
- •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
3.5. Стандарт описания мультимедийной информации mpeg-7
3.5.1. Общие сведения о стандарте mpeg-7
Переход телевидения к цифровым технологиям и быстрое развитие техники цифрового сжатия вызвали в последние годы столь же быстрый рост объема аудиовизуальной информации. Информация может быть представлена в различных формах (неподвижные изображения, видео, графика, 3D модель, звук, речь).
В отличие от мультимедийного стандарта цифровой компрессии MPEG-4 стандартMPEG-7 служит для описания различной мультимедийной информации.
Следует подчеркнуть, что описание мультимедийной информации в стандарте MPEG-7 – это не методы сжатия данных, а это описание метаданных, также известных как «данные о данных».Метаданные – это цифровая информация, которая описывает содержание других цифровых данных.
Стандарт MPEG-7 называется «Интерфейс описания мультимедийного контента» и нацелен на стандартизацию следующих основных элементов [14]:
базового набора дескрипторов (D–Descriptor), используемых для описания различных признаков мультимедийного контента;
совокупности структур дескрипторов и соотношений между ними, называемых схемами описания (СО) (DS–DescriptionSchemes);
языка определения дескрипторов и схем описания, названного язык определения описания (DDL–DescriptionDefinitionLanguage);
путей кодирования описаний.
3.5.2. Основные части стандарта mpeg-7
Стандарт MPEG-7 состоит из следующих частей [34]:
1. Системы MPEG-7, то есть средства, которые необходимы при подготовке описанийMPEG-7 для эффективной передачи и записи, и для обеспечения синхронизации между материалом и описаниями. Эти средства имеют также отношение к охране интеллектуальной собственности.
2. Язык описания определений MPEG-7. Язык для определения новых схем описания и, возможно, новых дескрипторов.
3. MPEG-7Audio– дескрипторы и схемы описания, имеющие отношение исключительно к описанию аудиоматериала.
4. MPEG-7Visual– дескрипторы и схемы описания, имеющие отношение исключительно к описанию визуального материала.
5. MPEG-7MultimediaDescriptionSchemes– дескрипторы и схемы описания, имеющие отношение к общим характеристикам описаний мультимедиа.
6. MPEG-7ReferenceSoftware– программные реализации соответствующих частей стандартаMPEG-7.
7. MPEG-7Conformance– базовые принципы и процедуры тестирования рабочих характеристик практических реализацийMPEG-7.
В стандарте используются дескрипторы четырех типов:
Дескрипторы первого типапередают непосредственно содержание материала (contentdescription– описание контента) и могут быть низкого и высокого уровня.
Дескрипторы низкого уровня передают структуру материала:
цвет, текстуру, форму;
параметры движения для видео;
высоту тона, тембр, темп, интенсивность - для звука, и т.п.
Дескрипторы высокого уровня описывают смысловое содержание контента.
Второй тип дескрипторов(contentmanagement– управление контентом) содержит информацию о времени и цели создания материала, об авторстве и правах собственности.
Третий тип(contentorganization– организация контента) позволяет классифицировать материал по различным признакам и может использоваться для его анализа и исследований.
Четвертый тип(navigationandaccess– навигация и доступ) – для быстрого поиска контента по краткому описанию содержания.