Реклама
Алгоритм сжатия H.264 PDF Печать E-mail
Существует такой стандарт как H.264 (MPEG-4.Part 10) - это специальный формат сжатия для видеоданных. Особенность этого формата заключается в том, что он предназначен для сжатия  высокой степени при этом сохраняя высокое качество видеопотока. Другое название этого формата - AVC (Advanced Video Coding). Стандарт H.264 и стандарт ISO/IEC MPEG-4 Part 10 с технической точки зрения полностью идентичны. Данный формат применяется в различных отраслях цифрового видео и в частности в цифровом телевидении высокого разрешения HDTV.

Данный формат предоставляет рад новых возможностей, которые позволяют повысить в значительной мере эффективность сжатия видеоданных по сравнению с другими стандартами (например, ASP). Также он обеспечивает отличную гибкость в различных сетевых областях.

Рассмотрим основные  сферы применения.

Многократное предсказание кадров:

- этот формат наиболее эффективно и гибко использует сжатые ранее файлы, в качестве опорных  для заимствования какой-либо части материала из них. Данный формат использует до 32 ссылок на предыдущие файлы (в других, ранних форматах 1-2 ссылки). Это значительно поднимает эффективность кодирования. Это позволяет значительно снизить затраты битрейта.

-  в этом стандарте действует независимость порядка при воспроизведении изображения, а также порядка изображений. Это позволяет кодеру самому выбирать порядок изображений для компенсации движения, а также для воспроизведения с высокой гибкостью, ограниченной только объемом памяти. Это гарантирует возможность для декодирования. Также это помогает справиться с дополнительной задержкой связанной с двунаправленным предсказанием.

 - поддерживается независимость методов обработки изображения и возможность их использования для предсказаний движения. Такой подход придает кодеру гибкость и возможность использования для предсказания изображения, которые более близки к кодируемому по содержанию.

- использование компенсации движения с изменяемым размером блока (от 4х4 и до 16х16 пикселей) позволяет более точно выделять зоны движения.

- поддерживается методика экстраполяции за границы изображения, появившаяся в более ранней версии Н.263 как опция.

- более высокая четкость изображения достигается путем использования шеститочечной фильтрации компонента яркости для полупикселього предсказания.

- очень высокая точность описания движущихся зон обеспечивается при помощи технологии Qpel.

- возможно использование масштабирования и сдвига после компенсации движения на величины указанный кодером при помощи взвешенного предсказания. Эта методика значительно поднимает эффективность кодирования сцен с изменением  освещенности (например, при эффектах затемнения или постепенного появления изображения).

В отличие от технологии предсказания только коэффициента трансформации в форматах Н.263+, а также  MPEG-4 Part 2 и метода дискретно-косинусного коэффициента в MPEG-2 Part 2, данная технология использует пространственное предсказание от краев соседних блоков для I-кадров. Качество сигнала, используемого для  предсказания, повышается благодаря использованию новой технологии экстраполяции краев ранее декодированных зон  (частей) текущего изображения.

Макроблоки сжимаются без потерь.

Данный метод позволяет точно описывать определенные области и допускать строгое ограничение на количество данных, закодированных для каждого макроблока. При этом видеоданные представляются непосредственно. По сравнению с PCM, здесь  затрачивается гораздо меньше битов.

Широкие возможности чересстрочного сжатия.

В зависимости от наличия движения - PAFF (адаптивное к изображению кодирование) позволяет  кодировать каждый кадр либо как пару полей (полукадров), либо как кадр. MBAFF (кодирование полей  адаптивное к макроблокам) дает возможность кодировать как чересстрочные или прогрессивные каждую вертикальную пару макроблоков. К тому же является почти всегда более эффективнее чем PAFF.

Новые функции связанные с преобразованием:

-  Точное размещение разностных сигналов при min шума возможно благодаря точному целочисленному преобразованию пространственных блоков 4x4.

-  Адаптивная выборка кодеков между размерами блоков 4x4 и 8x8.

- Дополнительное преобразование, которое применяется к дискретно-косинусным коэффициентам основного пространственного преобразования. Это позволяет достичь большеё степени сжатия в однородных областях.  

- Более эффективное целочисленное преобразование 8x8 пространственных блоков  - чем 4x4.

Процесс квантования:

-  Упрощенное распределение битрейта кодером и упрощенное вычисление обратной квантования с помощью логарифмического управления длинной шага.

- На основе человеческих особенностей восприятия, кодером для оптимизации квантования выбираются частотно-оптимизированные матрицы масштабирования квантования.

Артефакты блочности, часто появляющиеся в процессе использования технологий, основанных на DCT технике сжатия изображения, устраняются внутренним фильтром деблокинга в цикле кодирования.

Коэффициенты трансформации кодируются энтропийным кодированием:

- CABAC - контекстно-зависимое адаптивное бинарное арифметическое кодирование - это алгоритм, при котором сжатие синтаксических элементов видеопотока происходит без потерь - на основе вероятности их появления.

- CAVLC -контекстно-зависимое адаптивное кодирование с переменной длиной кодового слова - это альтернативный алгоритм для CABAC меньшей сложности.

- Exp-Golomb - часто используемое, высокоструктурированное и простое кодирование переменной длины элементов синтаксиса - словами. 

Устойчивость к ошибкам:

- определяется уровень сетевой абстракции, обеспечивающий большую надежность и стабильность чем предыдущий.

-новый метод гибкого упорядочивания макроблоков и произвольного упорядочивания частей ASO. Это существенно повышает устойчивость к потере данных.

Каждая часть может быть декодирована независимо от других  благодаря ASO. Новый стандарт дает возможность  получать и посылать  их в произвольном порядке относительно друг друга. Это снижает задержку в приложениях реального  времени. Эта функция, помимо восстановления ошибок,  также используется для других целей:

- разбиение данных.

- возможность посылки кодером избыточного представления областей изображения.

- нумерация кадров.

 
« Пред.   След. »

Опросы

На правах рекламы

Внимание!!! Файл sape.php не обнаружен. Проверьте правильность установки кода Sape.