Электронные средства информационных систем. Часть 3. Устройства отображения информации. Зайцев А.А - 226 стр.

  10.6. Компенсация движения и дискретно-косинусное преобразование

  Эффективное сжатие видеоинформации основано на двух основных идеях:
подавление несущественных для визуального восприятия мелких деталей
пространственного распределения отдельных кадров и устранения временной
избыточности в последовательности этих кадров. Соответственно говорят о
пространственной и временной компрессии.

  Пространственная компрессия использует экспериментально установлен-
ную малую чувствительность человеческого восприятия к искажениям мел-
ких деталей изображения. Глаз быстрее замечает неоднородность равномер-
ного фона, чем искривление тонкой границы или изменение яркости и цвета
малого участка. Из математики известно два эквивалентных представления
изображения: привычное человеку пространственное распределение яркости
и цвета и так называемое частотное распределение, связанное с пространст-
венным дискретно-косинусным преобразованием (ДКП). Теоретически
они равнозначны и обратимы, но сохраняют информацию о структуре изо-
бражения совершенно по-разному: передачу плавных изменений фона обес-
печивают низкочастотные (центральные) значения частотного распределения,
а за мелкие детали пространственного распределения «отвечают» высокочас-
тотные коэффициенты. Это позволяет использовать следующий алгоритм
сжатия. Кадр разбивается на макроблоки размером 16х16 (размеру 720х576
соответствует 45х36 макроблоков в кадре), каждый из которых ДКП перево-
дит в частотную область. Затем соответствующие частотные коэффициенты
подвергаются квантованию (округлению значений с задаваемым интервалом).
Если само по себе ДКП не приводит к потере данных, то квантование коэф-
фициентов, очевидно, вызывает огрубление изображения. Операция кванто-
вания выполняется с переменным интервалом – наиболее точно передаётся
низкочастотная информация, в то время как многие высокочастотные коэф-
фициенты принимают нулевые значения. Это обеспечивает значительное
сжатие потока данных, но приводит к снижению эффективного разрешения и
возможному появлению незначительных ложных деталей (в частности, на
                                    222