- •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
Условия фильтрации
Группа пикселей из множества (р2, р1, р0, q0,q1,q2) подвергается фильтрации, если
(а) bS> 0 и
(b)
и
и
.
Здесь и– пороги, задаваемые стандартом. Они возрастают с ростом среднего значения параметров квантователяQPдвух блоковpиq. Невыполнение условия фильтрации «отключает» фильтр, когда имеется значительный градиент вдоль границы блока исходного изображения. Когда параметрQPмал, то очень малые значения градиента через границу вызваны, скорее всего, особенностями изображения (а не эффектами блочности), поэтому его следует сохранить, то есть порогиидолжны быть малыми в этом случае. КогдаQPвелик, эффекты блочного искажения становятся более вероятными, что отражается в повышении порогови, то есть большее число граничных пикселей подвергается фильтрации.
Преобразование и квантование
Стандарт Н.264 применяет три разных преобразования в зависимости от типа остаточных данных, которые следует закодировать: преобразование Адамара матриц 44 коэффициентовDCяркостной составляющей макроблоков прогнозовintraв моде 1616, преобразование Адамара для матриц 22 коэффициентовDCсоставляющих цветности (любых макроблоков) и преобразование на основеDCTдля всех других блоков 44 остаточных данных.
Стандарт Н.264 предполагает использование скалярного квантования, простейшим примером которого может служить метод округления дробного числа до ближайшего целого. Это процесс с частичной потерей информации (он необратим), так как невозможно установить точное значение исходного дробного числа по округленному целому числу.
3.4.3. Основной профиль Особенности кодирования в основном профиле
Основными приложениями для основного профиля служат: цифровое телевизионное вещание и системы архивирования цифрового видео.
Основной профиль является расширением базового профиля, за исключением того, что в нем не поддерживаются такие инструменты кодирования, как кратные группы слоев, произвольный порядок слоев (ASO) и лишние слои и снимки (все эти функции имеются в базовом профиле). Вместо этого в основном профиле имеются следующие инструменты кодирования:В-слои (двунаправленное прогнозирование для повышения степени сжатия), взвешенное прогнозирование, повышающее гибкость кодера при создании блоков-прогнозов компенсации движения, поддержка чересстрочного видео (кодирование как кадров, так и полукадров) и метод энтропийного кодирования САВАС (альтернативная схема кодирования, основанная на арифметических кодах) [33].
В-слои
Каждый блок деления макроблока в моде interВ-слоя может быть спрогнозирован по одному или двум ссылочным снимкам, которые располагаются в хронологическом порядке до или после текущего снимка. В зависимости от ссылочных снимков, сохраняемых кодером и декодером, обеспечивается широкий выбор параметров прогнозирования макроблоков типаВ. На рис. 3.46 показано три варианта прогнозирования в модеinterдляВ-слоя: (а) один прошлый и один будущий ссылочный снимок (аналогично прогнозамВ-кадров в предыдущих стандартахMPEG), (б) два прошлых снимка и (в) два будущих ссылочных снимка.

Рис. 3.46.Примеры прогнозов для блоковВ-макроблоков: (а) прошлое/будущее; (б) прошлое; (в) будущее
