- •3. Практическое использование видеокомпрессии в телевидении
- •3.1. Задача сжатия информации и пути ее решения
- •3.2. Международный стандарт кодирования с информационным сжатием mpeg-2
- •3.2.1. Профили и уровни стандарта кодирования mpeg-2
- •Профили, уровни, согласованные точки стандарта mpeg-2
- •3.2.2. Компрессия видеоданных
- •3.2.3. Кодируемые кадры
- •3.2.4. Компенсация движения
- •3.2.5. Использование дкп в стандарте кодирования mpeg-2
- •Матрица квантования яркостного сигнала для блоков изображений I-кадров
- •Матрица квантования цветоразностных сигналов для блоков изображений I-кадров
- •3.2.6. Сжатие звукоданных Эффект маскирования и психоакустическая модель слуха
- •П Рис. 3.10.Проявление временнóго маскированияолосное кодирование и блок фильтров
- •Квантование и распределение бит
- •Уровни обработки звукоданных
- •3.2.7. Алгоритмы сжатия звукоданных кодерами различных уровней Особенности работы кодера первого уровня
- •Принципы функционирования кодера второго уровня
- •Алгоритм сжатия звукоданных кодерами третьего уровня
- •3.2.8. Реализация цифрового многоканального звука, поддерживаемая стандартом mpeg-2
- •Иерархия многоканальных звуковых систем согласно Рекомендации bs.775
- •Система улучшенного кодирования звука аас
- •3.2.9. Формирование транспортного потока данных в устройствах кодирования mpeg-2 Структура транспортного потока
- •Значения идентификаторов piDдля потока информацииSi
- •3.2.10. Качество телевизионных изображений при кодировании по стандарту mpeg-2
- •3.3. Стандарт представления медиа-объектов mpeg-4
- •3.3.1. Описание сцены в стандарте mpeg-4
- •3.3.2. Принципы доставки потоков данных
- •3.3.3. Кодирование визуальных объектов
- •3.3.4. Кодирование звуковых объектов
- •3.3.5. Профили и уровни стандарта mpeg-4
- •Профили и типы объектов mpeg-4 видео
- •Параметры потока для некоторых профилей mpeg-4 видео
- •Параметры предлагаемого студийного профиля стандарта mpeg-4
- •Требования к декодеру звука масштабируемого профиля
- •Профили и типы объектов mpeGаудио
- •Профили графических средств и описаний сцены в mpeg-4
- •3.3.6. Идентификация и защита интеллектуальной собственности
- •3.4. Стандарт кодированного представления визуальной информации н.264/avCилиMpeg-4Part10
- •3.4.1. Структура стандарта видеокомпрессии н.264 Основные механизмы кодирования, используемые в стандарте н.264
- •Формирование закодированных снимков
- •Моды слоев стандарта н.264
- •Синтаксис элементов макроблока
- •Используемые типы карт распределения макроблоков по группам слоев
- •Профили, используемые стандартом н.264
- •Формат закодированных данных
- •3.4.2. Базовый профиль Особенности кодирования, обусловленные базовым профилем
- •Использование ссылочных снимков
- •Мгновенная очистка буфера декодера
- •Лишний кодированный снимок
- •Произвольный порядок слоев
- •Прогнозирование макроблоков
- •Древовидная структура компенсации движения
- •Предсказание векторов движения
- •Прогноз в моде intra
- •Деблочный фильтр
- •Условия фильтрации
- •Преобразование и квантование
- •3.4.3. Основной профиль Особенности кодирования в основном профиле
- •Ссылочные снимки
- •Опции прогноза
- •Опции прогнозов для макроблоков в-слоев
- •Двунаправленный прогноз
- •Прямой прогноз
- •Чересстрочная развертка
- •Контекстно-адаптивное арифметическое кодирование (савас)
- •Экспоненциальные коды Голомба
- •Процесс кодирования
- •Контекстные модели для первого бита
- •Контекстные модели
- •Контекстные модели
- •Модуль арифметического кодирования
- •3.4.4. Расширенный профиль
- •Слои sPиSi
- •Слои деления данных
- •3.4.5. Транспортный механизм стандарта н.264 Структура кодированной видеопоследовательности
- •Элементы rbsp
- •Параметрические множества
- •Передача и хранение единиц nal
- •3.4.6. Кодек стандарта н.264
- •3.5. Стандарт описания мультимедийной информации mpeg-7
- •3.5.1. Общие сведения о стандарте mpeg-7
- •3.5.2. Основные части стандарта mpeg-7
- •3.5.3. Описание главных функций стандарта mpeg-7 Системы стандарта mpeg-7
- •Язык описания определений mpeg-7
- •Аудио mpeg-7
- •Визуальный mpeg-7
- •Основные объекты и схемы описания мультимедиа mpeg-7
- •Эталонные программы mpeg-7: модель экспериментов (eXperimentationModel)
- •3.5.4. Области применения стандарта mpeg-7
- •Контрольные вопросы
3.3.2. Принципы доставки потоков данных
Полученные в результате кодирования элементарные потоки необходимо доставить к декодеру. Для этого MPEG-4 предлагает двухуровневый механизм мультиплексирования, показанный на рис. 3.27. Элементарные потоки поступают на мультиплексирование, пройдя уровень синхронизацииSL(SyncLayer), где в заголовки пакетированных элементарных потоков (ПЭП) вводятся временные метки.

Рис. 3.27.Двухуровневый механизм мультиплексирования цифрового потока в стандарте MPEG-4
Первый уровень, названныйFlexMux, играет вспомогательную роль в мультиплексировании, он объединяет низкоскоростные потоки с одинаковыми требованиями к качеству передачи, чтобы уменьшить их число в сложных сценах и сократить время передачи. ИспользованиеFlexMuxне является обязательным, и он может быть пустым, если следующий уровень обеспечивает все необходимые функции.FlexMuxне имеет собственных средств защиты от ошибок.
Второй уровень, TransMux (Transport Multiplexing), предлагает транспортные услуги по передаче потоков с заданным качеством обслуживания. Условия передачи предполагают необходимую пропускную способность, допустимый уровень ошибок, максимальное время задержки, приоритет и т.д. TransMux не является транспортным протоколом как таковым, он представляет собой скорее интерфейс между кодером MPEG-4 и стандартным транспортным протоколом. В качестве такового могут использоваться протокольные стыки RTP/UDP/IP, AAL5/ATM, транспортный поток MPEG-2.
Взаимодействие с транспортной средой управляется протоколом DMIF (Delivery Multimedia Integration Framework – мультимедийная интегрированная система доставки). DMIF, как его определяет стандарт, – сеансовый протокол для управления потоковой передачей в произвольных средах. После запуска он устанавливает соединение с удаленным абонентом, выбирает подлежащие передаче потоки и посылает запрос на их передачу. Порт DMIF посылает отметки к тем точкам, откуда будут передаваться потоки, и устанавливает соединение. Функции DMIF по связи с транспортными протоколами реализуются через интерфейс DAI (DMIF Application Interface), который получает ПЭП от уровня синхронизации и переводит запросы DMIF в команды, воспринимаемые конкретным протоколом. Команды для разных протоколов могут быть различными.
На приемном конце индивидуальные ЭП выделяются из пришедшего транспортного потока путем демультиплексирования. На этом этапеDMIFне отвечает за работу транспортного протокола, он подключается только при наличии потоковFlexMux. Выделенные после демультиплексирования пакеты ПЭП обрабатываются с целью извлечения из них информации о синхронизации. Эта информация переносится в заголовках пакетов, генерируемых на уровне синхронизации.
Во второй версии стандарта введены два дополнительных механизма, облегчающие транспортировку и опознавание элементарных потоков. Первый предназначен для организации передачи файлов и имеет вид специального файлового формата представления контента с расширением .mр4. Он содержит большой объем описательной информации, позволяющей передавать файлы с помощью любых протоколов, редактировать их содержимое и воспроизводить его на разных терминалах. В основу положен популярный форматQuickTime.
Второй механизм – интерфейс программных приложений MPEG-4 с кодами известного языка программированияJava– призван облегчить интеграциюJava-приложений в структуруMPEG-4. Он будет принимать ЭПJava-приложений, обрабатывать их и направлять к соответствующим компонентамMPEG-4 плеера.
Усовершенствование протокола DMIFво второй версии стандарта касается введения возможности работы с мобильными средствами связи, обеспечения более широкого класса параметровкачества обслуживания(QоS), поддержания сеансовой работы одновременно с несколькими сетевыми провайдерами, имеющими собственные порты, и т.д.
