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MPEG-2 （ ITUによって定義されたH.222/H.262とも呼ばれる）は、「動画と関連する音声情報の汎用符号化」の標準規格です。 [ 1 ]これは、現在利用可能なストレージメディアと伝送帯域幅を使用して映画を保存および送信できる、非可逆ビデオ圧縮と非可逆オーディオデータ圧縮方式の組み合わせを説明しています。MPEG-2は、 H.264/AVCやH.265/HEVCなどの新しい標準規格ほど効率的ではありませんが、既存のハードウェアおよびソフトウェアとの下位互換性があるため、たとえば地上デジタルテレビ放送やDVD-Video規格などで広く使用されています。
MPEG-2は、地上波、ケーブル、衛星放送などのテレビシステムで放送されるデジタルテレビ信号のフォーマットとして広く使用されています。また、 DVDや類似のディスクで配布される映画やその他の番組のフォーマットも規定しています。テレビ局、テレビ受信機、DVDプレーヤーなどの機器は、多くの場合この規格に合わせて設計されています。MPEG-2は、動画専門家グループ（MPEG）によって開発された複数の規格のうちの2番目であり、国際規格（ISO / IEC 13818、「情報技術 - 動画および関連する音声情報の汎用符号化」）です。MPEG-2のパート1とパート2はITU-Tとの協力のもと開発され、ITU-T勧告シリーズにそれぞれカタログ番号が付与されています。
MPEG-2はほとんどのデジタルテレビおよびDVDフォーマットの中核を成す規格ですが、それらを完全に規定するものではありません。地域機関は、規格の様々な側面を制限または拡張することで、それぞれのニーズに合わせてMPEG-2を適応させることができます。詳しくは「ビデオプロファイルとレベル」を参照してください。
MPEG-2 パート 1 (ISO/IEC 13818-1 および ITU-T 勧告 H.222.0 [ 2 ] [ 3 ] ) の「システム」というタイトルでは、2 つの異なるが関連性のあるコンテナ フォーマットが定義されています。1 つはトランスポート ストリームで、固定または移動伝送媒体を介してデジタル ビデオとオーディオをストリーミングするために、1 つのデータ パケットを 4 つのATMデータ パケットで送信するように設計されたデータ パケット フォーマットです。ストリームの開始と終了は、無線周波数、ケーブル、リニア記録媒体など、識別できない場合があります。例としては、ATSC / DVB / ISDB / SBTVD放送、テープへのHDV記録などがあります。もう 1 つはプログラム ストリームで、トランスポート ストリームよりもオーバーヘッドが少ないMPEG-1コンテナ フォーマットの拡張バージョンです。プログラム ストリームは、ハードディスク ドライブ、光ディスク、フラッシュ メモリなどのランダム アクセス ストレージ メディア向けに設計されています。
トランスポート ストリームファイル形式には、 Blu-rayディスクで使用されるM2TS 、書き換え可能な DVD で使用されるAVCHD 、コンパクト フラッシュカードで使用されるHDVなどがあります。プログラム ストリームファイルには、DVDで使用されるVOBや、短命に終わったHD DVDで使用される Enhanced VOB などがあります。標準の MPEG-2トランスポート ストリームは、188 バイトのパケットで構成されています。M2TS では、各パケットの先頭に、2 ビットのコピー許可インジケータと 30 ビットのタイムスタンプを含む 4 バイトが追加されます。
ISOは、「SMPTE Registration Authority, LLC」をMPEG-2フォーマット識別子の登録機関として認可しました。MPEG-2トランスポートの登録記述子は、ISO/IEC 13818-1によって提供され、フォーマットが必ずしも国際的に認められた標準ではない場合でも、標準のユーザーがデータを曖昧さなく伝送できるようにします。この規定により、MPEG-2トランスポート標準はあらゆる種類のデータを伝送できると同時に、基となるプライベートデータの特性を曖昧さなく識別する方法を提供できるようになります。[ 4 ]
MPEG-2 Part 2 (ISO/IEC 13818-2 および ITU-T Rec. H.262) は、「ビデオ」と題され、以前のMPEG-1 Part 2規格と似ていますが、アナログ放送テレビシステムで使用される形式であるインターレースビデオのサポートが追加されています。MPEG-2 ビデオは、特に標準解像度で 1 Mbit/s未満の低ビットレートには最適化されていません。すべての規格準拠の MPEG-2 ビデオデコーダは、制約パラメータビットストリーム (CPB) 制限に準拠した MPEG-1 ビデオストリームを完全に再生できます。
MPEG-2ビデオおよびシステムは、いくつかの改良を加えて、一部のHDTV伝送システムでも使用されており、地上波ATSCデジタルテレビの標準フォーマットとなっています。[ 5 ]
MPEG-2はMPEG-1と比較して新しい音声エンコード方式を導入しています。[ 6 ]
MPEG-2 Part 3 (ISO/IEC 13818-3)、「オーディオ」というタイトルのこの規格は、2チャンネルを超えるオーディオ プログラムのコーディングを可能にすることで、MPEG-1 のオーディオを拡張し、最大 5.1 マルチチャンネルまで対応しています。この方式は MPEG-1 との下位互換性があり、MPEG-1 オーディオ デコーダーでプレゼンテーションの 2 つの主要なステレオ コンポーネントをデコードできます。[ 7 ]この拡張機能は、 MPEG マルチチャンネルまたは MPEG-2 BC (下位互換性)と呼ばれます。 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
MPEG-2 パート 3 では、MPEG-1 オーディオ レイヤー I、II、III の追加のビット レートとサンプリング レートも定義されています。[ 12 ]この拡張は、新しいサンプリング レートが MPEG-1 で定義されているサンプリング レート (32、44.1、48 kHz) の 1/2 倍 (16、22.05、24 kHz) であるため、MPEG-2 LSF (低サンプリング周波数) として知られています 。
MPEG-2 Part 7 (ISO/IEC 13818-7) は、Advanced Audio Coding (AAC)というタイトルで、かなり異なる、下位互換性のないオーディオ フォーマットを規定しています。[ 10 ]このフォーマットは一般的に Advanced Audio Coding (AAC) と呼ばれていますが、元々は MPEG-2 NBC (下位互換性なし) と呼ばれていました。[ 8 ] [ 9 ] [ 13 ]
AACは、以前のMPEGオーディオ規格よりも効率的で、ハイブリッドフィルタバンクを持たない点で、前身であるMPEG-1 Part 3 Audio Layer 3よりも複雑さが少ないと言えます。8～96kHzのサンプリングレートで1～48チャンネルをサポートし 、マルチチャンネル、多言語、マルチプログラム機能を備えています。[ 6 ]
AACはMPEG-4パート3でも定義されています。
MPEG-2規格は「パート」として公開されています。各パートは、仕様全体の特定の側面を網羅しています。
MPEG-2は、MPEG-1の欠点を克服するために開発された。
MPEG-1の既知の弱点：
NTTの大久保栄氏は、H.262/MPEG-2 Part 2ビデオ符号化規格の開発に関するITU-Tコーディネーターであり、 MPEGの MPEG-2 規格セットの要件委員長を務めた。 [ 26 ] MPEG-2 技術の基盤となる特許の大部分は、ソニー(311 件の特許)、トムソン(198 件の特許)、三菱電機(119 件の特許) の 3 社が所有している。[ 27 ]現代電子(現在のSK ハイニックス) は、1995 年に最初の MPEG-2 SAVI (システム/オーディオ/ビデオ) デコーダを開発した。[ 28 ]
.mpg、、.mpegおよびは、.m2vMPEG-2 オーディオおよびビデオ ファイル形式で使用されるファイル名拡張子の一部です。.mpg特に、およびは.mpegMPEG-1 形式でも使用されます。
ファイル拡張子MP3（正式にはMPEG-1 Audio Layer IIIまたはMPEG-2 Audio Layer III）は、ドイツのフラウンホーファー協会が主に開発し、米国をはじめとする各国のデジタル科学者の支援を受けて開発されたデジタルオーディオの符号化フォーマットです。
DVD -Video規格はMPEG-2ビデオを使用するが、いくつかの制限を設けている。
HDVは、DVカセットテープに高精細MPEG-2ビデオを記録および再生するためのフォーマットです。
MODとTODは、民生用デジタルファイルベースビデオカメラで使用される記録フォーマットです。
XDCAMは、プロフェッショナル向けのファイルベースのビデオ録画フォーマットです。
DVB規格におけるMPEG-2ビデオに関するアプリケーション固有の制限事項：
SDTVで許可されている解像度：
HDTVの場合：
米国で使用されているATSC A/53規格は、メインプロファイル@ハイレベル（MP@HL）でMPEG-2ビデオを使用し、 放送テレビでは最大ビットレートが19.39 Mbit/s、ケーブルテレビでは38.8 Mbit/s、4:2:0クロマサブサンプリング形式、必須の色度情報などの追加制限があります。
ATSCでは、以下のビデオ解像度、アスペクト比、フレームレート／フィールドレートが使用可能です。
ATSC規格A/63は、50Hz（PAL）信号の追加解像度とアスペクト比を定義しています 。
ATSC規格とMPEG-2では、インターレース方式のビデオシーケンス内でもプログレッシブフレームの使用が認められています。例えば、1080i60のビデオシーケンスを送信する放送局は、60フィールドを24のプログレッシブフレームで符号化し、メタデータによってデコーダーにインターレース処理と3:2プルダウン処理を指示してから表示させる方式を採用できます。これにより、放送局はMPEG-2シーケンスを終了させることなく、またテレビがフォーマットを切り替える際に数秒の遅延を発生させることなく、 60Hzインターレース（ニュース、連続ドラマ）と24Hz プログレッシブ（プライムタイム）のコンテンツを切り替えることができます。これが、ATSC規格で認められている1080p30や1080p24シーケンスが実際には使用されていない理由です。
1080ラインフォーマットは、1920×1088ピクセルの輝度マトリックスと960×540ピクセルの色差マトリックスでエンコードされますが、最後の8ラインはMPEG-2のデコードおよび表示プロセスで破棄されます。
ATSC A/72は、デジタルテレビ向けのATSC規格の最新改訂版であり、H.264/AVCビデオコーディングフォーマットと1080p60信号の使用を可能にしている。
MPEG-2オーディオは、 DTVの「グランドアライアンス」競争においてATSC規格の候補の一つでしたが、ドルビーAC-3に敗れました。
ATSC の MPEG-2 の技術的特徴はISDB-Tにも適用されますが、主な点として、TS は、主に1segとして知られる、ビデオ用にMPEG-4 H.264 AVC、オーディオ用にAAC -LC で圧縮されたモバイル デバイス用の第 2 のプログラムを集約しています。
MPEG-2は、Blu-ray Discでサポートされている3つのビデオコーデックフォーマットの1つです。初期のBlu-rayリリースでは通常MPEG-2ビデオが使用されていましたが、最近のリリースではほぼ常に H.264、またはまれにVC-1が使用されています。サポートされているのはMPEG-2ビデオ（MPEG-2パート2）のみで、Blu-rayはMPEG-2オーディオ（パート3および7）をサポートしていません。さらに、Blu-rayディスクで使用されるコンテナフォーマットは、オーディオおよびビデオコーデックの種類に関係なく、MPEG-2トランスポートストリームです。
2024年1月3日現在、MPEG-2の特許は世界中で失効しており、マレーシアのみ例外で、最後の特許は2035年に失効する予定です。[ 29 ]米国の最後の特許は2018年2月23日に失効しました。[ 30 ] [ 31 ]
民間の特許ライセンス組織であるMPEG LA は、20 社以上の企業と 1 つの大学から、MPEG-2 技術の使用に「不可欠」であると主張する、世界中の約 640 件の特許のライセンス権を取得しました。特許権者には、ソニー、三菱電機、富士通、パナソニック、サイエンティフィック アトランタ、コロンビア大学、フィリップス、ゼネラル インストゥルメント、キヤノン、日立、JVC ケンウッド、LG エレクトロニクス、NTT、サムスン、三洋電機、シャープ、東芝が含まれます。[ 32 ] [ 33 ]ソフトウェアの特許性が維持され、特許が失効していない場合(マレーシアのみ)、MPEG-2 の使用には、特許権者へのライセンス料の支払いが必要です。その他の特許は、Audio MPEG, Inc. によってライセンスされました。[ 34 ]標準自体の開発には、特許交渉よりも時間がかかりませんでした。[ 35 ] MPEG-2 プールにおける必須特許権者と周辺特許権者間の特許共有は、ウィスコンシン大学による研究の対象となった。[ 36 ]
MPEG-2 ライセンス契約によれば、有効な特許を有する国 (マレーシア) での MPEG-2 技術の使用にはロイヤリティが課せられます。[ 37 ] MPEG-2 エンコーダおよびデコーダには、1 台あたり $0.35 が課せられます。[ 37 ]また、パッケージ化されたメディア (DVD/データ ストリーム) には、録画/放送の長さに応じたライセンス料が課せられます。ロイヤリティは以前はもっと高額でしたが、何度か引き下げられ、直近では 2018 年 1 月 1 日に引き下げられました。[ 37 ] MPEG-2 特許プールに対する以前の批判は、特許の数が 2013 年 6 月までに 1,048 から 416 に減少したにもかかわらず、ライセンス料が MPEG-2 特許の有効期限切れ率に合わせて減っていないというものでした。[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]
MPEG LAに掲載されているように、以下の組織がMPEG-2の特許を保有しています。米国MPEG-2特許一覧も参照してください。
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