| Алгоритм сжатия H.264 |
|
|
|
|
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. » |
|---|



