Относительно новый алгоритм сжатия видео при котором, в отличие от JPEG, изображение обрабатывается без разбиения на квадраты. После того, как фирма Analogue Devices выпустила специализированную микросхему аппаратного wavelet-сжатия видео, данный формат стал базисом многоканальных цифровых систем видеонаблюдения и цифровых видеорегистраторов.
Как и в случае формата JPEG, в Wavelet сжатие осуществляется с необратимыми потерями информации, но изображение не имеет "мозаичных" дефектов даже при очень больших степенях компрессии. Достоинство - отсутствие видимых дефектов даже при большом коэффициенте сжатия видео, - снижается резкость, и изображение просто становится менее четким.
С математической точки зрения основной особенностью wavelet-преобразования является возможность разложить изображение на две компоненты - низкочастотную часть, содержащую основную информацию, и высокочастотную часть, содержащую лишь малую долю информации. Низкочастотную часть можно опять разложить на две части, и т.д. Оставшаяся часть изображения содержит лишь малые высокочастотные компоненты. В результате последовательного применения wavelet-преобразований получается изображение, занимающее небольшой объем места на диске.
Применение Wavelet-сжатия открыло перед охранными системами видеонаблюдения новые возможности. Сжатое видео при малом объеме передаваемой информации [до 400 Кбит/с с компрессией 150:1] может быть передано через сеть Internet, по модему или по мобильному телефону, что позволяет дистанционно наблюдать за охраняемым объектом практически в режиме реального времени.
Алгоритм сжатия видеосигнала Wavelet основан на том, что сигнал, описывающий яркость и цветоразность выражается в виде суперпозиции конечных во времени негармонических функций – вейвлетов с последующей фильтрацией, квантованием и кодированием. Не забираясь в дебри математики можно объяснить этот алгоритм следующим образом. Изображение представляется в виде сигнала, имеющего высокочастотную и низкочастотную составляющие. Основная часть информации приходится на низкочастотную составляющую и ее отфильтровывают из основного сигнала. Оставшуюся часть также можно неоднократно подвергнуть фильтрации, что значительно снижает общий объем информации с незначительной потерей качества. Оставшийся массив информации является массивом числовых коэффициентов. На следующем этапе происходит квантование этого массива, и близкие к нулю коэффициенты отбрасываются. Затем массив подвергается кодированию. Преимущество данного метода сжатия перед JPEG состоит в том, что Wavelet преобразует полное изображение, а не его отдельные фрагменты, и позволяет получить качественное изображение при больших коэффициентах сжатия. При высокой степени компрессии метод сжатия Wavelet может давать искажения, имеющие вид ряби вблизи резких границ (контуров). Сжатие происходит с необратимыми потерями информации. Наибольшее применение данный формат получил в системах видеонаблюдения, которые требуют высокую скорость передачи видеопотока с допустимой утратой качества изображения. В 2000 году вариант сжатия методом Wavelet включен в стандарт JPEG (метод сжатия JPEG-2000). |