ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Показ кадров фильма в обратном направлении. Редко требуется в приложениях. При жёстких ограничениях
на время показа очередного кадра выполнение этого требования может резко уменьшить степень сжатия.
Аудиовизуальная синхронизация – самое серьёзное требование. Данные, необходимые для того, чтобы до-
биться синхронности аудио и видео дорожек, существенно увеличивают размер фильма.
Устойчивость к ошибкам – требование, обусловленное тем, что
большинство каналов связи ненадёжны. Испорченное помехой изображение должно быстро восстанавливаться.
Требование достаточно легко удовлетворяется необходимым числом независимых кадров в потоке. При этом
также уменьшается степень сжатия, так как на экране 2-3 с (50 – 75 кадров) может быть одно и то же изображе-
ние, которое нагружает поток независимыми кадрами.
Время кодирования/декодирования. Во многих системах (например, видеотелефонах) общая задержка на
кодирование-передачу-декодирование должна составлять не более 150 мс. Кроме того, в приложениях, где не-
обходимо редактирование, нормальная интерактивная работа невозможна, если время реакции системы состав-
ляет более 1 с.
Под редактируемостью понимается возможность изменять все кадры так же легко, как если бы они были
записаны независимо.
Масштабируемость – простота реализации концепции "видео в окне". Масштабирование способно поро-
дить неприятные эффекты в алгоритмах, основанных на ДКП (дискретном косинусном преобразовании). Кор-
ректно реализовать эту возможность для MPEG на данный момент можно, пожалуй, лишь при достаточно
сложных аппаратных реализациях, только тогда алгоритмы масштабирования не будут существенно увеличи-
вать время декодирования. Масштабирование достаточно легко осуществляется в так называемых фрактальных
алгоритмах. В них, даже при увеличении изображения в несколько раз, оно не распадается на квадраты, т.е.
отсутствует эффект "зернистости". Если необходимо уменьшать изображение (что хоть и редко, но бывает
нужно), то с такой задачей хорошо справляются алгоритмы, основанные на wavelet-преобразовании.
Небольшая стоимость аппаратной реализации. При разработке хотя бы приблизительно должна оцени-
ваться и учитываться конечная стоимость. На практике это требование означает, что алгоритм должен реализо-
вываться небольшим набором микросхем.
Описанные требования к алгоритму противоречивы. Очевидно, что высокая степень сжатия подразумевает
архивацию каждого последующего кадра с использованием предыдущего. В то же время требования на аудио-
визуальную синхронизацию и произвольный доступ к любому кадру за ограниченное время не дают возможно-
сти вытянуть все кадры в цепочку. Сбалансированная реализация, учитывающая систему противоречивых тре-
бований, может достигаться на практике за счёт настроек компрессора при сжатии конкретного фильма.
6.3.2. Технология сжатия видеоданных [2]
В 1988 году в рамках Международной организации по стандартизации (ISO) начала работу группа MPEG
(Moving Pictures Experts Group) – группа экспертов в области цифрового видео (ISO-
IEC/JTC1/SC2/WG11/MPEG). Группа работала в направлениях, которые можно условно назвать MPEGVideo-
сжатие видеосигнала в поток со скоростью до 1,5 Мбит/с, MPEGAudio – сжатие звука до 64, 128 или 192 Кбит/с
на канал и MPEG-System – синхронизация видео- и аудиопотоков.
Как алгоритм MPEG имеет несколько предшественников. Это, прежде всего, универсальный алгоритм
JPEG. Его универсальность означает, что JPEG показывает неплохие результаты на широком классе изображе-
ний.
Если быть более точным, то стандарт MPEG, как и другие стандарты на сжатие, описывает лишь выход-
ной битовый поток, неявно задавая алгоритмы кодирования и декодирования. При этом их реализация перекла-
дывается на программистов-разработчиков. Такой подход открывает широкие горизонты для тех, кто желает оп-
тимально реализовать алгоритм для конкретного вычислительного устройства (контроллера, ПК, распределённой
вычислительной системы), операционной системы, видеокарты и т.п.
В сентябре 1990 года был представлен предварительный стандарт кодирования MPEG-1. В январе 1992 го-
да работа над MPEG-1 была завершена и начата работа над MPEG-2, в задачу которого входило описание пото-
ка данных со скоростью 3…10 Мбит/с [3]. Практически в то же время была начата работа над MPEG-3, который
был предназначен для описания потоков 20…40 Мбит/с. Однако вскоре выяснилось, что алгоритмические ре-
шения для MPEG-2 и MPEG-3 принципиально близки и можно безбо-
лезненно расширить рамки MPEG-2 до потоков в 40 Мбит/с. В результате работа над MPEG-3 была прекраще-
на. MPEG-2 был окончательно доработан к 1995 году.
В 1991 году группой экспертов по видеотелефонам (EGVT) при Международном консультативном комитете
по телефонии и телеграфии (CCITT) предложен стандарт видеотелефонов рх64 Kbit/s [4,9]. Запись рх64 означа-
ет, что алгоритм ориентирован на параллельную передачу оцифрованного видеоизображения по р-каналам с
пропускной способностью 64 Кбита/с. Таким образом, захватывая несколько телефонных линий, можно полу-
чать изображение вполне приемлемого качества. Одним из главных ограничений при создании алгоритма явля-
лось время задержки, которое должно было составлять не более ISO мс. Кроме того, уровень помех в телефон-
ных каналах достаточно высок, и это, естественно, нашло отражение в алгоритме. Можно считать, что рх64
Kbits – предшественник MPEG для потоков данных менее 1,5 Мбит/с и специфического класса видео.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- …
- следующая ›
- последняя »
