- •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
Чересстрочная развертка
Для эффективного кодирования чересстрочного видео требуются инструменты, которые оптимизированы для решения задач сжатия макроблоков, состоящих из полукадров. При использовании кодирования полукадров в заголовке каждого слоя записывается тип используемых снимков (кадровый или полукадровый). В моде адаптивного кодирования макроблоков кадр/полукадр (MB-AEF,MacroBlock–AdaptiveFrame/Field) выбор кадра или полукадра можно обозначить на уровне макроблоков. В этой моде текущий слой обрабатывается единицами, имеющими ширину 16 пикселей и высоту 32 пикселя яркостной компоненты, каждый из которых кодируется как «пара макроблоков».
Кодер может выбрать способ кодирования каждого макроблока в виде двух кадровых макроблоков или двух полукадровых макроблоков. При этом можно выбрать оптимальную моду кодирования для каждой области на снимке.
Кодирование слоя или пары макроблоков в полукадровой моде требует изменения многих шагов кодирования и декодирования. Например, каждый кодируемый полукадр трактуется как отдельный ссылочный снимок для целей прогнозирования по типу РиВ. Прогнозы мод кодирования макроблоковintraи векторов движения макроблоковinterтакже требуют модификации в зависимости от того, как кодируются прилегающие макроблоки (по кадрам или по полукадрам).
Контекстно-адаптивное арифметическое кодирование (савас)
Когда флаг entropy_coding_mode в множестве параметров снимка установлен в 1, применяется система арифметического кодирования при компрессии синтаксических элементов Н.264. Контекстно-адаптивное двоичное арифметическое кодирование САВАС достигает хороших результатов по сжатию данных, если выполняются следующие условия: вероятностная модель для каждого синтаксического элемента выбирается в соответствии с его контекстом: адаптивные оценки вероятностей основываются на локальных статистиках; используется арифметическое кодирование вместо VLC. Кодирование символов данных включает следующие стадии:
Переход к двоичной системе; САВАС использует только двоичные коды, то есть кодируется только двоичный набор (1 или 0). Символы, принимающие недвоичные значения (например, коэффициенты преобразования или векторы движения, любые символы, принимающие более двух значений), приводятся к двоичному основанию до применения схемы арифметического кодирования. Этот процесс аналогичен процессу присвоения символам кодов переменной длины (табл. 3.16). Полученные коды далее кодируются арифметическим кодером перед записью в выходной битовый поток.
Стадии 2, 3 и 4 для каждого бита символа в его двоичном представлении следующие: