38933

Компрессия с потерей информации. Свойства зрения, используемые для сжатия ВС. Основные методы компрессии с потерей информации

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Наибольшее распространение для сжатия движущихся изображений получил стандарт MPEG. MPEG англ. MPEG стандартизовала следующие стандарты сжатия: MPEG1: Исходный стандарт видео и аудио компрессии. MPEG2: видео и аудиостандарты для широковещательного телевидения.

Русский

2013-09-30

46 KB

5 чел.

Компрессия с потерей информации. Свойства зрения, используемые для сжатия ВС. Основные методы компрессии с потерей информации.

Сжатие видео — уменьшение количества данных, используемых для представления видеопотока. Основной сложностью при работе с видео являются большие объемы памяти, необходимые для хранения даже небольших фрагментов. Видео телевизионного формата (720x576, 25 к/с) в системе RGB требует потока данных примерно в 240 Мбит/с (т.е. 1.8 Гб/мин). Сжатие без потерь не обеспечивает достаточного уменьшения объёма данных, и сегодня практически всё широко используемое видео является сжатым с потерями.

Особенности восприятия картинки человеком позволили создать специальные высокоэффективные алгоритмы сжатия с потерями, ориентированные только на изображения –декомпрессированное изображение не будет совпадать с оригиналом, однако человек этого не заметит.

Глаз гораздо более чувствителен к изменениям яркости, чем к изменениям цветности. Поэтому эффективным оказывается переход от системы RGB к системе YIQ, Y — яркостная составляющая, I и Q — цветоразностные составляющие. Последние при сжатии можно кодировать в несколько раз меньшим количеством уровней.

Для правильного восприятия большинства реальных фотографических и телевизионных изображений, характеризующихся мягкими переходами яркости и оттенков, оказываются значительно важнее низкочастотные компоненты пространственного спектра (получаемого, как правило, путём дискретного косинусного преобразования), нежели высокочастотные. Это позволяет применять неравномерное квантование частотных коэффициентов: высокочастотные компоненты квантуются меньшим количеством уровней.

Также для целей сжатия используется так называемый эффект маскирования. Проявляется эффект в том, что наблюдатель может заметить мелкие детали на простом (близком к однородному) фоне, а если фрагмент изображения имеет сложное содержание, которое не может быть “предсказано” зрительной системой наблюдателя, то мелкие детали на нём останутся незамеченными.

Кроме устранения избыточности изображения в каждом кадре при сжатии видео используется подобие между кадрами (различие между соседними кадрами, как правило, очень мало).

На сегодня практически все алгоритмы сжатия видео используют дискретное косинусное преобразование или его модификации для устранения пространственной избыточности. Другие методы, такие как фрактальное сжатие и дискретное вейвлетпреобразование, также были объектами исследований, но сейчас обычно используются только для компресcии неподвижных изображений.

Наибольшее распространение для сжатия движущихся изображений получил стандарт MPEG.

MPEG (англ. Motion Picture Experts Group — русск. Экспертная группа по вопросам движущегося изображения) — группа специалистов в подчинении ISO, собирающаяся для выработки стандартов сжатия цифрового видео и аудио. Первое собрание состоялось в 1988 году в Ганновере.

MPEG стандартизовала следующие стандарты сжатия:

  •  MPEG-1: Исходный стандарт видео и аудио компрессии. Позднее использовался, как стандарт для Video CD, и включает в себя Layer 2 формат аудио сжатия.
  •  MPEG-2: видео- и аудиостандарты для широковещательного телевидения. Используется в цифровом телевидении ATSC, DVB и ISDB, цифровых спутниковых ТВ-службах, цифровом кабельном телевидении и (с небольшими изменениями) в DVD.
  •  MPEG-3: Изначально разрабатывался для HDTV, но от него отказались, когда обнаружилось, что MPEG-2 (с расширениями) вполне достаточно для HDTV. Не стоит его путать с MP3, который на самом деле MPEG-1 Layer 3.
  •  MPEG-4: включает в себя многие функции MPEG-1 и MPEG-2, а также несколько новых функций (поддержка языка виртуальной разметки VRML для показа 3Dобъектов и др.). Всё ещё находится на стадии разработки.

MPEG начинает сжатие с создания исходного (ключевого) кадра, называемого Intra (внутренний) кадр. I-кадры играют роль опорных при восстановлении остального видеоизображения и размещаются последовательно через каждые 10…15 кадров. I-кадры сжимаются по стандарту JPEG. Между опорными Iкадрами располагаются P-кадры (predicted – расчетный, предсказуемый). P-кадры содержат разность текущего изображения с предыдущим или последующим I-кадром.

В устройствах с небольшой вычислительной мощностью зачастую используется Moution JPEG, где каждый кадры сжимается посредством JPEG, а межкадровое сжатие не применяется (например, при записи видео цифровым фотоаппаратом).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7420. Основные принципы проектирования и эксплуатационно-технического обслуживания ВОЛС 267 KB
  Основные принципы проектирования и эксплуатационно-технического обслуживания ВОЛС. Требования к ВОЛС. Проектирование систем волоконно-оптической связи следует начинать с определения предъявляемых к системе требоваий, что определит в дальнейшем сам п...
7421. Микропрограммные автоматы с программируемой логикой (МПА с ПЛ) 87 KB
  Тема: Микропрограммные автоматы с программируемой логикой(МПА с ПЛ) МПА с ПЛ используется для построения устройств управления. Они функционируют автоматически автоматам Мили и Мура, которые строятся на жесткой логике. Отличительная способность...
7422. Формирование ландшафтов парка Ораниенбаум в XVIII – XXI вв 1.69 MB
  Формирование ландшафтов парка Ораниенбаум в XVIII - XXI вв. Введение Архитектурно-ландшафтный комплекс Ораниенбаум - уникальный дворцово-парковый ансамбль XVIII – начала XX веков был поврежден, но не разрушен в годы войны, сохранил ...
7423. Пассивные компоненты ВОЛС 752 KB
  Пассивные компоненты ВОЛС. К пассивным компонентам ВОЛС относятся оптические соединители и разветвители, которые служат для объединения или разъединения оптических сигналов. Различают чувствительные (селективные) и нечувствительные (неселективные) п...
7424. Выявление перспектив экономической интеграции на пространстве СНГ 136.5 KB
  Введение Пространство СНГ - это сфера российских стратегических интересов. Для государств Содружества Россия в свою очередь является зоной их национальных интересов. Общая заинтересованность в экономическом прогрессе на всем пространстве СНГ, в разв...
7425. Оптические элементы на основе активных стекловолокон 467 KB
  Оптические элементы на основе активных стекловолокон. Оптические волокна являются не только самой совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Они могут быть использованы в качестве основных элеме...
7426. Проект противопожарной защиты горного предприятия 160.5 KB
  Проект противопожарной защиты горного предприятия Проекты всех новых (реконструируемых) и действующих шахт должны иметь раздел Противопожарная защита, выполненный в полном соответствии с нормативными материалами, утвержденными ГГТН Ро...
7427. Кратные и криволинейные интегралы 8.08 MB
  Кратные и криволинейные интегралы. § I. Двойной интеграл. Определение и геометрический смысл двойного интеграла. Рассмотрим в плоскости xOy замкнутую область Д, т.е. такую область, которой принадлежат и точка ограничивающей её линии. Пусть в области Д...
7428. Чувствительность коротковолнового радиолюбительского приёмника всех допустимых длин волн 158 KB
  Аннотация. В данной работе я рассчитал чувствительность коротковолнового радиолюбительского приёмника всех допустимых длин волн, сделал выводы по полученным результатам и предложил методы повышения её значения. The summary. In the given work I have ...