- •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
Профили и типы объектов mpeg-4 видео
|
Профиль
Тип объекта
|
Простой |
Простой масштабируемый |
Базовый |
Основной |
N-битовый |
Масштабируемая текстура |
Простой, анимация лица |
Базовая анимированная структура |
Гибридный |
|
Простой |
• |
• |
• |
• |
• |
|
|
|
• |
|
Простой масштабируемый |
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
Базовый |
|
|
• |
• |
• |
|
|
|
• |
|
Основной |
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
N-битовый |
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
Масштабируемая текстура |
|
|
|
• |
|
• |
|
• |
• |
|
Анимированная D-сетка |
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
Базовая анимированная структура |
|
|
|
|
|
|
|
• |
• |
|
Примитивное лицо |
|
|
|
|
|
|
• |
• |
• |
|
Число уровней |
3 |
2 |
2 |
3 |
1 |
3 |
2 |
2 |
2 |
Таблица 3.7
Параметры потока для некоторых профилей mpeg-4 видео
|
Профили и уровни |
Типовой размер сцены |
Скорость потока, бит/с |
Максимальное число объектов |
Общая емкость памяти, макроблоков | |
|
Простой профиль |
L1 |
QCIF |
64 к |
4 |
198 |
|
L2 |
CIF |
128 к |
4 |
792 | |
|
L3 |
CIF |
384 к |
4 |
792 | |
|
Базовый профиль |
L1 |
QCIF |
384 к |
4 |
594 |
|
L2 |
CIF |
2 М |
16 |
2376 | |
|
Основной профиль |
L2 |
CIF |
2 М |
16 |
2376 |
|
L3 |
Рек. 601 |
15 М |
32 |
9720 | |
|
L4 |
19201080 |
38,4 М |
32 |
48960 | |
Из остальных профилей наибольший интерес представляет гибридный, объединяющий натуральные (базовый) и синтетические (все три) типы объектов. Он полезен при помещении «реального» объекта в синтетический мир и, наоборот, синтетического объекта в реальное окружение.
В нижней строке табл. 3.6 указано число уровней, определенных в стандарте для каждого профиля. В табл. 3.7 показаны параметры потока для некоторых уровней.
В стандарте установлены следующие точки соответствия: Простой профиль и Базовый профиль с размерами сцены QCIFиCIF, скоростями потока 64, 128, 384 кбит/с и 2 Мбит/с. Для Основного профиля нормируются форматыCIF, Рек. ВТ.601, ТВЧ со скоростями 2, 15 и 38,4 Мбит/с.
Вторая версия стандарта добавила три профиля к натуральному видео:
1) Простой усовершенствованный профиль реального времени– обеспечивает эффективное кодирование с использованием обратного канала (видеотелефония, телеконференции, дистанционное наблюдение).
2) Базовый масштабируемый профиль– поддерживает пространственное и временнóе масштабирование в Базовом профиле.
3) Профиль с улучшенной эффективностью кодирования– подходит для мобильного приема вещательных передач и других применений, где требуется высокая эффективность кодирования.
Три новых профиля введены в синтетическое видео, в том числе Простой профиль анимации лица и фигуры. Общее число визуальных профилей достигло 15.
Уже после принятия второй версии продолжается работа над дополнениями к стандарту. В частности, предполагается ввести студийный профиль, в которомVOPс кодированием формы могли бы передаваться со скоростью несколько сот Мегабит в секунду. В табл. 3.8 показаны основные параметры предлагаемого профиля. Низкий уровень этого профиля мог бы соответствовать высокому уровню профиля «4:2:2» из стандартаMPEG-2 (см. табл. 3.8 и табл. 3.1), в двух других уровнях предлагается ввести два подуровня – с дискретизацией «4:2:2» и «4:4:4». ГруппаMPEGизучает кодирование 2Dи 3D анимаций, цифровой кинематограф и другие вопросы.
