28. Опишите основные принципы кодирования видеосигналов в ткс. Проведите сравнительный анализ видеокодеков и опишите сферу их применения.

Критерии выбора кодека:

1 Необходимая пропускная способность канала связи;

2 Качество воспроизведения (в телефонии оценивается с помощью оценки MOS);

3 Задержка кодирования и декодирования. При декодировании в 2 раза больше чем при кодировании при расчете;

4 Производительность процессора кодирующего устройства (характеризуется количеством MIPS);

Способность обрабатывать другие сигналы звукового диапазона частот (если по этим же каналам пускается факсимильная и модемная связь).

Передача факсимильных данных. Код CCITTGroup3 для передачи факсов.

1. Последовательности подряд идущих черных и белых точек заменяются числом, равным их количеству (RLE кодирование – кодирование длин повторений).

Развертка одной строки (начинают с белого цвета): 123131311

2. Этот ряд сжимается по Хаффману с фиксированной таблицей.

3. Каждая строка сжимается независимо, если строка начинается с черной точки, то считаем, что она начинается белой серией длиной 0.

Алгоритм JPEG

YUV – хроматическое отклонение;

ДКП – дискретное косинусное преобразование, которое переводит информацию из временной в частотную область;

Квантование сигнала – удаление малозначащих частотных компонент;

RLE – кодирование длин повторений;

При сжатии изображения меняется только показатель квантования.

Алгоритм JPEG-2000

Базовая схема JPEG-2000 очень похожа на базовую схему JPEG. Основные отличия:

1. Вместо ДКП (DCT) используется дискретное Wavelet преобразование (DWT);

2. Вместо кодирования по Хаффману используется арифметическое сжатие;

3. В алгоритм заложено изначально управление качеством областей изображения.

Причины сжатия видео:

1. Несжатые данные занимают много места;

2. Каналы передачи и возможности хранения ограничены.

Стандарты сжатия видео:

1. ITU-T Standarts: H.261, H.263, H.263+, H.263++, H.264;

2. Joint ITU-T/MPEG Standarts: H.262/MPEG-2, H.262;

3. MPEG Standarts: MPEG-1, MPEG-4.

Типы кадров в потоке:

1. I-кадры – независимо сжатые, кодируются без участия других кадров подобно JPEG (блоки 8х8). Могут использоваться для произвольного доступа. Низкая степень сжатия (k~7);

2. P-кадры – сжатие с использованием ссылки на одно изображение. Кодируются с использованием прошлых I и P кадров (макроблоки 16х16, k~20);

3. B-кадры – сжатые с использованием ссылки на 2 изображения. Кодируются как интерполяция между предыдущим и следующим кадрами, используются I и P кадры (k~50).

Стандарт Н.263

1. Н.263 – стандарт сжатия видео, предназначенный для передачи видео по каналам с низкой пропускной способностью (ниже 128 кбит/с). Применяется вПО для видеоконференций;

2. Стандарт Н.263 был первоначально разработан ITU-Tдля использования в системах, базирующихся на Н.324, но впоследствии нашел применение в Н.323 (видеоконференции, основанные на RTP/IP), H.320 (видеоконференции, основанные на ISDN), RTSP (потоковое аудио и видео) и SIP (интернет-конференции).

СтандартН.264/AVC/MPEG-4 Part 10

1. По сравнению с MPEG-2 (DVD-Video) и MPEG-4 ASP (DivX, XviD), сжатие Н.264 работает существенно более эффективно, обеспечивая лучшее качество изображения и меньший объем;

2. Используется в цифровом телевидении высокого разрешения (HDTV) и как основной кодек для видеозаписей Министерства обороны США, компанией Apple и во многих других областях цифрового видео;

3. Главный недостаток Н.264 является заметно более высокие требования к оборудованию для кодирования и воспроизведения видеофайлов.