Основні поняття. В останній лекції мова йтиме про алгоритми стиску відео

Введення

АЛГОРИТМИ СТИСКУ ВІДЕО

ЛЕКЦІЯ 15

В останній лекції мова йтиме про алгоритми стиску відео. Буде даний докладний перелік специфічних вимог, пропонованих до цих алгоритмів. У лекції докладно розглянутий алгоритм стиску MPEG, від історії його створення до послідовності кроків, виконуваних при стиску зображення

Основною складністю при роботі з відео є більші обсяги дискового простору, необхідного для зберігання навіть невеликих фрагментів. Причому навіть застосування сучасних алгоритмів стиску не змінює ситуацію кардинально. При записі на один компакт-диск "у побутовій якості", на нього можна помістити кілька тисяч фотографій, приблизно 10 годин музики й усього півгодини відео. Відео "телевізійного" формату 720х576 пикселов 25 кадрів у секунду в системі RGB вимагає потоку даних приблизно в 240 Мбит/сек (тобто 1.8 Гб у мінуту). При цьому традиційні алгоритми стиску зображень, орієнтовані на окремі кадри, не рятують ситуації, оскільки навіть при зменшенні потоку в 10 разів він становить досить більші величини.

У результаті переважна більшість сьогоднішніх алгоритмів стиску відео є алгоритмами із втратою даних. При стиску використовується кілька типів надмірності:

- Когерентність областей зображення - мала зміна кольору зображення в сусідніх пикселах (властивість, що експлуатують всі алгоритми стиску зображень із втратами).

- Надмірність у колірних площинах - використовується більша важливість яскравості зображення для сприйняття.

- Подоба між кадрами - використання того факту, що на швидкості 25 кадрів у секунду, як правило, сусідні кадри змінюються незначно.

Перші два пункти знайомі вам по алгоритмах стиску графіки. Використання подоби між кадрами в найпростішому й найбільше часто використовуваному випадку означає кодування не самого нового кадру, а його різниці з попереднім кадром. Для відео типу "мовець голова" (передача новин, відеотелефони), більша частина кадру залишається незмінної, і навіть такий простий метод дозволяє значно зменшити потік даних. Більше складний метод полягає в знаходженні для кожного блоку в стисливому кадрі найменш отличающегося від нього блоку в кадрі, використовуваному в якості базового. Далі кодується різниця між цими блоками. Цей метод істотно більше ресурсномісткий.

Визначимося з основними поняттями, які використовуються при стиску відео. Відеопотік характеризується дозволом, частотою кадрів і системою подання квітів. З телевізійних стандартів прийшли дозволу в 720х576 і 640х480, і частоти в 25 (стандарти PAL або SECAM) і 30 (стандарт NTSC) кадрів у секунду. Для низьких дозволів існують спеціальні назви CIF - Common Interchange Format, рівний 352х288 і QCIF - Quartered Common Interchange Format, рівний 176х144. Оскільки CIF і QCIF орієнтовані на вкрай невеликі потоки, то з ними працюють на частотах від 5 до 30 кадрів у секунду.

Дата добавления: 2014-01-07