|
Р а з д е л 7
7.3. Основные стандарты компрессии цифрового
видео
Спутниковые линии связи широко применяются для передачи
различного вида цифровой видеоинформации.
Процесс стандартизации в сфере компрессии цифрового видео
идет под руководством двух организаций: ISO (International Standards
Organization) и ITU (International Telecommunications Union).
Большинство стандартов компрессии видео базируется на прин-
ципах стандарта H.261, разработанных МСЭ. Несколько лет спустя
был представлен развивающий положения документа H.261 сущест-
венно улучшенный стандарт H.263.
В 1995 г. после завершения разработки стандарта сжатия для пе-
редачи видео H.263 группа экспертов по кодированию видео (Video
Coding Experts Group — VCEG) МСЭ-T начала работать над дол-
госрочным проектом по разработке нового стандарта для визуальных
коммуникаций с малой скоростью потока. В результате этого появил-
ся вариант стандарта H.26L выполняющий сжатие цифровых видео-
сигналов гораздо эффективнее, чем это осуществляли предыдущие
стандарты.
Параллельно с этими работами группа экспертов ISO Motion Pic-
ture Experts Group (ISO-MPEG) представила стандарт MPEG-1, пред-
назначенный для использования в сфере PC/CD (компьютеры и ком-
пакт-диски). Последующий за ним стандарт MPEG-2 был предназна-
чен для сферы вещания с применением изображения высокой степени
разрешения при скоростях потоков от средних до высоких. В дополне-
ние к кодированию видео сигнала стандарт MPEG-2 включает в себя
также кодирование звука и транспортный уровень для одновременной
передачи нескольких программ. Сегодня стандарт MPEG-2 является
для вещания основным и широко применяется в спутниковой связи
в роли транспортной системы для передачи данных (Интернет). На
рис. 7.6 представлена хронология развития стандартов сжатия для
цифрового видео.
Стандарт MPEG-1 (1992 г.) предназначен для записи видеодан-
ных на жесткие компакт-диски типа CD-ROM и передачи цифровых
ТВ изображений по сравнительно низкоскоростным каналам связи
(скорость цифрового потока до 1...3 Мбит/с).
При этом использу-
ется стандарт развертки с четкостью в 4 раза меньшей, чем в веща-
тельном телевидении, а именно 288 активных строк в ТВ кадре и
352 отсчета в активной части ТВ строки. Субъективная оценка ка-
чества ТВ изображения в зависимости от скорости передачи данных
Сокращение информационной избыточности
139
Ðèñ. 7.6.
Хронология стандартов MPEG
показывает, что стандарт MPEG-1 можно эффективно использовать
при кодировании видеоданных до скорости 3,5 Мбит/с, поскольку в
интервале скоростей от 1,5 до 3,5 Мбит/с увеличение скорости пере-
дачи видеоданных сопровождается адекватным улучшением качества
изображения. Однако дальнейшее повышение скорости передачи не
ведет к сколько-нибудь заметному улучшению качества. При скорос-
ти передачи видеоданных, превышающей 3,5 Мбит/с, лучшее качество
изображения обеспечивается при кодировании по стандарту MPEG-2,
работы над которым начались в 1990 г. Разработанный специально
для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения этот стан-
дарт сжатия позволяет получить высокую четкость ТВ изображения,
соответствующую Рекомендации 601 МККР в 576 активных строк в
кадре и 720 отсчетов в активной части строки. Этот стандарт предназ-
начен для каналов связи со скоростью передачи данных 3...10 Мбит/с
для обычного телевизионного стандарта вещания и 15...30 Мбит/с для
телевидения высокой четкости (ТВЧ). Проект стандарта MPEG-2 вы-
шел в начале 1994 г., а уже в 1995 г. были выпущены последние до-
кументы. В стандарте обеспечивается совместимость типа «вперед»,
т. е. MPEG-2 декодер может при необходимости декодировать поток
данных стандарта MPEG-1.
Специально для кодирования сигналов ТВЧ началась разработка
стандарта MPEG-3, однако после двухлетней работы было принято ре-
шение о расширении возможностей MPEG-2 и в него были включены
алгоритмы для кодирования изображения ТВЧ. После этого MPEG-3
как самостоятельный стандарт перестал использоваться.
На следующем этап развития стандарта MPEG появился вариант
MPEG-4, работа над которым началась в 1993 г. Стандарт MPEG-4
предназначен для передачи видеоданных в низкоскоростных системах
мультимедиа и обеспечения работы видеоконференций при связи по
цифровым телефонным каналам. При использовании стандарта раз-
вертки с четкостью, в 4 раза меньшей, чем в стандарте MPEG-1, а
140
Do'stlaringiz bilan baham: |
