ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Описанный выше алгоритм в целом крайне близок к большинству применяемых сейчас на практике алго-
ритмам сжатия видео. Однако новые идеи появляются ежегодно. Если для алгоритмов сжатия без потерь можно
говорить о росте степени сжатия на 1 % в год (относительно предыдущего года) для достаточно большого тесто-
вого массива данных, то для алгоритмов сжатия видео речь обычно идет о 3…5 % прибавки степени сжатия для
достаточно большого видеофрагмента при том же визуальном качестве.
Если, с одной стороны, повышается степень сжатия, то, с другой стороны, растёт сложность программы и
падает скорость работы как при компрессии так и при декомпрессии.
Перечислим основные пути повышения степени сжатия.
1. Изменение алгоритма сжатия I-кадров. Выше приведён алгоритм, основанный на ДКП. Сегодня всё
чаще используются алгоритмы, основанные на вейвлетах.
2. Изменение алгоритма сжатия без потерь. Выше приведён алгоритм, использующий сжатие по алгорит-
му Хаффмана. Однако недавно закончился основной патент на арифметическое сжатие (дающее преимущество
2…15 %), и, соответственно, всё чаще используется именно оно.
3. Изменение алгоритма работы с векторами смещения блоков. Подбор векторов смещений блоков по наи-
меньшему среднеквадратичному смещению не является оптимальным. Существуют алгоритмы, дающие лучший
результат при некоторых дополнительных затратах времени при сжатии.
4. Учёт компенсации движения альтернативными способами (без использования векторов смещения бло-
ков). Идеальным алгоритмом сжатия движения объекта является его выделение в кадре и компактное описание
его движений. Самым удобным способом описания движения является модель движения (parametric motion
model), однако её использованиепредполагает большой объём вычислений и весьма сложные алгоритмы.
5. Применение обработки коэффициентов. Можно пытаться получить больше информации об изображе-
нии из сохранённых коэффициентов. Например, возможно быстрое сравнение коэффициентов после ДКП в со-
седних блоках и их усреднение по достаточно сложным алгоритмам. Этот приём заметно снижает количество ар-
тефактов, вносимых в изображение ДКП, при этом допуская реализацию, работающую в реальном времени.
6. Улучшение алгоритмов масштабирования изображений. Как правило, видео на компьютере просматри-
вают во весь экран. При этом даже применение очень простого и быстрого кусочно-линейного масштабирова-
ния способно кардинально снизить скорость проигрывания ролика, т.е. примитивная операция масштабирова-
ния изображения будет работать заметно дольше, чем сложный алгоритм декодера. Однако растущие скорости
современных компьютеров позволяют использовать более сложные и качественные алгоритмы масштабирова-
ния на весь экран, получая более высокое качество, чем для использовавшейся ранее билинейной интерполяции
(в большинстве видеокарт реализованной аппаратно).
6.4. СТАНДАРТЫ СЖАТИЯ ВИДЕОДАННЫХ
Motion-JPEG (или M-JPEG) является наиболее простым алгоритмом сжатия видеоданных. В нём каждый
кадр сжимается независимо алгоритмом JPEG. Этот приём даёт высокую скорость доступа к произвольным
кадрам как в прямом, так и в обратном порядке следования. Соответственно легко реализуются плавные "пере-
мотки" в обоих направлениях, аудиовизуальная синхронизация и, что самое главное, редактирование. Типичные
операции JPEG сейчас поддерживаются на аппаратном уровне большинством видеокарт, и данный формат позво-
ляет легко оперировать большими объёмами данных при монтаже фильмов. Независимое сжатие отдельных
кадров позволяет накладывать различные эффекты, не опасаясь, что взаимное влияние соседних кадров внесёт
дополнительные искажения в фильм.
К недостаткам можно отнести сравнительно низкую степень сжатия.
MPEG-1. Алгоритм MPEG-1 в целом соответствует описанной выше общей схеме построения алгоритмов
сжатия.
К достоинствам стандарта можно отнести простую аппаратную реализацию, а к недостаткам – невысокую
степень сжатия и малую гибкость формата.
Н.261. Стандарт Н.261 специфицирует кодирование и декодирование видеопотока для передачи по каналу
рх64 Кбит, где р = 1…30. В качестве канала может выступать, например, несколько телефонных линий.
Входной формат изображения – разрешения CIF или QCIF в формате YUV (CCIR 601), частота кадров от
30 fps и ниже. Используется уменьшение разрешения в 2 раза для компонент цветности.
В выходной поток записываются два типа кадров: INTRA – сжатые независимо (соответствуют I-кадрам) и
INTER – сжатые со ссылкой на предыдущий кадр (соответствуют Р-кадрам). В передаваемом кадре не обязатель-
но присутствуют все макроблоки изображения; если блок изменился незначительно передавать его обычно нет
смысла. Сжатие в INTRA-кадрах осуществляется по схеме сжатия отдельного изображения. В INTER-кадрах про-
изводится аналогичное сжатие разности каждого передаваемого макроблока с "наиболее похожим" макробло-
ком из предыдущего кадра (компенсация движения). Для сглаживания артефактов ДКП предусмотрена воз-
можность применения размытия внутри каждого блока 8×8 пикселов. Стандарт требует, чтобы INTRA-кадры
встречались в потоке не реже чем через каждые 132 INTER-кадра (чтобы не накапливалась погрешность кодиро-
вания и была возможность восстановиться в случае ошибки в потоке).
Степень сжатия зависит в основном от метода нахождения "похожих" макроблоков в предыдущем кадре,
алгоритма решения, передавать ли конкретный макроблок, выбора способа кодирования каждого макроблока
(INTER/INTRA) и выбора коэффициентов квантования результатов ДКП.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- …
- следующая ›
- последняя »
