Chip 1996 April/CHIP 1996 aprilis (CD06).zip/CHIP_CD06.ISO/hypertxt.arj/9511/VIDICD11.CD

Text File | 1996-03-03 | 29KB | 464 lines

          @VKódolási és adattömörítô rendszerek@N

              Az   optikai    tárolókkal   foglalkozó    sorozatunkban
          megkíséreltünk  átfogó  képet adni  e  médiáról. A  türelmes
          olvasó  -- szándékunk  szerint --  már választ  kaphatott  a
          CD-kkel kapcsolatos számtalan  kérdésére. Ezúttal az  adatok
          kódolásával és tömörítésével foglalkozunk.
              Az informatika fejlôdése iránt érdeklôdôk bizonyára  már
          az  elôzô  fejezetekben  is  szívesen  látták  volna,  ha  a
          CD-típusok  ismertetésekor  az  választ  kapnak  azokra   az
          alapkérdésekre is, hogy egyrészt miért különbözik ennyire az
          azonos  gyártástechnológiájú  CD-k  felhasználási  területe,
          másrészt   hogyan   helyezhetô   el   egységnyi   felületen,
          geometriailag azonos pitstruktúrában több információ?
              A  kérdéscsoport az  -- ettôl  a médiától  független  --
          adatkódolási   és   adattömörítési   eljárások   témaköréhez
          tartozik.

              Az adattárolók fejlesztôinek néhány évtizeddel  ezelôtti
          útkeresése  során  az  egyik  legnagyobb  siker  az  optikai
          módszerek  alkalmazhatóságának  megoldása  volt.  Az optikai
          jelenségek      tárolástechnikai       felhasználhatóságának
          megvizsgálását  számos --  e témakört  nem érintô  -- ok  is
          indokolta.  E tekintetben  az alapvetô  cél az  adattárolási
          sûrûségnek  nagyságrend(ekk)el  való  megnövelése  volt   (a
          kutatások     beindításakor     ismert      adathordozókéhoz
          viszonyítva). A CD-A 1982-es bemutatásával a célt elérték, a
          120 mm átmérôjû CD-n mintegy 680 Mbyte információ tárolható.

              A   Red  Book   specifikációja  geometriai   ""korlátot"
          állít(ott) az adatsûrûség növelése elé. Ne feledjük el, ez a
          korlát   a   biztosítéka   a   CD-rendszerek    (CD-típusok)
          meghatározott  szintû  kompatibilitásának!  Az   adatsûrûség
          növelése  (geometria) mellett  -- amelyet  számítástechnikai
          terminológiával  akár  ""hardver"-nek  is  nevezhetünk  -- a
          tárolt  információmennyiség  növelésének  van  ""szoftveres"
          útja is, a tömörítés. A felhasználó szempontjából ez  utóbbi
          a fontos.

              A 80-as évek  elején és közepén  még nem ismerték  a mai
          információtömörítô  eljárásokat.   A  CD   megjelenése  nagy
          lendületet adott az adattároló technológiák fejlôdésének.  A
          mágneses elven mûködô tárolók gyártói bizonyítani akarták az
          akkor hagyományosnak  tekinthetô média  létjogosultságát, és
          fennmaradásuk érdekében  -- a  felhasználók nagy  örömére --
          soha  nem  látott  versengésbe  kezdtek  az  optikai tárolók
          fejlesztôivel.   A   tárolási   feladatok   sokfélesége,   a
          követelmények széles palettája biztosítja, hogy még jó ideig
          egymás  mellett   élnek  a   digitális  információt   tároló
          mágnesszalagok, mágneslemezek  (floppyk és  merevlemezek) és
          optikai  tárolók.  A  tisztán  mágneses  elveket   alkalmazó
          tárolók az adatsûrûség területén -- mai ismereteink  szerint
          -- nem annyira technológiai, inkább az alkalmazott  jelenség
          korlátaiba   ütköznek.   A   tartalékok   más    paraméterek
          javításában  rejtôznek.  A forradalmi  változást  az optikai
          adattárolók területén a HDCD (két rétegben 7,4 Gbyte) és  az
          SDCD (két rétegben 10  Gbyte) megjelenése hozta. Az  átlagos
          adatsûrûség rétegenként 5,5--7,4-szeresére nôtt!  Sorozatunk
          korábbi   részeiben   részletesen  ismertettük   e   ma  még
          specifikációs  fázisban  lévô, de  már  létezô, azaz  mûködô
          rendszereket.
              A szoftveres út az informatika problémakörébe  sorolható
          információkódolás és  az információtömörítés.  Az ember--gép
          kapcsolat  fejlôdése, a  multimédiás rendszerek  alkalmazási
          területeinek bôvülése és professzionális célú alkalmazása az
          utóbbi években soha nem látott fejlôdést eredményezett  ezen
          a területen is.  Az optikai adattárolók  alig több mint  egy
          évtizeddel  ezelôtti  megjelenése,  a  sokrétû  feladatoknak
          legjobban megfelelô változatai,  a korszerû adatkódolási  és
          adattömörítési eljárások szinte összes típusára jó  példával
          szolgálnak. A CD kódolási rendszere bizonyíték arra,  hogyan
          biztosítható a kompatibilitás az egymástól különbözô optikai
          médiatípusok  között,  hogyan  kell  kialakítani  és  egyben
          ""perspektivikussá" tenni egy  alaprendszert, a Red  Bookban
          specifikált CD-A-t.
              A multimédia rendszerek  médiáin az információt  döntôen
          digitális,  kódolt  formában tárolják.  A  hang, a  mozgókép
          természetes megjelenési formájában (ma még többnyire) analóg
          elektromos jelekké alakítható. A jelfeldolgozás  (jelenlegi)
          korszerû  eszköztára  azonban csak  a  digitális információt
          támogatja olyan  hatékonysággal, amely  biztosítja a  tárolt
          információ helytôl  és idôtôl  független, veszteség  nélküli
          reprodukálhatóságát. Ilyen  aspektusból nézve  a multimédiás
          rendszerekkel  szemben  támasztható  minôségi  követelmények
          erôsen    függenek     az    analóg/digitális     átalakítás
          színvonalától.  A témánkhoz  kapcsolódó technika  fejlôdését
          tekintve   a   hang  digitális   feldolgozása   megelôzte  a
          (mozgó)képét, eddigi csúcsteljesítménye a CD-Audio.
              Az optikai  adattárolók közül  az LD-n  (Laser Disc)  --
          amely extrém  méretei (300,  illetve 200  mm átmérô),  ezzel
          összefüggô magas elôállítási költsége és gyenge  képminôsége
          miatt  ma  már  nem  tekinthetô  perspektivikus  típusnak --
          analóg  jeleket rögzítenek,  így ezzel  a médiatípussal  nem
          foglalkozunk. A CD-V (Compact Disc Video) átmérôje 120 mm, 5
          perc video és 20 perc audio információ tárolására  alkalmas,
          a video részt szintén  analóg módon tárolja, az  audio sávok
          (trackek)  a Red  Book specifikációnak  felelnek meg.  Mivel
          egyrészt ez a médiatípus sem perspektivikus (rövid játékidô,
          gyenge képminôség), másrészt az  audio rész megfelel a  CD-A
          specifikációnak,  ezért  a  CD-V  kódolási,   adattömörítési
          rendszerével  külön  nem   foglakozunk.  Azonban  meg   kell
          jegyeznünk, hogy e két optikai tárolótípus ""nagy érdemeket"
          szerzett a CD-k adatkódolási és adattömörítési rendszereinek
          kidolgozásában.
              Az   optikai   adattárolóknál   alkalmazott  hatékonyabb
          adatkódolási és adattömörítési eljárások könnyebb  megértése
          érdekében meg kell  ismerkednünk a CD-A  adatstruktúrájával,
          mivel a korszerû optikai  adattároló rendszerek mind a  CD-A
          szabványra, a Red Bookra épülnek.
              A  hang  különbözô frekvenciájú  és  amplitúdójú szinusz
          jelekre  bontható, amelyek  mikrofonnal (analóg)  elektromos
          szinusz jelekké alakíthatók. Az ember által hallható  hangok
          tartománya  15  Hz és  20  kHz közé  esik.  Az analóg  jelek
          információveszteség   nélkül   digitalizálhatók,    diszkrét
          értékekkel  (számjegyekkel)   leírhatók.  Ezt   a  mûveletet
          nevezik A/D (Analog/Digital)  átalakításnak. A Shannon  és a
          Nyquist  tétel  matematikai  eszközökkel  bizonyítja,   hogy
          amennyiben egy idôvel  változó jelbôl állandó  frekvenciával
          mintát veszünk,  és a  mintavételezés frekvenciája  legalább
          kétszerese a mintavételezett jel legnagyobb frekvenciájának,
          akkor  az  így kapott  diszkrét  jelekbôl egy  aluláteresztô
          szûrô  segítségével  az  eredeti  jelalak   rekonstruálható.
          Matematikailag  az  is  bebizonyítható,  hogy  a minimálisan
          szükséges mintavételi  frekvencia növelésével  nem javítható
          számottevôen   az  eredeti   analóg  jel   visszaállításának
          minôsége. Mivel nem létezik ideális aluláteresztô szûrô, így
          a gyakorlatban egy picit megnövelik az elméletileg  elegendô
          mintavételezési  frekvenciát. A  Philips és  a Sony  a  CD-A
          mintavételezési frekvenciájának meghatározásánál tekintettel
          volt más rendszerek által  megkívánt -- e nagyságrendbe  esô
          --  értékekre  is.  A  szabvány  a  44,1  kHz-es mintavételi
          frekvenciát rögzítette.  Az audio  jelekbôl mintavételezett,
          kvantált,  bináris  értékek  PCM  (Pulse  Code   Modulation)
          jelekként kerülnek továbbfeldolgozásra. A CD-A rendszerben a
          hang elektromos  szinusz jelamplitúdóinak  értékét 16  biten
          adjuk meg, így 65536 amplitúdómagasság különböztethetô  meg.
          Sztereo  jelrögzítésnél  az  amplitúdó  értékek rögzítéséhez
          2*16  bitre  van   szükség.  A  mintavételezési   frekvencia
          ismeretében   könnyen   kiszámíthatjuk   a   másodpercenként
          keletkezô,  ""hasznos" információt  hordozó digitális  jelek
          számát: 44,1*1000*32 = 1,41 Mbit.
              A   CD-n   levô   információt   szubmikronos  geometriai
          struktúra  rögzíti.  Az  analóg  jel  kvantálásánál,  a   CD
          gyártásánál, a CD-n lévô információ kiolvasásánál  számtalan
          hibalehetôség van,  amely legrosszabb  esetben (worst  case)
          lehetetlenné tenné a tárolt információ olvasás utáni korrekt
          dekódolását.   A   fenti   probléma   megoldását   segíti  a
          hibajavítás.  A  hibajavítás  egy  nagyon  hatékony kódolási
          eljárás,  a  CIRC   (Cross  Interleave  Reed-Solomon   Code)
          segítségével  történik.  A  keresztkódolás  lényege:  egy --
          jelen esetben PCM -- jelsorozatot egy adott rendszer szerint
          úgy  strukturálnak át,  hogy amennyiben  a jelsorozat  adott
          pozíciójú bitje hibás, az egyrészt megállapítható,  másrészt
          a  hibás  érték  kijavítható.  A  keresztkódolás  mellett  a
          hibajavítás hatékonyságát fokozza a lépcsôzetes  késleltetés
          (Interleave).  Az   információ  rögzítésekor   az  egyébként
          egymást követô byte-ok eltérô késleltetésével elérhetô, hogy
          lejátszáskor  a több  byte-ot is  érintô ""burst"  hibák  is
          javíthatók legyenek.
              A CIRC kódolást úgynevezett encoderek végzik. A  kódolás
          elôtt a már digitális  formában levô audio jelet  -- sztereo
          hang esetén -- 2*2 byte-os egységekre, úgynevezett  szavakra
          bontják. Az  encoderre egy  egységként 6  sztereo szó  -- 24
          byte -- kerül. Az encoderek a 24 byte-hoz 4 db ""Q" és 4  db
          ""P" byte-ot adnak.  Ez a 8  többlet byte audio  információt
          nem tartalmaz, csupán  a hibajavítási képességet  növeli. Az
          így elôállított,  32 byte-os,  audio információt  tartalmazó
          egységeket egy  vezérlô jeleket  tartalmazó byte-tal  (CB --
          Control  Byte)  egészítik   ki.  A  CB   bitjei  információs
          alcsatornákként  szerepelnek  és P,  Q,  R, S,  T,  U, V,  W
          alcsatornáknak  nevezik ezeket.  Egy szektorként  (blokként)
          kezelnek 98  CB-t, amelyhez  a fentiek  szerint 98*32  audio
          információt tartalmazó byte is tartozik. Ez a szektor adja a
          CD-A információs alapstruktúráját.
              A CB-ben  szereplô bitek,  a 98  bit mélységû alcsatorna
          egységek  információtartalma  biztosítja  a  CD-A   rendszer
          rendkívüli rugalmasságát. A CD-A alaprendszer tulajdonképpen
          csak a  ""P" (jelzi,  hogy a  CD-n levô  trackek --  track =
          különálló zeneszám -- hol kezdôdnek) és a ""Q" (jelzi,  hogy
          milyen információstruktúra van a CD-n, tartalmazza az  egyes
          trackek hosszát  -- amelyeket  a CD  lejátszó megjelenítôjén
          láthatunk   --,   szinkronizáló  jeleket,   CRC   --  Cyclic
          Redundancy Code -- hibajavító biteket, a Lead in-ben a TOC-t
          --   Table  Of   Contents  --   stb.)  csatornát   használja
          alapbeállításban,   a   többit   ""opcionálisan"    (például
          CD+Graphics).
              A Red Book a CD-A megbízhatóságának erôsítése  érdekében
          az   olvasási   és  más   hibák   könnyebb  felderítése   és
          javíthatósága érdekében  kétszintû EDC-vel  (Error Detection
          Code), és ECC-vel (Error  Correction Code) egészítteti ki  a
          szektorokat.  Az  EDC/ECC szintenként  392  byte hosszú.
              Az A/D átalakításkor kapott bináris 8 bites (byte)  szám
          sok  szempontból  nem  felel  meg  a  CD-n  levô  információ
          biztonságos leolvashatóságának. Különösen a  kisfrekvenciájú
          jelek zavarják  az olvasási  mechanizmust. Annak  érdekében,
          hogy  a  CD-n  rögzített  információ  kódja ""változatosabb"
          legyen, azaz olvasáskor a pickup nagyobb frekvenciájú  jelet
          szolgáltasson, EFM (Eight to Fourteen Modulation) modulációt
          alkalmaznak,   melynek   lényege:  a   8   bit  segítségével
          megkülönböztethetô 256 állapotot  14 bittel állítják  elô. A
          14  bit  16384  különbözô  állapot  megkülönböztetését teszi
          lehetôvé. Kiválasztották azokat a kombinációkat, amelyek nem
          kevesebb  mint   kettô,  és   nem  több   mint  tíz   ""0"-t
          tartalmaznak.  Az  ilyen  kombinációk  száma  267,  ebbôl 11
          kombinációt  elhagytak. A  megmaradt bitkombinációk  és a  8
          bites  amplitúdóértékek   egymáshoz  rendelésérôl   egy  ROM
          gondoskodik. Ha az így elôállított adatstruktúrát NRZI  (Non
          Return to  Zero Inverz)  üzemmódba írjuk  át, az  EFM számos
          elônyét élvezhetjük. A fentiek  (EFM, NRZI) és a  bitidô (T)
          ismerete  lehetôvé teszi  a minimális  (3T) és  a  maximális
          (11T)   pithossz   meghatározását.  A  CD-A  adatstruktúrája
          3234    (33*98)     byte-os    szektorokból     épül    fel,
          ebbôl 2352  byte adat,  a többi  vezérlésre és hibajavításra
          szolgál. Egy szektor továbbításának ideje 1/75 másodperc, ez
          az átviteli  sebesség a  CD-A kerületi  sebességével (CLV --
          Constant Linear Velocity -- 1,2--1,4 m/s) állítható be.
              A CD-A-n tárolt információ  PCM kódolású és nem  kódolt,
          tömörített adat. A CD család Red Bookra épülô összes tagja a
          CD-A  szektorstruktúráját tartalmazza  azzal a  megkötéssel,
          hogy a byte- és bitkiosztás a CD típusától függ. A CD típusa
          a  Lead  in   zónában  lévô  ""Q"   alcsatorna  segítségével
          azonosítható.


          @VCD-ROM (Yellow Book)@N

              A  Yellow   Bookban  számítástechnikai   alkalmazásokhoz
          specifikáltak    két    alap   adatstruktúrát.    A   CD-ROM
          számítástechnikai  célú  alkalmazása  szükségessé  tette   a
          tárolt file-ok szabványosítását, elkerülendô a DOS (IBM  PC)
          FAT  és  a  HSF  (MacIntosh)  file-rendszer  kompatibilitási
          problémáit. A  számítástechnikai ipar  képviselôi a  nevadai
          High Sierra Hotel&Casino-ban megállapodtak egy file-formátum
          használatában,  s  egyben  javaslatot  tettek  az  ISO-nak a
          formátum nemzetközi szabványosítására. Az ISO 9660  szabvány
          a    CD-ROM    file-formátumát    rögzíti,    amely   kisebb
          módosításokkal megfelel a ""High Sierra" formátumnak. Az ISO
          9660  file-formátumot  a  DOS  és  a  MacIntoshok  operációs
          rendszere is csak a CD-ROM olvasására kiterjesztett formában
          tudja kezelni.
              A @KCD-ROM Mode 1@N formátum szektoronként 2048 felhasználói
          adatbyte-ot tartalmaz és a megbízhatóság növelése  érdekében
          az alap  EDC/ECC-n felül  további 4  EDC byte-ot  és 276 ECC
          byte-ot.    A    felhasználói    területen  csak  karakterek
          helyezhetôk el. Névleges kapacitása 650 Mbyte.
              A @KCD-ROM Mode 2@N formátum szektoronként 2336 felhasználói
          adatbyte-ot tartalmaz, de a Red Bookban specifikált  EDC/ECC
          byte-okon felül további hibadetektáló és -javító kóddal  nem
          rendelkezik. A szektoronként megnövelt felhasználói  terület
          miatt a névleges kapacitás is mintegy 14%-kal nagyobb.
              Ha a CD CD-ROM  és CD-A formátumú adatokat  is tartalmaz
          --  azaz   CD-ROM  drive-val   teljesen  lejátszható,   CD-A
          lejátszóval csak az audio  trackjei --, @KMixed Mode  Disc@N-rôl
          beszélünk. Az elsô track kötelezôen CD-ROM Mode 1 formátumú,
          és  az  elsô audio  track  után CD-ROM  formátumú  track nem
          lehet.


          @VCD-ROM XA (Yellow Book)@N

              A  Philips,  a Sony,  és  a Microsoft  a  létezô, Yellow
          Bookban  specifikált   CD-ROM  Mode   2-re  alapozva   --  a
          multimédia alkalmazásokat szem elôtt tartva -- kidolgozta  a
          CD-ROM  XA  rendszert. A  felhasználói  területen tömörített
          audio,  mozgó-  és  állóképek  lehetnek.  Az  audio   adatok
          tömörítésére  ADPCM  (Adaptive  Differential  PCM)  módszert
          használnak.  Az  ADPCM  lényege:  a  mintavételezett   jelek
          kvantált  értéke  helyett  csak  az  N-1-edik  és  az N-edik
          mintavétel  különbségét  rögzítik.  Ez  kisebb,  mint  az N.
          mintavétel abszolút  értéke, ezért  4 bitet  tartanak fenn a
          hang kódolására.


          @VCD-ROM XA Mode 2 (XA Form 1)@N

              E formátum csak adatok (karakterek) tárolására alkalmas,
          a felhasználói terület szektoronkénti hossza 2048 byte. A  8
          byte-os alcsatorna a Form 1 formátum jelzésére szolgál.


          @VCD-ROM XA Mode 2 (XA Form 2)@N

              A  Form   2  formátum   2324  felhasználói   adatbyte-os
          szektorokat  tartalmaz. A  8 byte-os  alcsatorna a  formátum
          jelzésére szolgál.  A megnövekedett  felhasználói terület  a
          hibaészlelés  és  a   hibajavítás  terhére  nô.   Az  adatok
          karakterek  mellett  tömörítés nélküli  és  tömörített audio
          adatok, video  (mozgó) és  állóképek lehetnek.  A tömörített
          audio adatok mintavételi frekvenciája alapján Level B  (37,8
          kHz-es mintavételi frekvencia,  4 bites amplitúdó  érték, 17
          kHz-es  sávszélesség) és  Level C  (18,9 kHz-es  mintavételi
          frekvencia,   4   bites   amplitúdó   érték,   8,5    kHz-es
          sávszélesség)   adatstruktúrát    különböztetnek   meg.    A
          multimédiás alkalmazásoknál ez a formátum a legelterjedtebb.


          @VCD-I (Green Book)@N

              A  CD-I adatstruktúrája  megegyezik a  CD-ROM Mode  2/XA
          Form   1/XA   Form  2   szektorstruktúrával.  Maga  a   CD-I
          a  CD-ROM továbbfejlesztésének  tekinthetô. Sok  tekintetben
          megelôzte  CD   társait,  mivel   egy  speciális   operációs
          rendszer,  a   CD-RTOS  (CD-Real   Time  Operating   System)
          segítségével valós idejû interaktív multimédiás  feladatokra
          (mozgókép,  hang,   szöveg,  animáció   szinkronizálása)  is
          alkalmas. A  Green Bookban  rögzített alap  paraméterek a CD
          rendszer   szabványában  megtalálhatók.   A  CD-I   rendszer
          kidolgozásakor   (1989)   szükségesnek   látszott   a   képi
          információ tömörítése. Az akkor használatos eljárások  közel
          két nagyságrenddel kisebb adattömörítést eredményeztek a mai
          eljárásokhoz képest. Ma már  a CD-I-k is az  MPEG tömörítési
          eljárást használják, melyet a Video CD-rôl szóló  fejezetben
          ismertetünk.


          @VCD-I Ready (Green Book, Red Book)@N

              A CD-I  Ready elsô  trackje a  Green Book  és a Red Book
          szerinti,  az  azt  követôk   pedig  a  Red  Book   szerinti
          adatstruktúrájúak.  Az  elsô  track  CD-I  formátumú   része
          általában csak  képek és  írott szöveg  tárolására alkalmas,
          CD-I  lejátszóval  a  tv  képernyôjén  megjeleníthetô.  A CD
          lejátszásakor a CD-I formátumú részt a CD-I drive eltárolja,
          s csak azt  követôen játssza le  az audio trackeket.  A CD-A
          lejátszó átugorja a CD-I formátumú részt.


          @VPhoto CD (Green, Yellow és Orange Book)@N

              A  Photo  CD  a képeket  CD-ROM  XA  Form 1  formátumban
          tárolja. A  CD adatstruktúráját  tekintve az  Orange Bookban
          specifikált  ""Hybrid   Disc"-nek  (Lead   in,  felhasználói
          terület, Lead out, Lead in, felhasználói terület, Lead  out,
          ...) felel  meg. Kódolási  rendszere szerint  a Bridge  Disc
          (Yellow Book, Green Book)  kategóriába tartozik. A Photo  CD
          lejátszható Photo CD lejátszóval és tv-vel, CD-I lejátszóval
          és  tv-vel,  avagy CD-ROM  lejátszóval  és számítógéppel.  A
          Photo CD Portfolio interaktív módon mûködik, a megjelenített
          képek  tetszés  szerinti  szöveggel  és  írott információval
          elláthatók.


          @VVideo CD (White Book)@N

              A   CD  Red/Yellow   Bookban  specifikált   adatátviteli
          sebessége 156  Kbyte/s. Ez  kevés a  videofilmek elfogadható
          minôségû,  teljesképernyôs  lejátszásához.  A  PAL  rendszer
          idôfelbontása 25  kép/s, képfelbontása  384*280 képpont,  az
          NTSC rendszeré 30 kép/s  és 360*240 képpont. 1  másodpercnyi
          képsorozat --  rendszertôl függôen  -- 20--25  Mbyte adatnak
          felel meg. 156 Kbyte/s adatátviteli sebességgel ez csak több
          mint 2 perc alatt továbbítható.
              Az  eredeti  elképzelések  szerint  megoldást  jelentett
          volna egy  olyan tömörítési  módszer, amivel  1 másodpercnyi
          video  (25-30  kép!)  csak 150  Kbyte  helyet  foglal el.  A
          tömörített  képek ""kicsomagolására"  hatékony hardveres  és
          szoftveres  támogatást  is  adtak.  Az  ISO  több   ajánlást
          dolgozott ki az egységes képi adattömörítésre. Elsô ajánlása
          a JPEG (Joint Photographic Expert Group) az állóképek, és az
          MJPEG  (Motion  JPEG)  a  mozgóképek  tömörítésére.  A  JPEG
          eljárással 10..30:1  tömörítés érhetô  el, amely  igényesebb
          alkalmazásokhoz   (a   rendelkezésre   álló   ""univerzális"
          eszközök miatt) nem volt elég.
              Az  igazi  áttörést  az  MPEG-1  (Motion  Picture Expert
          Group)  kidolgozása   jelentette,  amelyet   az  ISO   11172
          szabványban  rögzítettek.  Ez  az  eljárás  PAL  rendszerben
          352*288 képpont/kép  és 25  kép/s, NTSC  rendszerben 352*240
          képpont/kép és 30 kép/s felbontás mellett, 156 Kbyte/s  (1,5
          Mbit/s)   adatátviteli   sebességnél   VHS   minôségû  képet
          garantál. A 120 mm átmérôjû CD-n ezzel az eljárással 74 perc
          videofilm rögzíthetô.
              Számítástechnikai   környezetben   történô  alkalmazásra
          dolgozták ki az MPEG-1-et. Az eljárás elve hasonlít az ADPCM
          audio     tömörítéséhez.    Az    adatátviteli    sebességet
          (156 Kbyte/s)   tekintve   a  VHS   minôség eléréséhez 140:1
          arányú       tömörítést      kellett     biztosítani.     Az
          alkalmazott  transzformáció   neve  DCTs   (Discrete  Cosine
          Transforms).     A     digitalizált     video     képsorozat
          redundanciájának  csökkentésével  három  típusba   sorolható
          képsorozat segítségével  végezhetô el  a tömörítés.  Az elsô
          típus  az  I-képek  (I-Frames)  csoportja,  amelyek   teljes
          képernyôs  információt  tartalmaznak. A  második  a P-képeké
          (P-Frames),  ezek  csak  az  I-képek  közötti  különbségeket
          tartalmazzák.  A  harmadik  a  B-képeké  (B-Frames),  melyek
          leírják a változás módját az I-képek és a P-képek között.  A
          B-képekbôl  a kódoláskor  ""szükség" szerint  egy vagy  több
          generálódik.  A  tárolt  képinformáció  megfelelô  sorrendbe
          rakását az MPEG encoder végzi. A VHS minôséghez elegendô a 2
          I/s-os (két I-kép másodpercenként) kódolás.
              Az  MPEG-1  nemcsak  mozgóképek,  hang  tömörítésére  is
          alkalmas. A tömörítés 8:1, a mintavételezési frekvencia 44,1
          kHz, amely közel CD-A minôségû hangzást biztosít. A rendszer
          lehetôvé  teszi több  hangcsatorna (mono,  két független  és
          sztereo)    mûködtetését,    s    ezáltal    a    többnyelvû
          programtárolást.
              Az MPEG-2 az MPEG-1 tökéletesített változata. Részben  a
          szórakoztató ipar (digitális  tv, digitális mozi,  digitális
          video  stb.) számára  dolgozták ki.  Az MPEG-2  minôségét  a
          ""broadcasting quality" avagy ""Hollywood quality" minôsítés
          egyértelmûen jelzi.  Az adatátviteli  sebesség 5  Mbit/s. Az
          MPEG-2  kép-  és  hangtömörítô eljárás  a  HDCD  és az  SDCD
          csaknem egyetlen közös lényegi eleme.


          @VKaraoke CD (White Book)@N

              A  Karaoke  CD  specifikálása  nagy  elôrelépés  volt  a
          mozgóképek   tömörítési   módszereinek   kidolgozásában.   A
          rendszer az ázsiai országokban  még ma is nagyon  elterjedt.
          Az  alkalmazott video-  és audiotömörítô  eljárás az  MPEG-1
          (VHS  minôség).  A  rendszer  tapasztalatait  felhasználva a
          White Bookban szabványosították a Video CD-t.


          @VCD-WO (CD-R) -- Orange Book@N

              A CD-R bármelyik  CD (Red, Yellow,  Green és White  Book
          szerinti) formátumban és kódolási eljárással írható.


          @VCD-MO (ISO) -- Orange Book@N

              A  CD  írható  és  törölhetô  változata.  Bármelyik   CD
          formátumban írható. A CD drive-ok viszont csak a  gyártáskor
          felírt  (ROM  típusú)   információt  tudják  elolvasni.   Az
          adatstruktúra  szabványait  az  ISO 10089  és  az  ISO 13549
          rögzíti.


          @VMini Disc (MO) -- Rainbow Book@N

              A Mini  Disc (MD),  amelyet 1990-ben  a Rainbow  Bookban
          specifikált a Sony,  nem tartozik a  Red Book alapú  optikai
          adattárolók közé, mégis célszerû megismerni az  adattömörítô
          rendszerét. Az  MD átmérôje  64 mm,  szinte kizárólag  audio
          információ   tárolására  használják,   legfeljebb  74   perc
          hanganyag rögzíthetô rajta, az adattömörítés mértéke 5:1.
              Az adattömörítô  eljárása az  ATRAC (Adaptive  TRansform
          Acoustic  Coding).  Az  MD-n rögzített  audio  jel  44,1 kHz
          mintavételi frekvenciájú,  tömörített digitális  információ,
          16  bites  lineáris  kódolású  (65536  mintavételi   érték),
          formátuma gyakorlatilag megegyezik a CD-A-nál ismertetettel.
          Az ATRAC tömörítés lényege, hogy 0,02 ms széles  mintavételi
          jelekkel, 512  mintát (11,6  ms) egy  egységnek véve elemzik
          (Fourier-sorba fejtik)  a mintavételezett  jeleken keresztül
          az  analóg  jel  hullámalakját.  Az  emberi  fül  által  nem
          hallható  tartományba  esô  összetevôket  --  mint redundáns
          információt --  elhagyják. Az  így elvégzett  A/D átalakítás
          eredményét a CD-A-hoz hasonlóan kezelik, vagyis  alkalmazzák
          annak kódolási (EFM) és hibavédelmi (ACIRC -- Advanced CIRC)
          eljárásait.  Az  adattömörítés ellenére  az  MD hangminôsége
          megközelíti a CD-A-ét.
              Az   optikai   adattároló   rendszerekben    alkalmazott
          kódolási, hibadetektálási és adattömörítési eljárások  miatt
          a felhasználói oldalon speciális hardverre és adott  esetben
          szoftverre   van   szükség.   Ilyen   speciális   hardvernek
          tekinthetôk   a   számítógépes   környezetben   mûködtethetô
          többszörös  olvasási  sebességû  CD  drive-ok,  hangkártyák,
          videokártyák,  MPEG  dekóderek  stb.  A   lejátszórendszerek
          ""lefelé"  való  kompatibilitására  különösen  vigyáznak   a
          szabványok kidolgozói.

          @KBaráth István@N