020 Codificação de vídeo essencial (EVC) e codificação de vídeo de aprimoramento de baixa complexidade (LCEVC)
(Nenhum) Tecnologias de Mídia Suplementar ISO/IEC 29116 2008 Retirado e substituído por MPEG-M Parte 4 - protocolos MPEG extensible middleware (MXM)

Processo de padronização[editar | editar código-fonte]

Uma norma publicada pela ISO/IEC é a última etapa de um processo de aprovação que começa com a proposta de um novo trabalho dentro de um comitê. As etapas do processo de desenvolvimento padrão incluem:[9][57][58][59][60][61]

  • NP ou NWIP – New Project ou New Work Item Proposal
  • AWI – Approved Work Item
  • WD – Working Draft
  • CD ou CDAM – Committee Draft ou Committee Draft Amendment
  • DIS ou DAM – Draft International Standard ou Draft Amendment
  • FDIS ou FDAM – Final Draft International Standard ou Final Draft Amendment
  • IS ou AMD – International Standard ou Amendment

Outras abreviaturas:

  • DTR – Draft Technical Report (para informação)
  • TR – Technical Report
  • DCOR – Draft Technical Corrigendum (para correções)
  • COR – Technical Corrigendum

Uma proposta de trabalho (Nova Proposta) é aprovada no nível do Subcomitê e depois no nível do Comitê Técnico (SC 29 e JTC 1, respectivamente, no caso do MPEG). Quando o escopo do novo trabalho é suficientemente esclarecido, o MPEG costuma abrir "chamadas de propostas". O primeiro documento produzido para os padrões de codificação de áudio e vídeo é geralmente chamado de modelo de teste. Quando uma confiança suficiente na estabilidade do padrão em desenvolvimento é alcançada, um Minuta de Trabalho (WD) é produzido. Quando um WD é suficientemente sólido (normalmente depois de produzir vários WDs numerados), o próximo rascunho é emitido como um Rascunho do Comitê (CD) (geralmente no horário planejado) e é enviado aos Órgãos Nacionais (NBs) para comentários. Quando um consenso é alcançado para prosseguir para a próxima etapa, o rascunho torna-se um Projeto de Norma Internacional (DIS) e é enviado para outra cédula. Após uma revisão e comentários emitidos por NBs e uma resolução de comentários no grupo de trabalho, um Projeto de Norma Internacional Final (FDIS) é normalmente emitido para uma cédula de aprovação final. A cédula de aprovação final é votada pelos Organismos Nacionais, sem alterações técnicas permitidas (uma cédula de aprovação sim/não). Se aprovado, o documento torna-se um Padrão Internacional (IS). Nos casos em que o texto for considerado suficientemente maduro, as etapas WD, CD e/ou FDIS podem ser puladas. O desenvolvimento de um padrão é concluído quando o documento FDIS é emitido, sendo o estágio FDIS apenas para aprovação final e, na prática, o estágio FDIS para padrões MPEG sempre resultou em aprovação. Após uma revisão e comentários emitidos por NBs e uma resolução de comentários no grupo de trabalho, um Projeto de Norma Internacional Final (FDIS) é normalmente emitido para uma cédula de aprovação final. A cédula de aprovação final é votada pelos Organismos Nacionais, sem alterações técnicas permitidas (uma cédula de aprovação sim/não). Se aprovado, o documento torna-se um Padrão Internacional (IS). Nos casos em que o texto for considerado suficientemente maduro, as etapas WD, CD e/ou FDIS podem ser puladas. O desenvolvimento de um padrão é concluído quando o documento FDIS é emitido, sendo o estágio FDIS apenas para aprovação final e, na prática, o estágio FDIS para padrões MPEG sempre resultou em aprovação. Após uma revisão e comentários emitidos por NBs e uma resolução de comentários no grupo de trabalho, um Projeto de Norma Internacional Final (FDIS) é normalmente emitido para uma cédula de aprovação final. A cédula de aprovação final é votada pelos Organismos Nacionais, sem alterações técnicas permitidas (uma cédula de aprovação sim/não). Se aprovado, o documento torna-se um Padrão Internacional (IS). Nos casos em que o texto for considerado suficientemente maduro, as etapas WD, CD e/ou FDIS podem ser puladas. O desenvolvimento de um padrão é concluído quando o documento FDIS é emitido, sendo o estágio FDIS apenas para aprovação final e, na prática, o estágio FDIS para padrões MPEG sempre resultou em aprovação. A cédula de aprovação final é votada pelos Organismos Nacionais, sem alterações técnicas permitidas (uma cédula de aprovação sim/não). Se aprovado, o documento torna-se um Padrão Internacional (IS). Nos casos em que o texto for considerado suficientemente maduro, as etapas WD, CD e/ou FDIS podem ser puladas. O desenvolvimento de um padrão é concluído quando o documento FDIS é emitido, sendo o estágio FDIS apenas para aprovação final e, na prática, o estágio FDIS para padrões MPEG sempre resultou em aprovação. A cédula de aprovação final é votada pelos Organismos Nacionais, sem alterações técnicas permitidas (uma cédula de aprovação sim/não). Se aprovado, o documento torna-se um Padrão Internacional (IS). Nos casos em que o texto for considerado suficientemente maduro, as etapas WD, CD e/ou FDIS podem ser puladas. O desenvolvimento de um padrão é concluído quando o documento FDIS é emitido, sendo o estágio FDIS apenas para aprovação final e, na prática, o estágio FDIS para padrões MPEG sempre resultou em aprovação.[9]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

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