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

61293. Конспект урока по математике на тему: «Десять» 6.16 MB
  Цель: закреплять знания состава числа 10, навыки быстрого счета в пределах 10, решение задач; развивать внимание, смекалку, речь, память; прививать интерес к математике.
61296. Волейбол 23.27 KB
  Ходьба в колонне по одному А на носках руки в стороны Б на пятках руки за головой В на внешней стороне стопы руки на поясе Г перекатами с пятки на носок Д в полуприседе руки на коленях Е в приседе руки на поясе...
61298. Нравственность и здоровье. Формирование правильного взаимоотношения полов 44.63 KB
  Руси качество относящееся к одной половине духовного быта другая половина ум умственное но составляющее общее с ней духовное начало: к умственному относится истина и ложь к нравственному добро и зло В. Типичные до свадьбы мечты о семейном счастье нередко сменяются после нее разочарованиями друг в друге в семейной жизни.