Метод сжатия в MPEG-1 основан на том, что полностью записывается лишь один опорный кадр (I-кадр, Intra frame) из группы примерно в десять кадров. Слово "полностью" тут, правда, тоже не совсем уместно, так как I-кадры сами по себе сжимаются алгоритмом JPEG, то есть с потерями информации. Но с промежуточными кадрами поступают еще хуже: в так называемых P-кадрах (Predirected frame) сохраняются лишь предсказанные специальным алгоритмом изменения по сравнению с предыдущими и последующими I-кадрами. А для того, чтобы сгладить ошибки предсказания движения, между этими кадрами вставляют еще более грубые B-кадры (Bidirectional frame), которые сохраняют интерполированные значения между двумя I- или P-кадрами. P-кадры в среднем имеют объем втрое меньший, чем I-кадры, а B-кадры еще примерно в 2,5 раза меньше. Типовой порядок следования кадров примерно такой: IBBPBBPBBIBBPBBPBB...

Из-за того, что предсказание движения в MPEG-1 производится не для каждого пиксела, а для блоков размером 8х8, типичным искажением был, например, распад однотонной заливки на квадратики. В сочетании с урезанным вдвое разрешением качество ТВ-картинки оставляло желать лучшего (но при этом, как ни странно, качество передачи цвета было даже выше, чем у аналогового VHS). Добрым словом следует помянуть MPEG-1 только в одном отношении: именно для него был разработан знаменитый способ кодирования звука MPEG-1 Layer 3, который позднее зажил своей жизнью под именем МР3 и стал своеобразным символом наступления "цифрового века".

В эфирном цифровом вещании MPEG-1 не употреблялся никогда. В 1995 году был создан стандарт MPEG-2, свободный от ограничения по скорости передачи в 150 кбит/с и предусматривающий поток данных 3–15 Мбит/с (а в некоторых вариантах повышенного качества и до 80 Мбит/с). По принципу устройства MPEG-2 аналогичен MPEG-1, но рассчитан, во-первых, на кодирование полного ТВ-формата (а не урезанного SIF), в том числе и ТВЧ, во-вторых, на передачу шестиканального звука вместо стерео. Считается, что MPEG-2, начиная со сжатия до 15 Мбит/с, по качеству аналогичен студийному SDTV.

При этом, как ни странно, степень сжатия в MPEG-2 в общем случае значительно выше, чем в MPEG-1. Здесь долго перечислять все ухищрения, которые позволили добиться такого эффекта (к тому же MPEG-2 не фиксирует конкретные алгоритмы сжатия, которые могут дорабатываться фирмами самостоятельно, и различные кодеки MPEG-2 могут давать заметно различающиеся результаты). В качестве иллюстрации используемых приемов приведем такой: из исследований комитета MPEG выходило, что 95% видеоданных так или иначе повторяется в разных кадрах. Соответственно, на место повторяющихся участков при воспроизведении можно подставить один-единственный оригинальный фрагмент - практически без ущерба для качества. И подобных нововведений в этом стандарте - десятки.

Наибольшее распространение MPEG-2 получил для записи фильмов на DVD, но не только: сейчас это базовый стандарт сжатия и для спутникового ТВ, и для эфирного цифрового вещания. В частности, MPEG-2 позволяет вместить в полосу стандартного спутникового транспондера (38 Мбит/с) пять-шесть каналов вещания SDTV или один-два канала HDTV. Увы, существенного повышения качества эфирной картинки от цифрового ТВ (пока) ждать не следует.

Правда, стандарт MPEG-4, могущий обеспечить лучшее качество, быстрыми темпами вытесняет MPEG-2. MPEG-4 представляет собой язык управления контентом, в котором массивы и потоки данных представлены в виде медиа-объектов. В частности, если в MPEG-1/2 предсказание движения осуществляется для жестко заданной группы пикселов (например, для квадратика 8х8), то в MPEG-4 такое предсказание может делаться для объекта произвольной формы (например, для человеческой фигуры целиком).

Подобные приемы в теории позволяют уместить на обычный CD полнометражный телефильм с качеством не хуже DVD. На практике же все зависит от реализации; кроме того, MPEG-4 требует и для сжатия, и для воспроизведения гораздо больше вычислительных ресурсов. Тем не менее по крайней мере один вариант реализации MPEG-4 уже завоевал популярность: это MPEG-4 Part 10 (ISO 14496-10), он же ITU H.264, известный еще как Advanced Video Coding.

Итог всех наших рассуждений: современному телевидению еще расти и расти. Разумеется, проблемы постепенно решаются, трудности преодолеваются, качество обработки растет и т. п. и т. д. Но все же не стоит думать, что любой современный телевизор однозначно лучше любого старого. Увы, пока это не совсем так.

Video CD (VCD) - формат записи цифровых компакт-дисков с видеоинформацией и звуком (с поддержкой меню). Первая версия предложена в 1993 году фирмами Philips и JVC. Использует стандарт сжатия MPEG-1 с фиксированной скоростью потока 1,15 Мбит/с и размером кадра 352х288 (25 fps) или 352х240 (24 или 30 fps). Звук - один стереоканал или два моно. Позднее был разработан формат SVCD (Super VCD), предполагающий использование MPEG-2 с потоком (переменным) до 2,6 Мбит/с и размерами кадра до 576х480.

DVD (Digital Versatile Disk - цифровой универсальный диск) - оптический носитель информации. Под названием DVD также часто понимают совокупность способов записи видео на этот носитель. Видео на DVD может записываться в различных форматах, в основном использующих сжатие MPEG-2 (PAL/SECAM - 720х576 25 fps, NTSC - 720х480 30 fps) с переменным потоком 2–9 Мбит/с. При этом фильм с высоким качеством умещается на один двухслойный (или два однослойных) диска.

miniDV, Digital 8 - варианты формата высококачественной цифровой записи DV (Digital Video), используются в видеокамерах с магнитной лентой в качестве носителя. Почти идентичны по характеристикам, имеют горизонтальное разрешение 500 линий (miniDV использует кассету 6,35 мм, Digital 8 - 8 мм). Видео записывается в сжатом формате, аналогичном MJPEG, то есть независимо для каждого кадра. Усовершенствование по сравнению с MJPEG состоит в том, что коэффициент сжатия может быть переменным в пределах одного кадра: критичные области картинки сжимаются с меньшим коэффициентом, а второстепенные - с большим. При задании соответствующих характеристик сжатия (примерно 1:5) DV-форматы могут быть визуально неотличимы от несжатого видео, и практически не теряют качества при последующем монтаже, поэтому запись оригиналов рекомендуется вести именно в этих форматах.

ASP (Advanced Simple Profile, расширенный простой профиль) - часть стандарта MPEG-4 (Part 2), которая обычно и понимается под MPEG-4. В настоящее время постепенно вытесняется более качественным, но требующим более дорогого оборудования AVC/H.264 (см. далее).

DivX - название одного из популярных кодеков (программ, производящих компрессию/декомпрессию изображения) для стандарта MPEG-4/ASP. Первоначально такой кодек разрабатывала Microsoft, затем бросила, а хакеры доработали оказавшуюся в их распоряжении бета-версию, самая популярная открытая модификация которой известна, как DivX 3.11. Позднее разработчики DivХ 3.11 организовали собственную фирму DivX Networks, во избежание патентных сложностей полностью переписали код, и коммерциализировали свой продукт (версии DivX 5 и выше).

AVC (Advanced Video Coding - продвинутое видеокодирование, иначе известен как ITU H.264) - часть стандарта MPEG-4 [Part 10], определяющая один из самых качественных форматов записи видео при достаточно большой степени сжатия - примерно в два раза по сравнению с MPEG-2 при субъективно одинаковом качестве. Большее сжатие (или лучшее качество при той же степени сжатия) обеспечивается за счет возрастания необходимых вычислительных ресурсов для декодирования. AVC/H.264 заявлен как основной стандарт для носителей Blu-ray. О готовности к переходу на вещание HDTV по спутниковым каналам в стандарте AVC/H.264 вместо MPEG-2 объявили практически все европейские операторы. Соответствующая система спутникового вещания носит название DVB-S2, и, вероятно, к ней присоединится и Россия.