MPEG-алгоритмы сжатия видео - кратко. E-mail

Наиболее распространенными методами сжатия видео в последнее время стали MPEG-алгоритмы, основным принципом которых является устранение временной избыточности видеоданных. Упрощенно говоря, уменьшение скорости цифрового потока достигается за счет передачи только опорных кадров и различий между соседними изображениями. Качество MPEG видео довольно сильно зависит от применяемого кодека. Это в равной степени относится как к аппаратным средствам, так и к программному обеспечению.
Первая редакция алгоритма сжатия, - MPEG-1, - подразумевала разрешение 352x240 точек с частотой обновления 25 кадров в секунду при потоке порядка 200 Кб/с. Сжатие видео с таким качеством до сих пор применяется при создании видеодисков формата Video CD. Качество цифрового изображения при этом сравнимо с качеством обычной видеокассеты, однако не подвержено механическому износу.

Алгоритм сжатия MPEG-1 весьма сложный. В частности, если в каком-то месте кадра произошло изменение по сравнению с предыдущим кадром, то сначала предпринимается попытка обнаружить "куда сместился" исходный объект. Например, если автомобиль движется в поле зрения камеры видеонаблюдения, то совсем необязательно каждый раз его перерисовывать: изображение автомобиля однажды уже сохранено, теперь надо только указать, куда оно сместилось.

Сжатие видео в формате MPEG-2 распространилось после появления DVD. Качество изображения возросло до 500 : 600 ТВЛ, а скорость потока данных несколько снизилась за счет возможности кодирования с переменным битрейтом. При этом, хотя количество передаваемых данных и уменьшается, скорость цифрового потока для сохранения высокого качества картинки все равно не удается сделать меньшей, чем несколько Мбит/с. Иначе обстоит дело с алгоритмом сжатия видео MPEG-4, специально созданным для передачи видео по низкоскоростным линиям связи.

Сжатие видео по алгоритму MPEG-4 состоит в том, что исходная картинка как бы разбирается на отдельные составные части. То есть в кадре выделяются контуры объектов [например, в группе людей очерчивается силуэт каждого из персонажей], затем цифровые потоки от этих объектов обрабатываются по специальному алгоритму и раздельно передаются независимо друг от друга по каналу связи.

На приемной стороне изображение собирается в обратном порядке, при этом декодер MPEG-4 восстанавливает первоначальное положение в кадре каждого из выделенных при передаче объектов. При перемещении объектов в кадре передается только информация о векторе этого движения, а интеллектуальный декодер синтезирует и сам объект, и его новое местоположение, что позволяет многократно уменьшать объем передаваемой информации.

Сжатие видео по алгоритму MPEG-4 обеспечивает уменьшение скорости цифрового потока до нескольких сотен кбит/с практически без ущерба для качества изображения.
 
« Пред.