4. Режимы кодера.

Возможны два основных режима работы кодера компрессии - с постоянной скоростью потока данных и с постоянным уровнем качества декодированного изображения. Как же можно регулировать скорость потока? Возможность для управления степенью компрессии и скоростью потока данных предоставляет изменение параметров матрицы квантования: чем более грубое квантование, тем больше нулевых значений в матрице коэффициентов и тем меньше объем данных, необходимых для передачи информации об изображении. Однако с увеличением степени компрессии растут и необратимые искажения изображения из-за шумов квантования.

В режиме с постоянным качеством используется фиксированная матрица квантования. Но при этом скорость потока компрессированных данных является переменной. Чем больше детальность изображения, чем быстрее перемещается объект в поле изображения, тем больше количество ненулевых коэффициентов в матрице коэффициентов косинусного преобразования, тем больше объем данных и тем больше скорость потока. Такой режим можно использовать при записи компрессированных потоков видеоданных на дисковые накопители в условиях отсутствия ограничений на объем записанных данных. Однако при этом возможны ограничения на скорость записываемого потока, ведь она не может быть произвольно большой.

В режиме с постоянной скоростью потока данных в кодере осуществляется непрерывное изменение коэффициентов матрицы квантования. Чем мельче детали, чем более динамично изображение, тем более грубое квантование вводится в кодере для того, чтобы привести к заданной величине скорость потока. Это означает, что в декодированных изображениях с большим количеством быстро движущихся мелких деталей будет больше искажений и артефактов из-за шумов квантования, чем в статичных изображениях с крупными структурными элементами. Такой режим используется в системах передачи компрессированных изображений по каналам связи с фиксированной пропускной способностью, в системах цифрового спутникового, кабельного и наземного телевизионного вещания.

Если запись компрессированного потока видеоданных производится не в условиях реального времени, то можно использовать и другие варианты управления скоростью потока данных. Например, можно выполнять компрессию в два прохода. На первом проходе находятся параметры компрессии, обеспечивающие максимальное качество при фиксированном объеме дискового пространства. На втором - производится компрессия с найденными параметрами. Есть еще одна возможность улучшения качества при записи фрагментов программы с быстро перемещающимися объектами. На стадии предварительного просмотра оператор может найти такие интервалы и пометить их с целью принудительного размещения в них изображений типа I, что позволяет улучшить качество при кодировании таких "трудных" для компрессии сцен. Эти методы используются при записи программ и фильмов на диски DVD.

Пара слов о порядке передачи изображений в элементарном потоке

В результате компрессии объем данных, представляющий исходные изображения, сжимается (рис.7). Но стандарт MPEG-2 не регламентирует сам процесс

кодирования, поэтому (блоки представления) в нем

Рис. 7. Преобразование блоков изображения рассматриваются

представления в блоки доступа ов о п0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000как результат декодирования

в процессе компрессии компрессированных изображения -

блоков доступа.

Использование двунаправленного предсказания приводит к тому, что декодер может приступить к декодированию изображения типа B только после того, когда уже получены и декодированы и предшествующее, и последующее опорные изображения, с помощью которых вычислялось предсказание. Для того, чтобы не устанавливать в декодере огромные буферные массивы, в потоке данных на выходе кодера (этот поток называется элементарным потоком видеоданных) кодированные изображения следуют в порядке декодирования. Например, вместо последовательности I-B-B-P формируется серия I-P-B-B (рис.8).

Рис. 8. Преобразование блоков представления

в блоки доступа в процессе компрессии