- •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
Деблочный фильтр
К каждому декодированному макроблоку применяется деблочный фильтр для сглаживания блочных артефактов. Этот фильтр применяется после обратного преобразования кодером (до реконструкции и сохранения макроблока для использования в будущих прогнозах) и декодером (до реконструкции и воспроизведения на телевизионном экране). Фильтр сглаживает края блоков, улучшая визуальное восприятие кадра в целом. Отфильтрованное изображение используется при прогнозах компенсации движения следующих кадров. Эта процедура может повысить степень сжатия, так как фильтрованное изображение часто бывает более точной репродукцией исходного кадра по сравнению с нефильтрованным, блочным изображением. Intra-кодируемые макроблоки фильтруются, но прогноз intra выполняется с использованием нефильтрованных восстановленных макроблоков.

Рис. 3.44.Порядок фильтрации краев макроблока

Рис. 3.45.Примеры примыкания к вертикальным и горизонтальным границам
По умолчанию выполняются следующие операции фильтрования (при этом у кодера имеется возможность изменять интенсивность фильтрации или отключить фильтр) [33]:
Фильтрация четырех вертикальных границ компоненты яркости (в порядке а, b,c,dна рис. 3.44.
Фильтрация четырех горизонтальных границ компоненты яркости (в порядке e,f,g,hна рис. 3.44.
Фильтрация двух вертикальных границ компонент хроматичности (i,j).
Фильтрация двух горизонтальных границ компонент хроматичности (k, l).
Каждая фильтрующая операция затрагивает до трех пикселей с обеих сторон границы. На рис. 3.45 показано по четыре пикселя с каждой стороны от вертикальной или горизонтальной границы примыкающих друг к другу блоков pиq(р0, р1, р2, р3 иq0,q1,q2,q3). «Интенсивность» фильтрования (степень фильтрации) зависит от текущих параметров квантователя, мод кодирования соседних блоков и направления градиентов значений пикселя на границе.
Граничная интенсивность. Выбор результирующего фильтра зависит отграничной силыиградиентазначений пикселя вдоль границы. Параметр граничной силыbS(boundaryStrength) выбирается по следующим правилам (при кодировании прогрессивной развертки):
|
p и/или q intra – кодируется и граница – это граница макроблока |
bS = 4 |
|
p и q intra – кодируется и граница – это не граница макроблока |
bS = 3 |
|
Ни p, ни q не кодируются intra; p и q имеют кодированные коэффициенты |
bS = 2 |
|
Ни p, ни q не кодируются intra; ни p, ни q не имеют кодированные коэффициенты, p и q используют разные ссылочные снимки или разное число ссылочных снимков, или они имеют векторы движения, которые отличаются в одном или в большем числе пикселей |
bS = 1 |
|
Во всех прочих случаях |
bS = 0 |
(Чем больше bS, тем сильнее интенсивность фильтрации. ЗначениеbS= 0 означает отсутствие фильтрации.)
Результат применения этих правил будет сильнее там, где имеется большая вероятность блочных искажений, например, на границе intra-кодируемых макроблоков или на границе блоков, имеющих кодированные коэффициенты.
