Формат сжатия MPEG-1 E-mail

Стандарт MPEG разрабатывался для описания алгоритма сжатия видеосигнала в поток, его можно условно назвать MPEG-Video – сжатие. Первоначально планировалось разработать алгоритм сжатия видеосигнала в поток со скоростью до 1,5 Мбит/сек. В результате появился стандарт MPEG-1.
Технологию сжатия видео в MPEG-1 можно разделить на два этапа: уменьшение избыточности видеоинформации во временном измерении, основанное на том, что соседние кадры, как правило, отличаются не сильно, и сжатие отдельных изображений.
Поскольку от видеопотока требуется не только качество изображения и малый объем, но и множество других вещей (например, возможность произвольного доступа к отдельному кадру, просмотр обратной перемотки и т.д.), был разработан оригинальный механизм создания четырех типов кадров:
I-кадры - кадры сжатые независимо от других кадров (I-Intra pictures),
P-кадры - сжатые с использованием ссылки на одно изображение (P-Predicted),
B-кадры - сжатые с использованием ссылки на два изображения (B-Bidirection),
DC-кадры - независимо сжатые с большой потерей качества (используются только при быстром поиске).
I-кадры обеспечивают возможность произвольного доступа к любому кадру, являясь своеобразными входными точками в поток данных для декодера. Частота I-кадров выбирается в зависимости от требований на время произвольного доступа и надежности потока при передаче через канал с ошибками.
P-кадры используют при архивации ссылку на один I- или P-кадр, повышая тем самым степень сжатия фильма в целом. B-кадры, используя ссылки на два кадра, находящихся впереди и позади, обеспечивают наивысшую степень сжатия. Сами в качестве ссылки использоваться не могут. Соотношение P- и B-кадров подбирается, исходя из требований к величине компрессии и ограничений декодера.
Описать механизм сжатия алгоритмом MPEG нельзя без соответствующей терминологии и знания понятий информационных технологий.
Одним из основных понятий при сжатии нескольких изображений является понятие макроблока. При сжатии кадр из цветового пространства RGB переводится в цветовое пространство YUV. Каждая из плоскостей сжимаемого изображения (Y, U, V) разделяется на блоки 8x8, с которыми работает ДКП. Причем плоскости U и V, соответствующие компоненте цветности берутся с разрешением в два раза меньшим (по вертикали и горизонтали), чем исходное изображение. Таким образом, мы сразу получаем сжатие в два раза, пользуясь тем, что глаз человека хуже различает цвет отдельной точки изображения, чем ее яркость. Блоки 8x8 группируются в макроблоки. Макроблок - это группа из четырех соседних блоков в плоскости яркостной компоненты Y (матрица пикселов 16x16 элементов) и два соответствующих им по расположению блока из плоскостей цветности U и V. Таким образом, кадр разбивается на независимые единицы, несущие полную информацию о части изображения. При этом размер изображения должен быть кратен 16.
Макроблоки являются базовыми структурными единицами, над которыми осуществляются основные операции кодирования, в том числе дискретное косинусное преобразование (См. Алгоритм сжатия JPEG). Закодированные данные складываются в пакеты, которые формируют поток согласно синтаксису MPEG.
С точки зрения сегодняшнего дня, когда уже работают стандарты MPEG-2 и MPEG-4 можно дать следующую характеристику MPEG-1:
Поток, разрешение: 1.5 Мбит/с, 352х240х30, 352х288х25
Плюсы: Сравнительно простой в аппаратной реализации, содержит преобразования, поддерживаемые на аппаратном уровне большим количеством видеокарт.
Минусы: Невысокая степень сжатия. Малая гибкость формата.
 
« Пред.   След. »