|
Пиковое отношение сигнал/шум, дБ
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Коэффициент сжатия
а)б) в)
Рисунок 8.24 Исходные изображения: a) “Лена”, б) тестовая таблица. в) График зависимости ПСШ от коэффициента сжатия, где J - кодирование JPEG; W - вейвлетное кодирование; L - изображение “Лена”; T - изображение таблицы.
Стандарт JPEG 2000
Разработан для кодирования неподвижных изображений. Является развитием стандарта JPEG. В качестве базисного метода использует ДВП. Обеспечивает большее сжатие, чем JPEG.
Стандарты сжатия видео последовательностей
Успех цифрового телевидения и DVD-видео обусловлен введением стандарта ISO/IEC 13818, известного как стандарт MPEG-2 по названию группы разработчиков. MPEG - Moving Picture Experts Group - эта организация, состоящая из нескольких сотен технических экспертов, занимающаяся разработкой и внедрением стандартов для сжатия,
обработки и представления движущихся изображений и звука, является рабочей группой ISO и IEC.
Стандарт MPEG-1
Стандарт разработан для просмотра и хранения видео на CD [14]. Принят в 1993 г, ISO/IEC 11172. Предназначен для сжатия видео и аудио информации для CD-проигрывателей. Предусмотрен для сжатия со скоростью 1,5 Мб/c. Типичный бытовой формат видео для MPEG-1 в стандарте PAL составляет 352x288 пикселов, 25 кадров в секунду. Аудио часть - стереозвук с частотой дискретизации 44,1 кГц, сжатый в MPEG-1 Layer II. Качество видео ненамного превосходит VHS. В стандарте применена компенсация движения, ДКП и квантование.
Временная обработка. Временная (межкадровая) избыточность определяется тем, что два соседних кадра видеопоследовательности, как правило, мало отличаются друг от друга. Для устранения временной избыточности строится кадр-прогноз, который вычитается из текущего кадра. Простейший метод прогнозирования основан на предыдущем кадре, используемом как прогноз текущего кадра. Чем лучше прогноз, тем меньше энергия остаточного кадра, который кодируется и посылается декодеру. Повышение точности предсказания при передаче видеопоследовательности достигается за счет оценки вектора движения и компенсации этого движения. Компенсация движения при формировании сигнала ошибки предсказания уменьшает его значение и, как следствие, увеличивает сжатие. Полностью сигнал ошибки предсказания не может быть сведен к нулю, так как при движении объекта обычно изменяется его ракурс и масштаб, однако он может быть значительно уменьшен.
Определено три типа изображений при кодировании. Внутрикадровое кодирование I - кадров (Intra coded pictures, I - pictures) выполняется без ссылок на другие изображения со средним коэффициентом сжатия. I - кадры обеспечивают возможность произвольного доступа к любому кадру, являясь своеобразными точками входа в поток данных для декодера и сжимаются независимо. Кадры, кодируемые с предсказанием (Predictive coded pictures, P -pictures) кодируются более эффективно, используя предсказание с компенсацией движения по предыдущему I - или P - кадру. В результате предсказания формируется кадр сигнала ошибки предсказания, который представляет собой разность между опорным и предсказанным кадрами с учетом векторов движения. Этот кадр подвергается кодированию посредством применения той же последовательности операций, которая применяется для кодирования I - кадров. Кадры, кодируемые с предсказанием в двух направлениях (Bidirectionally predictive coded pictures, B - pictures) обеспечивают наибольшую степень сжатия, но для компенсации движения требуют двух ссылок на предыдущий и последующий I или P кадры. B - кадры никогда не используются для предсказания. Кадры различных типов объединяются в группы. Каждая группа начинается с
B 1
B 2
B 3
P 4
B 5
B 6
B 7
P 8
I 0
кадра типа I, образующего опорный сигнал для предсказания при кодировании кадров типа Р и В. Для того, чтобы получить высокую степень сжатия, группа должна быть достаточно большой. При воспроизведении изображений последовательность кадров может быть, например, такой: {I, B, B, B, P, B, B, B, P}. Взаимодействие кадров для приведенной последовательности показано на рисунке 8.25.
I
|
B
|
B
|
B
|
P
|
B
|
B
|
B
|
P
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Рисунок 8.25 Схема формирования предсказания движения в группе в хронологической последовательности кадров.
Однако при кодировании и декодировании изображений порядок кадров различного типа в группе должен быть изменен на следующий:
{I(0), P(4), B(1), B(2), B(3), P(8), B(5), B(6), B(7)}, поскольку кадры типа
Do'stlaringiz bilan baham: |
