Цифровая обработка ТВ сигналов. Часть 2. Бобрешов А.М - 29 стр.

UptoLike

29
вариант используется , если кодируемый макроблок не имеет
отличий от соответствующего макроблока в опорном изображении.
Описанный способ кодирования телевизионного сигнала и называется
кодированием с предсказанием и компенсацией движения . Выигрыш в сжатии
изображения достигается благодаря тому. Что разности действительных и
предсказанных макроблоков Р- и В кадров содержат значительно меньше
информации, чем сами эти макроблоки. При этом для В - кадров объем
передавемой информации будет наименьшим , так как при двунаправленном
предсказании ошибка предсказания минимальна .
Кодированные видеоданные и векторы движения через мультиплексор
поступают в БЗУ , работающее по принципу «первым вошел первым вышел».
Одна из функций БЗУ согласование неравномерного по времени потока
данных после кодирования со строго постоянной скоростью передачи
двоичных символов при выполнении кодирования в реальном времени .
Неравномерность потока данных, поступающих в БЗУ , обусловлена в первую
очередь наличием разных типов кадров. Считывание данных из БЗУ
осуществляется с постоянной скоростью . Степень заполненности БЗУ
колеблется во времени , возрастая при увеличении потока поступающих на него
данных и снижаясь при уменьшении этого потока.
Помимо различия типов кадров на степень заполнения буфера может влиять
характер передаваемого изображения . Если в изображении много мелких
деталей , возрастает количество и уровень высокочастотных составляющих
пространственно - частотного спектра, т.е. количество отличных от нуля
коэффициентов ДКП . Это приводит к увеличению потока данных. При
передаче же «гладких» изображений количество отличных от нуля
коэффициентов ДКП уменьшается , так как пространственно - частотный спектр
изображения имеет в основном низкочастотные составляющие .
Для оптимизации работы системы желательно поддерживать уровень
заполнения БЗУ приблизительно постоянным. Если БЗУ переполняется , то ,
очевидно , будет происходить потеря части данных, т.е. ухудшение качества
изображения на выходе системы. Если же БЗУ полностью освобождается , то по
каналу связи приходится передавать «пустые» блоки, что приводит к снижению
эффективности его использования . Чтобы избежать обоих нежелательных
случаев, в кодере изображения введена обратная связь с БЗУ на блок УКС,
управляющий степенью сжатия изображения .
Сущность действия этой обратной связи заключается в следующем . Если
передается мелкоструктурное изображение , и заполнение БЗУ увеличивается ,
то под воздействием обратной связи увеличивается параметр квантования
коэффициентов ДКП (см . формулу 1.7). При этом число бит на каждый
коэффициент уменьшается , и уровень потока данных поддерживается
примерно постоянным. Наоборот, при передаче «гладких» изображений
квантование становится более точным. Такой метод соответствует свойствам
человеческого зрения : на мелкоструктурных изображениях менее заметны
неточности в передаче уровней яркости, так как в первую очередь
воспринимаются контуры деталей . Изменение параметра квантования может
                                          29
вариант          испо льзу ется,       если ко диру ем ы й м акро бло к не им еет
о тличий о т со о тветству ю щ его м акро бло ка в о по рно м изо бражении.
    О писанны й спо со б ко диро вания телевизио нно го сигнала и назы вается
ко диро ванием с предсказанием и ко м пенсацией движения. В ы игры ш в сжатии
изо бражения до стигается благо даря то м у . Что разно сти дей ствительны х и
предсказанны х м акро бло ко в Р- и В – кадро в со держат значительно м еньше
инфо рм ации, чем сам и эти м акро бло ки. П ри это м для В -кадро в о бъем
передавем о й инфо рм ации бу дет наим еньшим , так как при дву направленно м
предсказании о шибка предсказания м иним альна.
    К о диро ванны е видео данны е и векто ры движения через м у льтиплексо р
по сту паю т в БЗУ , рабо таю щ ее по принципу «первы м во шел – первы м вы шел».
    О дна из фу нкций БЗУ – со гласо вание неравно м ерно го по врем ени по то ка
данны х по сле ко диро вания со стро го по сто янно й ско ро стью передачи
дво ичны х сим во ло в при вы по лнении ко диро вания в реально м врем ени.
Н еравно м ерно сть по то ка данны х, по сту паю щ их в БЗУ , о бу сло влена в перву ю
о чередь наличием разны х типо в кадро в. Считы вание данны х из БЗУ
о су щ ествляется с по сто янно й ско ро стью . Степень запо лненно сти БЗУ
ко леблется во врем ени, во зрастая при у величении по то ка по сту паю щ их на него
данны х и снижаясьпри у м еньшении это го по то ка.
    П о м им о различия типо в кадро в на степеньзапо лнения бу фера м о жет влиять
характер передаваем о го изо бражения. Е сли в изо бражении м но го м елких
деталей , во зрастает ко личество и у ро вень вы со ко часто тны х со ставляю щ их
про странственно -часто тно го спектра, т.е. ко личество о тличны х о т ну ля
ко эффициенто в Д К П . Э то приво дит к у величению по то ка данны х. П ри
передаче же «гладких» изо бражений ко личество о тличны х о т ну ля
ко эффициенто в Д К П у м еньшается, так как про странственно -часто тны й спектр
изо бражения им еет в о сно вно м низко часто тны е со ставляю щ ие.
    Д ля о птим изации рабо ты систем ы желательно по ддерживать у ро вень
запо лнения БЗУ приблизительно по сто янны м . Е сли БЗУ перепо лняется, то ,
о чевидно , бу дет про исхо дить по теря части данны х, т.е. у ху дшение качества
изо бражения на вы хо де систем ы . Е сли же БЗУ по лно стью о сво бо ждается, то по
каналу связи прихо дится передавать«пу сты е»бло ки, что приво дит кснижению
эффективно сти его испо льзо вания. Что бы избежать о бо их нежелательны х
слу чаев, в ко дере изо бражения введена о братная связь с БЗУ на бло к У К С,
у правляю щ ий степенью сжатия изо бражения.
    Су щ но сть дей ствия это й о братно й связи заклю чается в следу ю щ ем . Е сли
передается м елко стру кту рно е изо бражение, и запо лнение БЗУ у величивается,
то по д во здей ствием о братно й связи у величивается парам етр кванто вания
ко эффициенто в Д К П (см . фо рм у лу 1.7). П ри это м число бит на кажды й
ко эффициент у м еньшается, и у ро вень по то ка данны х по ддерживается
прим ерно по сто янны м . Н ао бо ро т, при передаче «гладких» изо бражений
кванто вание стано вится бо лее то чны м . Т ако й м ето д со о тветству ет сво й ствам
чело веческо го зрения: на м елко стру кту рны х изо бражениях м енее зам етны
нето чно сти в передаче у ро вней ярко сти, так как в перву ю о чередь
во сприним аю тся ко нту ры деталей . И зм енение парам етра кванто вания м о жет