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

28764. Объединение русских земель вокруг Москвы (XIV - первая треть XVI в.). Социально-экономический и политический строй русского государства, его особенности 145.38 KB
  Социальноэкономический и политический строй русского государства его особенности. Образование единого централизованного государства в результате объединения русских земель вокруг Москвы на протяжении XIV XV веков представляло собой весьма сложное и противоречивое явление. Проблеме формирования единого Российского государства уделено внимание в фундаментальных исследованиях крупнейших российских историков Н. Соловьёв в большей степени обращал внимание на объективные исторически подготовленные причины формирования Российского государства на...
28765. Начало эпохи Великих географических открытий и первые колониальные захваты. НОВОЕ ВРЕМЯ как особая фаза всемирно-исторического процесса 488.57 KB
  Поскольку контроль над Южной Атлантикой оказался в руках португальцев Алькасовасское соглашение 1479 Испания желавшая установить прямые контакты со странами Востока приняла предложение генуэзского мореаплавателя Колумба об организации экспедиции на запад. Магальяйнша Магеллан фернан об организации экспедиции с целью обогнуть американский континент с юга и через Тихий океан добраться до Азии. Сам Аламинос участвовал ранее в четвертой экспедиции Колумба. Начальник экспедиции и его кормчий приступили к снаряжению трех кораблей в...
28766. Реформация и ее экономические, политические, социокультурные причины. Религиозные войны в Европе 329.55 KB
  Её началом принято считать выступление доктора богословия Виттенбергского университета Мартина Лютера: 31 октября 1517 года он прибил к дверям виттенбергской Замковой церкви свои 95 тезисов в которых выступал против существующих злоупотреблений католической церкви в частности против продажи индульгенций[прим. Интересы и чаяния зарождающегося класса капиталистов по итогам Реформации нашли проявление в основании протестантских церквей призывающих к скромности экономии и накоплению капитала а также формировании национальных государств в...
28767. Государство и общество стран Западной Европы в XVII в. 29.63 KB
  Основные тенденции развития стран Европы во второй половине XVIIXVIII веке 1. Эволюция внутриполитического устройства Во 2й половине XVII – XVIII веков внутриполитическое устройство большинства стран Европы сохраняло средневековые черты. – ограниченная монархия Венецианская и Генуэзская республики в XVIII столетии – Швеция 17191772 гг. XVIIXVIII века в Европе стали временем когда завершился процесс собирания земель и формирование государств в их современных границах.
28768. Внутренняя и внешняя политика Ивана IV Грозного 27.92 KB
  Внутренняя и внешняя политика Ивана IV Грозного. Земский собор и реформы первой половины правления Ивана Грозного. Запад и Восток во внешней политике Ивана Грозного. Но фактически власть оказалась в руках Елены Глинской матери Ивана.
28769. Россия в годы Смуты (конец XVI - начало XVII вв.) 25.23 KB
  Россия в годы Смуты конец XVI начало XVII вв. Предпосылки смуты и ее общая периодизация На рубеже XVI– XVII Московское государство пережило тяжелый кризис охвативший все сферы жизни и поставивший его на грань существования. Главные предпосылки смуты – это разорение страны в результате Ливонской войны и опричнины усиление социальных конфликтов. Наиболее крупный исследователь смуты академик Сергей Платонов выделял три ее периода: династический социальный и национальный.
28770. Воцарение в России Романовых. Развитие страны в XVII в. Особенности сословно-представительной монархии в России 24.43 KB
  Воцарение в России Романовых. Особенности сословнопредставительной монархии в России. Кроме того наладились дипломатические и торговые связи России с Западом. Этому способствовало то что сельское население России делилось на две категории: владельческих и черносошных крестьян.
28771. История в системе социально-гуманитарных наук. Предмет, принципы изучения и значение истории 24.23 KB
  История действительность в её развитии движении наука о развитии общества и природы прошлое сохраняющееся в памяти человечества. Однако не менее правдивым считается высказывание Гегеля что история никогда и никого ничему не учит это наглядно видно на практике. В системе социальногуманитарных дисциплин история может играть роль всеобщей базы которая постепенно накапливается.
28772. Сущность, формы, функции исторического знания. Методы и источники изучения истории 30.4 KB
  Методы и источники изучения истории. Содержанием истории вообще служит исторический процесс который раскрывается в явлениях человеческой жизни сведения о которых сохранились в исторических источниках. По традиции отцом истории считается Геродот 5 в. Объектом изучения для истории является вся совокупность фактов характеризующих жизнь общества как в прошлом так и в настоящем.