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

76672. Соціально-політичне і економічне становище українських земель у XIV – першій половині XVII століття 47 KB
  Невтомною працею селян підвищувалась урожайність землі її продуктивність. У них пан примушував навколишніх селян молоти зерно беручи за помел побори. Працею сотень селян у яких пан забирав землю в фільварках будували млини комори хліви спиртогорілчані підприємства заводи пивоварні...
76673. Б. А. ТАРАШКЕВІЧ – АЎТАР ПЕРШАЙ “БЕЛАРУСКАЙ ГРАМАТЫКІ” 93 KB
  Мова – гэта не толькі сродак зносін людзей, але і важнейшы элемент нацыянальнай культуры кожнага народа. Гэта і выклікае цікавасць носьбітаў мовы да самой мовы, да яе гісторыі, да вытокаў яе фарміравання і гістарычных умоў функцыянавання...
76674. Тождество исков 48.21 KB
  Внешнее тождество исков подразумевает под собой сравнение двух и более исков на предмет того чтобы не допустить рассмотрение одного и того же иска повторно. Вопрос о тождественности исков в литературе обычно рассматривают в контексте вопроса об элементах иска так как именно...
76675. Гломерулонефриты. ХПН. Стоматологический статус. Тактика стоматолога 76 KB
  Диспепсические нарушения проявляются потерей аппетита отвращением к еде жаждой сухостью в полости рта тошнотой рвотой. Изменения слизистой оболочки полости рта являются следствием вторичных нарушений обменного характера нередко изменения обусловлены явлениями диспепсии.
76676. Формы и виды обучения 42.94 KB
  Отсутствие первой части превращает деятельность в хаотическое скопление отдельных действий без ясной и осознанной цели, когда человек не видит личностного смысла в совершаемых действиях, не воспринимает их как значимые, важные, необходимые для себя.
76677. Права и обязанности младшего и среднего медицинского персонала. Дисциплинарная, административная, гражданско –правовая, уголовная ответственность в деятельности медработника 68 KB
  Пенсионные гарантии Обязанности и ограничения налагаемые на медицинских работников Запреты налагаемые на медицинских работников Ограничения налагаемые на медицинских работников Обязанности медицинских работников Основные права и гарантии медицинских работников...
76678. From track and field athletics history 34.42 KB
  In an extreme antiquity the person needed to be able to run quickly, dexterously to overcome various obstacles, to throw any shells. From ability to catch up with the person and neatly to strike production, from ability to be resistant and tempered in fight against...
76679. Законодавство з охорони праці 343.5 KB
  У своєму розвитку охорона праці пройшла великий історичний шлях але інтенсивного розвитку набула з початком машинного виробництва яке поруч з полегшенням праці підвищенням її продуктивності становило...
76680. Психологічний аналіз уроку 88.5 KB
  Вихідним є положення, що аналіз будь-якого уроку являє собою комплексний розгляд, у якому психологічний, педагогічний, методичний і предметний аспекти тісно пов’язані одна з одною. Виділення одного з цих аспектів, наприклад, психологічного, носить умовний характер...