CC BY
65
16 декабря 2011 г, 10:12
Т-Сотт #9-2010______________________________________(Технологии информационного общества)
Особенности межкадрового кодирования видеоинформации ПО СТАНДАРТУ МРЕС-4
Рассматривается стандарт сжатия видеоиш^ормации МРЕС-4. Приведена возможная реализация кодера. соответствующая рассматриваемому стандарту. Рассмотрена работа алгоритма компенсации движения, отмечены общие недостатки используемых алгоритмов формирования вектора движения макроблоков и предложен способ их устранения.
макроблока на ссылочном кадре фиксируется в виде вектора движения.
Затем функция компенсации движения строит кадр-прогноз Р на основе найденного вектора движения и ссылочного кадра, взятого из ЗУ. Далее кадр-прогноз Р вычитается из текущего кадра. Их разность Э называется осгаточным кадром.
Остаточный кадр поблочно преобразуется с помощью дискретного косинусного преобразования, далее каждый блок квантуется. Затем для коэффициентов преобразования блоков производится переупорядочение и результат, вместе с векторами движения, поступающими с выхода блока оценки движения, кодируется энтропийным кодером. Далее сигнал поступает на вход буферного запоминающего устройства, которое оценивает ноток видеоданных. Кодек является адаптивным, т.к. буферное устройство регулирует поток данных: в зависимости от величины битового потока управляет количеством уровней квантования (блоки квантования и деквангования). На выходе буферного устройства получаем сжатый битовый поток.
Теперь вернемся к потоку реконструкции данных. К каждому квантованному макроблоку применяется деквантование и обратное косинусное преобразование. Кадр-прогноз Р (кадр с компенсированным движением) складывается с полученным остаточным кадром О’, в результате получаем реконструированный кадр Рп\ Полученный реконструированный кадр записывается в запоминающее устройство. Так как процесс квантования является необратимым, он вносит искажения, и реконструированный кадр Ь'п’ не совпадает с текущим.
Реконструкция нужна для того, чтобы в кодере использовался точно такой же ссылочный кадр, как и в декодере, в этом случае в декодере не будет дрейфа ошибок от изображения к изображению.
Объем передаваемой информации сильно снижается. благодаря тому, что кодируется не каждый целый кадр видеопоследовательности, а разность между кадрами. Энер1 ия кадра-остатка значительно меньше энер-I ии кадра видеопоследова гельности. что хороню видно на рис. 2.
Власюк И.В., Сидорова А.И., Романова Е.П.,
МТУСИ
Появление ОVО-проигрывателей, цифрового спутникового телевидения, новых цифровых камер и «вебкамер» - все это было бы невозможно без развития алгоритмов сжатия и обработки видео. Цель, которую преследуют стандарты сжатия - повышение степени сжатия видео, или повышение качества при той же степени сжатия. Например, стандарт МРПЗ-4 АУС/Н.264 был принят в конце 2003 г. и создавался с целью удвоить степень сжатия видео но сравнению с \fPEG-4 (1998 г.).
Рассмотрим алгоритм кодирования видеоданных по стандарту МРНО-4. Обратимся к блок-схеме видеокодера (рис.1). В схеме можно выделить два основных пути прохождения сигнала: кодирование и реконструкция.
Рис.1. Блок-схема внлеоколсра по стандарту МРЕС-4
Поток кодирования состоит в следующем:
На вход кодера поступает входной кадр Нп. Текущий входной кадр сравнивается со ссылочным кадром (блок оценки движения), в качестве которого может быть взят предыдущий закодированный кадр. Несколько предыдущих закодированных кадров хранятся в блоке ЗУ - запоминающем устройстве. Функция оценки движения находит на ссылочном кадре макроблок, наиболее похожий на выбранный макроблок текущего кадра, и смещение текущего макроблока относительно
