2020-06-29
167
1. Устранение временной избыточности видео, учитывающее тот факт, что в пределах коротких интервалов времени большинство фрагментов сцены оказываются неподвижными или незначительно смещаются по полю. Изображение делится на блоки (8*8 или 16*16 пикселов) и в окрестности каждого из них ищется похожий блок на другом, так получается поле векторов движения. А уже при компенсации учитываются вектора движения, и создается изображение в целом похожее на исходный кадр. Сделали это и потом сжали изображение скомпенсированной межкадровой разности алгоритмом сжатия статических изображений.
2. Устранение пространственной избыточности изображений подавлением мелких деталей сцены, несущественных для визуального восприятия человеком; нет никаких отличий от алгоритмов сжатия изображений. Тот же JPEG сжимает изображение за счет его локальной избыточности методами ДКП и квантования.
3. Использование более низкого цветового разрешения Есть RGB24, где под каждый цвет отводится 8 бит информации. Но человеческий глаз чувствителен к яркости, а вот к цвету не сильно. Поэтому яркость кодируется отдельно от цветных составляющих в формате YUV (где Y компонента – это яркость, а U и V – цветовые компоненты). Яркостный слой оставим без изменений, а слои U и V в два раза сократим по высоте и ширине, то получится 12 бит на пиксель (YV12).
|
|
|
4. Повышение информационной плотности результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического кода для его описания (например, использование более коротких кодовых слов для наиболее часто повторяемых значений).
Изображения в Mpeg-последовательности подразделяются на сл. типы:
I (intra), играющие роль опорных при восстановлении остальных изображений по их разностям; точность кодирования максимальна.
P (predicted), содержащие разность текущего изображения с предыдущим типа I или P с учетом смещений отдельных фрагментов;
B (bidirectionally predicted), содержащие разность текущего изображения с предыдущим и последующим изображениями типов I или P с учетом смещений отдельных фрагментов.
Для типичных сцен хорошие результаты достигаются при отведении числа бит для I в 3 раза больше, чем для P, и для P в 2-5 раз больше, чем для B. Эти отношения уменьшаются для динамичных сцен и увеличиваются для статичных.
Человеческий глаз очень чувствителен к линиям и граням. Следовательно, действие алгоритма сжатия, уничтожающего или создающего кромку изображения, особенно заметно, если человеческий глаз не воспринимает ее как границу объекта.
Сжатие на основе векторной квантизации, ДКП и преобразования элементарной волны работают с растровым изображением, в котором отсутствует понятия края и линии. Потеря большой детализации в изображении часто приемлема потому что люди воспринимают объекты в естественном мире с различными уровнями детализации, в зависимости от расстояния до объекта и угла зрения. Люди также привыкли к некоторым естественным помехам, как, например, дождь и туман. Таким образом, человек воспринимает объекты, несмотря на изменения в уровне детализации.,
|
|
|
Дискретное преобразование элементарной волны (DWT)
В отличие от ДКП, большинство DWT кодеков осуществляют преобразование без блочных артефактов.
1. Алгоритмы сжатия, основанные на DWT, часто превосходят по быстродействию ДКП.
2. Субъективное качество видеоизображений, сжатых с DWT, может быть лучше, чем при ДКП с таким же коэффициентом сжатия.
3. По мере увеличения сжатия на острых гранях появляются размывающие и окружающие артефакты. Этот недостаток является общим с ДКП.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
DWT по существу состоит из прохождения сигнала через два фильтра - ФВЧ и ФНЧ. Перед вводом на фильтры, сигнал разбивается на два одинаковых. Далее эти сигналы уменьшаются вдвое. Параметры фильтров выбраны так, чтобы при сложении сигналов с ФНЧ и ФВЧ воспроизводился первоначальный сигнал. Вывод ФВЧ или ФНЧ, может тогда быть подан в другую пару фильтров для повторного процесса.
Вывод ФНЧ - грубое приближение первоначального входного сигнала. Если входной сигнал - изображение, то на выходе фильтра получается изображение с низкой разрешающей способностью. Вывод ФВЧ - добавление деталей (при работе с изображением).
