77823

Алгоритмы сжатия графических и видеоданных JPEG; MPEG и их семейства

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Файлы больших размеров, особенно звуковые, графические и видео файлы, очень редко хранятся в компьютере или передаются в неупакованном виде. Для уменьшения их размеров используют методы сжатие информации (универсальные или специальные). Универсальные методы могут использоваться для сжатия любых данных и позволяют полностью восстанавливают исходную информацию.

Русский

2015-02-05

42.16 KB

9 чел.

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Донской государственный технический университет»

ДГТУ


Факультет "Математика и информатика"

Реферат


По дисциплине: Информатика
Тема: Алгоритмы сжатия графических и видеоданных JPEG; MPEG и их семейства

Выполнила:
студентка группы СТИТ 11
(очная форма обучения)
Вишнякова В.Н.

Научный руководитель:
доцент кафедры "Математика и информатика"
Черкесова Л.В.

Ростов-на-Дону

2015

План

1. Введение           стр. 2-3

2. Методы сжатия цифровой информации     стр. 3-4

3. Описание алгоритма JPEG и его семейства стр. 6-11

3.1Формат JPEG-LS стр. 8-10

3.2 JPEG 2000 стр. 10-11

4. Описание алгоритма MPEG и его семейства    стр. 12-18

4.1 MPEG 1 стр. 12-13

4.2 MPEG 2 стр. 13-14

4.3 MPEG 3 стр. 14

4.4 MPEG 4 стр. 14-17

4.5 MPEG 7 стр. 17-18

4.6 MPEG 21 стр.18

5. Заключение         стр.15-16

6. Список использованных источников информации   стр.16

  1.  Введение

Характерной особенностью большинства типов данных является их избыточность. Степень избыточности данных зависит от типа данных. Например, для видеоданных степень избыточности в несколько раз больше чем для графических данных, а степень избыточности графических данных, в свою очередь, больше чем степень избыточности текстовых данных.

Другим фактором, влияющим на степень избыточности, является принятая система кодирования. Примером систем кодирования могут быть обычные языки общения, которые являются ничем другим, как системами кодирования понятий и идей для высказывания мыслей. Так, установлено, что кодирование текстовых данных с помощью средств русского языка дает в среднем избыточность на 20-25% большую, чем кодирование аналогичных данных средствами английского языка.

Для человека избыточность данных часто связана с качеством информации, поскольку избыточность, как правило, улучшает понятность и восприятие информации. Однако, когда речь идет о хранении и передаче информации средствами компьютерной техники, то избыточность играет отрицательную роль, поскольку она приводит к возрастанию стоимости хранения и передачи информации. Особенно актуальной эта проблема стает в случае обработки огромных объемов информации при незначительных объемах носителей данных. В связи с этим, постоянно возникает проблема уменьшения избыточности или сжатия данных.

Если методы сжатия данных применяются к готовым файлам, то часто вместо термина "сжатие данных" употребляют термин "архивация данных", сжатый вариант данных называют архивом, а программные средства, которые реализуют методы сжатия, называются архиваторами.

В зависимости от того, в каком объекте размещены данные, подлежащие сжатию, различают:

· Сжатие (архивация) файлов: используется для уменьшения размеров файлов при подготовке их к передаче каналами связи или к транспортированию на внешних носителях маленькой емкости;

· Сжатие (архивация) папок: используется как средство уменьшения объема папок перед долгим хранением, например, при резервном копировании;

· Сжатие (уплотнение) дисков: используется для повышения эффективности использования дискового просторную путем сжатия данных при записи их на носителе информации (как правило, средствами операционной системы).


  1.  Методы сжатия цифровой информации

Файлы больших размеров, особенно звуковые, графические и видео файлы, очень редко хранятся в компьютере или передаются в неупакованном виде. Для уменьшения их размеров используют методы сжатие информации (универсальные или специальные).
Универсальные методы могут использоваться для сжатия любых данных и позволяют полностью восстанавливают исходную информацию. Поэтому универсальные методы еще называют обратимыми. Однако универсальные методы не используют знания о характере обрабатываемой информации и поэтому сжимают файлы достаточно слабо.
Специальные методы сжатия учитывают специфику человеческого восприятия звука или изображений, удаляя при сжатии маловажную информацию, за счет чего удается добиться очень большой степени сжатия при некоторой потере качества. Однако данные методы не позволяют полностью восстановить исходную информацию.

Универсальные методы сжатия

Существует достаточно много универсальных (обратимых) методов сжатия, однако в их основе лежит сравнительно небольшое количество теоретических алгоритмов.

Метод упаковки

Напомним, что при кодировании информации каждому объекту (символ, пикселю, измерению звука) ставиться в соответствие двоичный код фиксированной длины i. Тогда объем всей цифровой информации можно определить по формуле V=ik, где k – это количество объектов (символов, пикселей и т.д) в потоке информации.

Идея метода упаковки заключается в уменьшении количества бит, отводимых для кодирования каждого объекта, при условии, что в сжимаемом массиве данных присутствует не весь возможный набор объектов, а только его небольшая часть.

Одно из преимуществ метода упаковки заключается в том, что любой фрагмент сжатых данных можно распаковать, полностью восстановив исходных данных, совершенно не используя предшествующие данные. Но метод упаковки дает хорошие результаты, только если множество используемых символов, по отношению к полному алфавиту, невелико. Если же в тексте используются практически все символы алфавита, то коэффициент сжатия окажется незначительным, а возможно, что сжать данные вообще не получиться.

Наиболее известными методами сжатия с регулируемой потерей информации являются:

• JPEG — метод сжатия графических данных;

• МРЗ — метод сжатия звуковых данных;

• МРЕG — группа методов сжатия видеоданных.


  1.  Описание алгоритма JPEG и его семейства

JPEG (произносится «джейпег», англ. Joint Photographic Experts Group, по названию организации-разработчика) — один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений и подобных им изображений. Файлы, содержащие данные JPEG, обычно имеют расширения (суффиксы) .jpeg, .jfif, .jpg, .JPG или .JPE. Однако из них .jpg является самым популярным на всех платформах. MIME-типом является image/jpeg.
Алгоритм JPEG позволяет сжимать изображение как с потерями, так и без потерь (режим сжатия lossless JPEG). Поддерживаются изображения с линейным размером не более 65535 × 65535 пикселей.

Область применения

Алгоритм JPEG в наибольшей степени пригоден для сжатия фотографий и картин, содержащих реалистичные сцены с плавными переходами яркости и цвета. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет.

С другой стороны, JPEG малопригоден для сжатия чертежей, текстовой и знаковой графики, где резкий контраст между соседними пикселами приводит к появлению заметных артефактов. Такие изображения целесообразно сохранять в форматах без потерь, таких как TIFF, GIF или PNG.

JPEG (как и другие форматы сжатия с потерями) не подходит для сжатия изображений при многоступенчатой обработке, так как искажения в изображения будут вноситься каждый раз при сохранении промежуточных результатов обработки.

JPEG не должен использоваться и в тех случаях, когда недопустимы даже минимальные потери, например, при сжатии астрономических или медицинских изображений. В таких случаях может быть рекомендован предусмотренный стандартом JPEG режим сжатия Lossless JPEG или стандарт сжатия JPEG-LS.

Сжатие

При сжатии изображение преобразуется из цветового пространства RGB в YCbCr. Следует отметить, что стандарт JPEG (ISO/IEC 10918-1) никак не регламентирует выбор именно YCbCr, допуская и другие виды преобразования (например, с числом компонентов, отличным от трёх), и сжатие без преобразования (непосредственно в RGB), однако спецификация JFIF (JPEG File Interchange Format) предполагает использование преобразования RGB->YCbCr.

После преобразования RGB->YCbCr для каналов изображения Cb и Cr, отвечающих за цвет, может выполняться «прореживание» (subsampling), которое заключается в том, что каждому блоку из 4 пикселов (2х2) яркостного канала Y ставятся в соответствие усреднённые значения Cb и Cr (схема прореживания «4:2:0»). При этом для каждого блока 2х2 вместо 12 значений (4 Y, 4 Cb и 4 Cr) используется всего 6 (4 Y и по одному усреднённому Cb и Cr). Если к качеству восстановленного после сжатия изображения предъявляются повышенные требования, прореживание может выполняться лишь в каком-то одном направлении — по вертикали (схема «4:4:0») или по горизонтали («4:2:2»), или не выполняться вовсе («4:4:4»).
Стандарт допускает также прореживание с усреднением Cb и Cr не для блока 2х2, а для четырёх расположенных последовательно (по вертикали или по горизонтали) пикселов, то есть для блоков 1х4, 4х1 (схема «4:1:1»), а также 2х4 и 4х2 (схема «4:1:0»). Допускается также использование различных типов прореживания для Cb и Cr, но на практике такие схемы применяются исключительно редко.

Далее яркостный компонент Y и отвечающие за цвет компоненты Cb и Cr разбиваются на блоки 8х8 пикселов. Каждый такой блок подвергается дискретному косинусному преобразованию (ДКП). Полученные коэффициенты ДКП квантуются (для Y, Cb и Cr в общем случае используются разные матрицы квантования) и пакуются с использованием кодирования серий и кодов Хаффмана. Стандарт JPEG допускает также использование значительно более эффективного арифметического кодирования, однако из-за патентных ограничений на практике оно используется редко.

Матрицы, используемые для квантования коэффициентов ДКП, хранятся в заголовочной части JPEG-файла. Обычно они строятся так, что высокочастотные коэффициенты подвергаются более сильному квантованию, чем низкочастотные. Это приводит к огрублению мелких деталей на изображении. Чем выше степень сжатия, тем более сильному квантованию подвергаются все коэффициенты.

При сохранении изображения в JPEG-файле указывается параметр качества, задаваемый в некоторых условных единицах. Большее число обычно соответствует лучшему качеству (и большему размеру сжатого файла). Однако даже при использовании наивысшего качества восстановленное изображение не будет в точности совпадать с исходным, что связано как с конечной точностью выполнения ДКП, так и с необходимостью округления значений Y, Cb, Cr и коэффициентов ДКП до ближайшего целого.

Разновидности схем сжатия JPEG

Стандарт JPEG предусматривает два основных способа представления кодируемых данных.

Обе схемы (и sequential, и progressive JPEG) базируются на ДКП и принципиально не позволяют получить восстановленное изображение абсолютно идентичным исходному. Однако стандарт допускает также сжатие, не использующее ДКП, а построенное на основе линейного предсказателя (lossless JPEG), гарантирующее полное, бит-в-бит, совпадение исходного и восстановленного изображений. При этом коэффициент сжатия для фотографических изображений редко достигает 2, но гарантированное отсутствие искажений в некоторых случаях оказывается востребованным.

Достоинства и недостатки

К недостаткам сжатия по стандарту JPEG следует отнести появление на восстановленных изображениях при высоких степенях сжатия характерных артефактов: изображение рассыпается на блоки размером 8x8 пикселей, в областях с высокой пространственной частотой возникают артефакты в виде шумовых ореолов. Следует отметить, что стандарт JPEG предусматривает использование специальных фильтров для подавления блоковых артефактов, но на практике подобные фильтры, несмотря на их высокую эффективность, практически не используются. Однако, несмотря на недостатки, JPEG получил очень широкое распространение из-за достаточно высокой степени сжатия, поддержке сжатия полноцветных изображений и относительно невысокой вычислительной сложности.

3.1 Формат JPEG-LS

Группа экспертов в области фотографии (Joint Photographic Experts Group) в дополнение к известным форматам сжатия изображений JPEG и JPEG 2000, ориентированным прежде всего на сжатие с потерями, предложила также стандарт на сжатие без потерь — JPEG-LS (в котором, однако, предусмотрен также режим сжатия с ограниченными потерями).
Формат
JPEG-LS был основан на формате LOCO-I (Low Complexity Lossless Compression for Images). Алгоритм сжатия без потерь LOCO-I, принятый за основу при разработке стандарта JPEG-LS, впервые предусматривал не только lossless, но и near lossless режим (сжатие с ограниченными, задаваемыми пользователем потерями). Декодер JPEG-LS почти не отличается от кодера, поэтому этот алгоритм сжатия симметричный.
Алгоритм сжатия, лежащий в основе JPEG-LS, использует адаптивное предсказание значения текущего пиксела по окружению, включающему уже закодированные пикселы (метод Median Edge Detection), классификацию контекста, контекстное моделирование ошибки предсказания и её коррекцию, а также энтропийное кодирование скорректированной ошибки предсказания (используется кодирование Голомба-Райса). Для повышения эффективности кодирования низкоэнтропийных изображений (или фрагментов изображений) алгоритм предусматривает автоматический переход в режим кодирования длин серий, что позволяет использовать его для сжатия без потерь (или с ограниченными потерями) не только фотореалистических изображений, но и компьютерной графики.

Применение

Формат JPEG-LS разрабатывался, прежде всего, для хранения изображений в медицинских целях, то есть для тех случаев, когда важно иметь большое изображение без малейших потерь качества. Как уже говорилось, за основу был взят формат LOCO-I, разработанный в стенах «HP Labs». Затем он был доработан совместными усилиями «Hewlett-Packard» и «Mitsubishi».
Lossless JPEG представляет собой дополнение к JPEG. В отличие от «обычного» JPEG, построенного на основе дискретного косинусного преобразования, Lossless JPEG использует схему предсказания значения пиксела по трём ближайшим соседям — верхнему, левому и верхнему левому пикселам, а для сжатия разницы между истинным и предсказанным значением пиксела использует энтропийное кодирование. В отличие от JPEG-LS алгоритм сжатия Lossless JPEG не предусматривает ни адаптивного предсказания значения кодируемого пиксела, ни контекстного моделирования ошибки предсказания. Для энтропийного кодирования ошибки предсказания Lossless JPEG использует код Хаффмана. В качестве альтернативного стандарт допускает использование арифметического кодирования, однако, из-за патентных ограничений оно не нашло применения в практических реализациях Lossless JPEG. Этот метод не получил широкого распространения и не поддерживается популярными библиотеками IJG libraries.

3.2 JPEG 2000

JPEG 2000 также содержит режим сжатия без потерь (отличающийся от JPEG-LS) основанный на специальном целочисленном вейвлет фильтре (биортогональный 3/5). Сжатие без потерь в JPEG 2000 работает медленнее и дает несколько меньшее сжатие по сравнению с JPEG-LS как на искусственных, так и на фотореалистичных изображениях.
JPEG 2000 (или jp2) — графический формат, который вместо дискретного косинусного преобразования, применяемого в формате JPEG, использует технологию вейвлет-преобразования, основывающуюся на представлении сигнала в виде суперпозиции базовых функций — волновых пакетов.
В результате такой компрессии изображение получается более гладким и чётким, а размер файла по сравнению с JPEG при одинаковом качестве оказывается меньшим. JPEG 2000 полностью свободен от главного недостатка своего предшественника: благодаря использованию вейвлетов, изображения, сохранённые в этом формате, при высоких степенях сжатия не содержат артефактов в виде «решётки» из блоков размером 8х8 пикселей. Формат JPEG 2000 так же, как и JPEG, поддерживает так называемое «прогрессивное сжатие», позволяющее по мере загрузки видеть сначала размытое, но затем всё более чёткое изображение.

Пока этот формат мало распространён и поддерживается не всеми современными браузерами.

Применение

Этот формат применяется в цифровом кинематографе, охранных системах (для сжатия изображений, получаемых с цифровых видеокамер, цифровых факсов, принтерах, сканерах), клиент-серверных взаимодействиях (Интернет, базы данных изображений, видеосерверы).

Для хранения фотографии владельца в биометрических паспортах.
Библиотека Конгресса США использует JPEG 2000 как один из форматов для хранения оцифрованных версий географических карт.

Достоинства и недостатки

Артефакты, возникающие при сжатии по алгоритму JPEG 2000 с высокой степенью компрессии (потерь), качественно мало отличаются от артефактов, возникающих при сжатии компрессором JPEG — в тех местах, где оригинальное изображение имело плавные цвето-переходы, — они становятся ещё более плавными (размытыми); в тех же местах где были резкие переходы яркости или цвета (участки изображения с высокой контрастностью) — возникает характерный артефакт в виде яркого контура, обрамляющего границу перехода, незначительно (на пару пикселей) отступающего от более тёмного участка перехода. Различия в артефактах — нет сетки в 8х8 пикселей; не искажаются цвета мелких деталей, сильно отличающихся по цвету от фона; артефакты, характерные для JPEG 2000, становятся заметными при больших, чем в случае JPEG, степенях сжатия.

Часто фотографическое изображение может быть сжато в отношении 1:20 к оригинальному размеру без появления значительных искажений.


  1.  Описание алгоритма MPEG и его семейства

MPEG (англ. Moving Picture Experts Group; произносится «эмпег» — рус. Экспертная группа по движущемуся изображению) — группа специалистов, сформированная международной организацией ISO для выработки стандартов сжатия и передачи цифровой видео и аудио информации; также имеет официальное обозначение — ISO/IEC JTC1/SC29 WG11 (ISO/IEC Joint Technical Committee 1, Subcommittee 29, Working Group 11).

Группа MPEG стандартизовала следующие стандарты сжатия и вспомогательные стандарты.

4.1 MPEG 1

MPEG-1 — группа стандартов цифрового сжатия аудио и видео, принятых MPEG (Moving Picture Experts Group — Группой Экспертов в области Видео). MPEG-1 видео используется в формате Video CD.

MPEG-1 audio layer 3 — это полное имя весьма популярного формата сжатия аудио MP3.

MPEG-1 состоит из нескольких частей:

Стандарт MPEG-1 определяет три уровня сжатия звука.

MP1 или MPEG-1 часть 3 уровень 1 (MPEG-1 Audio Layer 1).

MP2 или MPEG-1 часть 3 уровень 2 (MPEG-1 Audio Layer 2).

MP3 или MPEG-1 часть 3 уровень 3 (MPEG-1 Audio Layer 3).

MPEG-1 видео был исходно разработан с целью достичь приемлемого качества для видео на потоках 1,5 Мегабита/c и разрешении 352x240. Несмотря на то, что MPEG-1 применяется для кодирования с низким разрешением и низким битрейтом, стандарт позволяет использовать любое разрешение вплоть до 4095x4095. Большинство реализаций разработаны с учётом спецификации Constrained Parameter Bitstream.

В настоящее время MPEG-1 — наиболее совместимый формат в семействе MPEG — он проигрывается практически на всех компьютерах с VCD/DVD проигрывателями. Самым крупным недостатком MPEG-1 видео является поддержка только прогрессивной развертки. Этот недостаток в свое время помог более быстрому признанию более универсального стандарта MPEG-2.

4.2 MPEG 2

MPEG-2: Транспортные, видео и аудио стандарты для широковещательного телевидения. Используется в цифровом телевидении ATSC, DVB и ISDB, цифровых спутниковых ТВ службах, таких, как Dish Network, цифровом кабельном телевидении, и (с небольшими изменениями) в DVD. А также получил распространение в цифровых видеодисках DVD, системах компрессии видеоизображений, цифровом телевидении DVB. В случае использования в цифровом телевидении MPEG-2 активно применяется как стандарт, определяющий структуру транспортных потоков и способы передачи данных.

Стандарт содержит несколько подразделов (parts). Например, MPEG-2 part 1 определяет тип контейнера, например, может использоватся Transport Stream, который позволяет корректировать ошибки оборудования, принимающего сигнал. Part 2 — структуру компрессированного изображения (элементарный поток MPEG-2). Стандарт MPEG-2 намеренно не определяет способы компрессии изображения (звука), он лишь указывает, как должно быть оформлено сжатое изображение (звук). Стандарт не определяет, каким образом должен быть реализован кодер или декодер MPEG-2, он определяет только структуру данных. Это даёт возможность участникам рынка конкурировать друг с другом за создание более качественных устройств и алгоритмов.

Использование стандартов MPEG-2 требует уплаты лицензионных отчислений держателям патентов через MPEG Licensing Association. Тексты стандартов MPEG-2 распространяются свободно, но не бесплатно.

Сжатие видео (упрощённо)

MPEG-2 используется для «общего сжатия движущихся изображений и звука» и определяет формат видеопотока, который может быть представлен как три типа кадра — независимо сжатые кадры (I-кадры), кадры, сжатые с использованием предсказания движения в одном направлении (P-кадры) и кадры, сжатые с использованием предсказания движения в двух направлениях (B-кадры). Соответствующие группы кадров от одного I-кадра до другого образуют GOP — Group Of Pictures — группу кадров.

Обычно используются потоки в 30 или 29,97 кадров в секунду.

MPEG-2 поддерживает видео и в прогрессивной, и в чересстрочной развёртке.

Сжатие звука

MPEG-2 также определяет новые методы сжатия звука:

• сжатие на низких битрейтах с половинным семплированием (MPEG-1 Layer 1/2/3 LSF);

• многоканальное сжатие до 6 каналов;

• новый стандарт MPEG-2 AAC.

4.3 MPEG 3

MPEG-3 разрабатывался группой MPEG как стандарт кодирования аудио и видео для Телевидения высокой четкости (High-definition television), имеющего скорость передачи данных в диапазоне от 20 до 40 Mбит/с. MPEG-3 начал разрабатываться приблизительно в то же время, что и MPEG-2. Однако вскоре выяснилось, что те же задачи может выполнять немного модифицированная версия стандарта MPEG-2. Вскоре после этого работа по стандарту MPEG-3 была прекращена.

4.4 MPEG 4

MPEG-4 — международный стандарт, используемый преимущественно для сжатия цифрового аудио и видео. Он появился в 1998 году и включает в себя группу стандартов сжатия аудио и видео и смежные технологии, одобренные ISO — Международной организацией по стандартизации/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG). Стандарт MPEG-4 в основном используется для вещания (потоковое видео), записи фильмов на компакт-диск и в видеотелефонии (видеотелефон) и широковещании, в которых активно используется сжатие цифровых видео и звука.

MPEG-4 включает в себя многие функции MPEG-1, MPEG-2 и других подобных стандартов, добавляя такие функции, как поддержка языка виртуальной разметки VRML для показа 3D объектов, объектно-ориентированные файлы, поддержка управления правами и разные типы интерактивного медиа. AAC (Advanced Audio Codec — или Улучшенный Аудио Кодек) был стандартизован как дополнение к MPEG-2 (уровень 3), был также расширен и включен в MPEG-4.

MPEG-4 делится на несколько частей. Ключевыми частями стандарта MPEG-4 являются часть 2 (MPEG-4 part 2, включая Advanced Simple Profile, используемый такими кодеками как DivX, Xvid, Nero Digital и 3ivx, а также Quicktime 6) и часть 10 (MPEG-4 part 10/MPEG-4 AVC/H.264 или Advanced Video Coding, используемый такими кодеками, как x264, Nero Digital AVC, Quicktime 7, а также в цифровых дисках, таких как HD DVD и Blu-ray Disc).

MPEG-4 предоставляет комплект технологий для разработчиков, для различных поставщиков услуг и для конечных пользователей.

MPEG-4 позволяет различным разработчикам создавать объекты услуг и технологий, например, цифровое телевидение и мультипликацию, WWW и их расширения, обладающие лучшей адаптивностью и гибкостью при улучшении качества. Этот стандарт позволяет разработчикам более эффективно управлять контентом и бороться против пиратства.

Формат MPEG-4 предоставляет конечным пользователям широкий спектр возможностей, позволяющих взаимодействовать с различными анимированными объектами.

Существуют стандартизированные процедуры конвертации типов данных MPEG-4, что увеличивает гибкость формата и позволяет адаптировать содержимое для различных сервисов.

MPEG-4 использует объектное представление мультимедиа-данных, в котором в роли объектов могут выступать как фрагменты видео и аудио данных, так и статичные изображения, двух- и трёхмерные объекты и текст. Это основное отличие стандарта от его предшественника MPEG-2, который представляет собой совокупность техник сжатия видео- и аудиоданных.

Благодаря этой основе, формат MPEG-4 выполняет различные функции, среди которых следующие:

  1.  аудио потоки, видео и аудиовизуальные данные могут быть как естественными, так и искусственно созданными. Это означает, что они могут быть как записаны на видеокамеру или микрофон, так и созданы с помощью компьютера и специального программного обеспечения;
  2.  мультиплексирование и синхронизация данных, связанных с аудиовизуальным объектом, в том смысле, что они могут быть переданы через сетевые каналы;
  3.  возможно взаимодействие с аудиовизуальной сценой, формируемой на стороне приемника.


MPEG-4 состоит из нескольких частей («parts»). Некоторые из них являются отдельными стандартами или идентичны другим существующим. Список частей включает следующие:

Part 1 (ISO/IEC 14496-1): Systems: Описывает синхронизацию и мультиплексирование видео и аудио. Например, транспортный поток.

Part 2 (ISO/IEC 14496-2): Visual: Описывает кодеки для видео (видео, статических текстур, синтетических изображений и т. д.). Один из нескольких «профилей» в Part 2 — это Advanced Simple Profile (ASP) — наиболее широко используемая часть стандарта MPEG-4.

Part 3 (ISO/IEC 14496-3): Audio: Набор кодеков для сжатия аудио и речи, включая Advanced Audio Coding (AAC) и несколько инструментов обработки аудиосигналов.

Part 4 (ISO/IEC 14496-4): Conformance: Описывает процедуру тестирования на совместимость частей стандарта.

Part 5 (ISO/IEC 14496-5): Reference Software: Содержит программы для демонстрации и более ясного описания других частей стандарта.

Part 6 (ISO/IEC 14496-6): Delivery Multimedia Integration Framework: Протокол управления мультимедийными потоками.

Part 7 (ISO/IEC 14496-7): Optimized Reference Software: Содержит примеры, демонстрирующие возможные улучшения реализации алгоритмов (например, по отношению к части Part 5).

Part 8 (ISO/IEC 14496-8): Carriage on IP networks: Определяет методы передачи содержимого MPEG-4 с использованием протокола IP.

Part 9 (ISO/IEC 14496-9): Reference Hardware: Содержит примеры проектирования аппаратного обеспечения, реализующего поддержку других частей стандарта.

Part 10 (ISO/IEC 14496-10): Advanced Video Coding: Описывает стандарт сжатия видео, технически идентичный стандарту H.264, разработанному ITU-T .

Part 11 (ISO/IEC 14496-11): Формат двоичного представления сцены BIFS (BInary Format for Scene).

Part 12 (ISO/IEC 14496-12): Спецификация формата медиафайлов ISO.

Part 13 (ISO/IEC 14496-13): Intellectual Property Management and Protection (IPMP) Extensions: Описывает механизмы защиты содержимого как интеллектуальной собственности.

Part 14 (ISO/IEC 14496-14): Формат файла MP4.

Part 15 (ISO/IEC 14496-15): AVC File Format: Описание формата файлов для хранения данных, сжатых в соответствии со стандартом, описанным в части 10. Формат основан на медиаконтейнере ISO (часть 12).

Part 16 (ISO/IEC 14496-16): Animation Framework eXtension (AFX).

Part 17 (ISO/IEC 14496-17): Потоковый текстовый формат — субтитры.

Part 18 (ISO/IEC 14496-18): Font Compression and Streaming: Описывает техники сжатия шрифтов и передачи по сети (для шрифтов типа OpenType).

Part 19 (ISO/IEC 14496-19): Synthesized Texture Stream: Описывает техники сжатия и передачи текстур.

Part 20 (ISO/IEC 14496-20): Содержит описание формата компактного представления сцены Lightweight Scene Representation (LASeR), представляющего собой альтернативу формату BIFS, описанному в части 11.

Part 21 (ISO/IEC 14496-21): MPEG-J Graphical Framework eXtension (GFX): Описывает технологию поддержки языка программирования Java для динамического изменения сцены.

Part 22 (ISO/IEC 14496-22): Open Font Format Specification (OFFS): Спецификация формата файла шрифтов.

Также внутри частей определены профили стандартов, поэтому реализация какой-либо части стандарта ещё не означает полной поддержки этой части.

4.5 MPEG 7

MPEG-7 — стандарт Международной Организацией по стандартизации/МЭС, разработанный Moving Picture Experts Group (MPEG). MPEG-7, формально называется Multimedia Content Description Interface — интерфейс описания мультимедийного содержимого, и предназначен для описания мультимедийных данных. В отличие от предыдущих MPEG стандартов, предназначенных для кодирования, MPEG-7 стандартизирует некоторые элементы, которые должны поддерживаться как можно большим количеством приложений.

4.6 MPEG 21

MPEG-21 стандарт Moving Picture Experts Group, направлен на определение мультимедийных приложений. MPEG-21 одобрен в стандартах ISO/IEC 21000 — Multimedia framework (MPEG-21).

Для удобства обращения со сжатыми потоками, все алгоритмы MPEG разработаны таким образом, что позволяют осуществлять декомпрессию (восстановление) и воспроизведение потока одновременно с его получением (download) - потоковая декомпрессия "на лету" (stream playback). Эта возможность очень широко используется в Интернете, где скорость передачи информации ограничена, а с использованием подобных алгоритмов появляется возможность обрабатывать информацию прямо во время ее получения, не дожидаясь окончания передачи.


  1.  Заключение

В данной работе было рассмотрено 2 алгоритма сжатия информации для разных видов данных (MPEG, JPEG и их семейств). Была предоставлена их  характеристика, описание и применение. Было объяснена необходимость в применении этих форматов в работе с графическими, видео и другими данными.

Алгоритм JPEG позволяет сжимать изображение как с потерями, так и без потерь (режим сжатия lossless JPEG). Семейство этого алгоритма: форматы JPEG-LS и JPEG 2000.

MPEG — группа специалистов, сформированная международной организацией ISO для выработки стандартов сжатия и передачи цифровой видео и аудио информации. Семейство алгоритма MPEG: MPEG 1, MPEG 2, MPEG 3, MPEG 4, MPEG 7, MPEG 21-преждназначены для разных целей, так считаются усовершенствием друг друга.

 


  1.  Список использованных источников информации
  2.  http://www.codenet.ru
  3.  https://alika2010.wordpress.com
  4.  http://www.univer.omsk.su
  5.  http://ru.wikipedia.org
  6.  http://www.armosystems.ru
  7.  http://do.csu.ru


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69643. Повышение эффективности продажи рыбных консервов и пресервов в магазине «Квартал» № 1 7.63 MB
  проведена оценка эффективности продаж рыбных консервов и пресервов, соответствия ассортимента рыбных консервов и пресервов, реализуемых в магазине «Квартал» № 1 современным тенденциям развития рынка, организации торгово-технологического процесса в магазине по продаже рыбных консервов и пресервов, а также сравнительная товароведная характеристика рыбных пресервов.
69644. МЕЖЛИЧНОСТНЫЕ И ВНУТРИГРУППОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ В УЧЕБНОЙ ГРУППЕ ПЕРВОКЛАССНИКОВ 190 KB
  Межличностные отношения сверстников младшего школьного возраста зависят от многих социально-психологических факторов, а, прежде всего, от таких как взаимная симпатия, общность интересов, внешние жизненные обстоятельства, гендерные отличия.
69645. Исследование малой рекламы как продвижение ресторанных услуг калининграда 784 KB
  Изучить теоретический материал по специальным дисциплинам: маркетингу и рекламной деятельности ресторана, сервисному обслуживанию ресторана, обобщить теоретический материал, ознакомиться с деятельностью рекламных агентств полного цикла, исследовать рекламную деятельность предприятий общественного питания...
69646. Творчий проект: Таця 7.59 MB
  Перші підноси були величезними - розміром зі стіл, називалися «скатертними» і призначалися для багатьох страв. Потім їх розміри поступово зменшилися. Якщо ж шлях від кухні до їдальні порівняно довгий, необхідно використати підноси з прорізами або ручками.
69647. Виготовлення настінного календаря 576 KB
  Розробка технічного завдання Призначення виробу. Настінний календар призначений для повсякденного використання в побуті та на робочих місцях. Основними вимогами повинні бути практичність та естетичний вигляд.
69648. ОБРЯДОВИЙ РУШНИК 342 KB
  Експлуатаційні показники застосування виробу виду роботи на практиці виходячи призначення виробу цей рушник використовується при обряді хрещення а також функція оберегу. Вплив виробу на якість і ефективність реалізації ним експлуатаційних показників рушник є оберегом для дитини...
69649. Виготовлення іграшкової машинки 1.4 MB
  Розробка технічного завдання Призначення виробу. Цей виріб призначено для дітей віком від 6 до 10 років, Вимоги до матеріалів. Матеріали повинні бути екологічно чисті та нешкідливі для дітей. Ще Машинку треба зробити так щоб дитина ненароком не проковтнула яку не будь деталь...
69650. Розробка творчого проекту на виготовлення декоративної тарелі 5.49 MB
  Призначення проектованого виробу: У наш час декоративні тарелі можна використовувати як посуд для святкового столу що слугує для подання печива цукерок солодощів горіхів різноманітних фруктів а також для підношення на весіллі чарок з напоями медом вином хлібасолі тощо.