MPEG Profile and Level , MPEG的類型與等級說明

MPEG-2視訊標準的技術規範中常見: 6 種類型 (Profile), 4 種等級 (Level) 組成,並採用分級編碼。


※Profile 一種集合式類型 (MPEG-2)
這裡所謂的 Profile (類型) 是指 MPEG-2 的編碼處理方法,每一種類型都包括:不同的GOP結構安排、不同的資料編碼設定值、不同的顏色深度取樣、 不同附加功能 的一個組合。越高階的類型編碼越精細,但不一定會得到更好的畫質;要得到好的畫質,必須有相對應該類型足夠的資料量(Bitrate)。而高層級類型解碼器,都能向下相容來使用低層級類型編碼影像。MPEG-2 Profile 共分 6 種類型:主要提供不同的 Bitrate 比特率大小。

 

※ Level 層級 (MPEG-2)

所謂層級是指 MPEG-2 的輸入對應到輸出的格式,標示從有限清晰度的 VHS HDTV,每一種格式編碼的背, 都有一個相對應的解析度範圍,從 352x240 1920x1080影像格式 SD 符合 ITU-R Rec.BT 601 格式,影像格式 HD 符合 ITU-R Rec.BT 709 格式

 

P1. Simple Profile (簡單類型) SP
※ Simple Profile @ Main Level (簡單類型 搭配 主要層級)
● Simple Profile @ Main Level
也寫成 SP @ ML
Main Level最大解析度720x480 (576)

● SP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps
● GOP 編碼型式 (Picture Coding Types),只提供 I 與 P 二種 Frame 型式。

 

P2. Main Profile (主要類型) MP
主要類型 MP,比簡單類型 SP 增加了一種雙向預測方法 (B Frame ),就是 GOP 編碼型式,I、B 、P 三種 Frame 型式。在相同 Bitrate (比特率)之下,將比簡單類型有更好的影像品質。

 

※ Main Profile @ Low Level (主要類型 搭配 低階層級)
● Main Profile @ Low Level
也寫成 MP @ LL
● Low Level最大解析度 352x240 (288)

● MP @ LL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 4 Mbps

 

※ Main Profile @ Main Level (主要類型 搭配 主要層級)
● Main Profile @ Main Level
也寫成 MP @ ML (主要類型 搭配 主要層級)
● Main Level,最大解析度720x480 (576)

● MP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps

 

※ Main Profile @ High 1440 Level (主要類型 搭配 高階1440層級)
● Main Profile @ High 1440 Level
也寫成 MP @ H14L 。
● High 1440 Level,最大解析度 1440x1080 (1088)

● MP @ H14L,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 60 Mbps

※ Main Profile @ High Level  (主要類型 搭配 高階層級) :
● Main Profile @ High Level
也寫成 MP @ HL
● High Level,最大解析度1920x1080 (1088)

● MP @ HL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 80 Mbps

 

P3. 422 Profile (422 類型) 422 P
422 Profile它是主要類型的延伸 (4:2:2 Profile)4:2:2  (發音4比2比2) 主要是由 SONY 與大批廠商共同努力下,推出採用MPEG-2 MP @ ML 的改進類型 MPEG-2422P @ ML 壓縮演算法更適用於拍攝影像節目製作要求的資料壓縮處理方法,像是 Betacam-SX,以兩格(I  影格和 B 影格)作為一個 GOP,既保證了廣播級的影像品質,又實現了高穩定性以及高速的資料傳輸。例如:422P 它支援 4:2:2 亮度(Luminance) / 彩度(Chrominance) 取樣解析度在 SD 720x480 像素, 資料秒率最高 50 Mbps。解析度在 HD 1920x1080 像素, 資料秒率最高 300 Mbps。這種高畫質是為了剪輯母檔和母片歸檔而設立的。

 

※ 422 Profile @ Main Level(422類型 搭配 主要層級)
● 422 Profile @ Main Level
也寫成 422P @ ML 
● Main Level,最大解析度720x480 (576)

● 422 P@ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 50 Mbps

 

※ 422 Profile @ High Level (422類型 搭配 高階層級)
● 422 Profile @ High Level
也寫成 422P @ HL
● High Level,最大解析度1920x1080 (1088)

● 422P @ HL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 300 Mbps

 

P4. Signal to Noise Ratio Scalable Profile (信噪比可分級類型) SNRP
本類型 Adobe Media Encoder 與 Premiere Pro CS & CC 尚未支援。
現有部份數位電視廣播系統 BVD 就利用了MPEG-2的這種可分級性,使數位信號能同時覆蓋接收條件好的和接收條件差的地區,並且能使接收良好和無法接收之外的過渡區域,也能得到更為平順的收視品質,同時粗編碼的低階層信號,可以有較強的抗干擾能力,可以有更大的收視覆蓋範圍。

 

※ Signal to Noise Ratio Scalable Profile @ Low Level (信噪比可分級類型 搭配 低階層級)
● Signal to Noise Ratio Scalable Profile @ Low Level,
也寫成 SNR P @ LL
● Low Level,最大解析度 352x240 (288)

● SNR P @ LL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 4 Mbps

 

※ SNR Profile @ Main Level (信噪比可分級類型 搭配 主要層級)
● SNR Profile @ Main Level
也寫成 SNR P @ ML
● SNR Level,最大解析度720x480 (576)

● SNR P @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps

 

P5. Spatially Scalable Profile (空間可分級類型) SSP
本類型 Adobe Media Encoder 與 Premiere Pro CS & CC 尚未支援

※ Spatially Scalable Profile @ High 1440 Level (空間可分級類型 搭配 高階1440層級)
● Spatially Scalable Profile @ High 1440 Level
也寫成 SS P @ H14L
● High 1440 Level,最大解析度 1440x1080 (1088)

● SS P @ H14L,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 60 Mbps

 

上方兩種可分級類型,允許將編碼的視訊資料分為:低階層級、主要層級、高階1440層級信號。低階層級表示編碼影像的基礎為影像品質較低;主要層級或高階1440層級信號則可用來改進信噪比或清晰度。這就意味著有時解碼器可以忽略位元資料流中的增強部分,而只解碼位元資料流中的低階層級,仍然可得到有用的影像序列而正常收視節目。不過,此時所得的影像解析度可能比較低,或者影格速率比較低,或者品質比較低。

 

P6. High Profile (高階類型) HP

※ High Profile @ Main Level (高階類型 搭配 主要層級)
● High Profile @ Main Level
也寫成 HP @ ML 
● Main Level,最大解析度720x480 (576)

● HP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 20 Mbps

 

※ High Profile @ High 1440 Level (高階類型 搭配 高階1440層級)
● High Profile @ High 1440 Level
也寫成 HP @ H14L 。
● High 1440 Level,最大解析度 1440x1080 (1088)

● HP @ H14L,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 80 Mbps

※ High Profile @ High Level (高階類型  搭配 高階層級)
● High Profile @ High Level
也寫成 HP @ HL
● High Level,最大解析度1920x1080 (1088)

● HP @ HL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 100 Mbps

 

L1. Low Level  (低階層級)  LL
※ Main Profile @ Low Level (主要類型 搭配 低階層級)
● Main Profile @ Low Level
也寫成 MP @ LL
● Low Level,最大解析度 352x240 (288)

● MP @ LL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 4 Mbps


本類型 Adobe Media Encoder 與 Premiere Pro CS & CC 尚未支援

※ Signal to Noise Ratio Scalable Profile @ Low Level (信噪比可分級類型 搭配 低階層級)
● Signal to Noise Ratio Scalable Profile @ Low Level,
也寫成 SNR P @ LL
● Low Level,最大解析度 352x240 (288)

● SNR P @ LL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 4 Mbps

 

L2. Main Level (主要層級)  ML

※ Simple Profile @ Main Level (簡單類型 搭配 主要層級)
● Simple Profile @ Main Level
也寫成 SP @ ML
● Main Level,最大解析度720x480 (576)

● SP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps
● GOP 編碼型式 (Picture Coding Types),只提供 I 與 P 二種 Frame 型式。


※ Main Profile @ Main Level (主要類型 搭配 主要層級)
● Main Profile @ Main Level
也寫成 MP @ ML
● Main Level,最大解析度720x480 (576)

● MP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps

 

※ 422 Profile @ Main Level (422類型 搭配 主要層級)
● 422 Profile @ Main Level
也寫成 422P @ ML
● Main Level,最大解析度720x480 (576)

● 422P @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 50 Mbps
 

※ High Profile @ Main Level (高階類型  搭配 主要層級)
● High Profile @ Main Level
也寫成 HP @ ML
● Main Level,最大解析度720x480 (576)

● HP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 20 Mbps

 

本類型 Adobe Media Encoder 與 Premiere Pro CS & CC 尚未支援

※ SNR Profile @ Main Level (信噪比可分級類型 搭配 主要層級)
● SNR Profile @ Main Level
也寫成 SNR P @ ML
● SNR Level,最大解析度720x480 (576)

● SNR P @ ML ,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps

 

L3. High 1440 Level (高階1440層級 )  H14L
※ Main Profile @ High 1440 Level (主要類型 搭配 高階1440層級)
● Main Profile @ High 1440 Level
也寫成 MP @ H14L
● High 1440 Level,最大解析度 1440x1080 (1088)

● MP @ H14L ,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 60Mbps

 

L4. High Level  (高階層級 )  HL
※ Main Profile @ High Level (主要類型 搭配 高階層級)
● Main Profile @ High Level
也寫成 MP @ HL
● High Level,最大解析度1920x1080 (1088)

● MP @ HL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 80 Mbps

 

結論整理

=============================================

● SP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps
● MP @ LL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 4 Mbps

● MP @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps

● MP @ H14L,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 60 Mbps

● MP @ HL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 80 Mbps
● 422 P
@ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 50 Mbps

● 422P @ HL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 300 Mbps

● SNR P @ LL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 4 Mbps

● SNR P @ ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 15 Mbps
● SS P @ H14L,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 60 Mbps
● HP @
ML,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 20 Mbps

● HP @ H14L,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 80 Mbps

● HP @ HL,最高編碼輸出 Bitrate 0~ 100 Mbps

=============================================

● Low Level最大解析度 352x240 (288)

● Main Level,最大解析度720x480 (576)
● High 1440 Level,最大解析度 1440x1080 (1088)
● High Level,最大解析度1920x1080 (1088)

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