MPEG форматы
Реферат - Компьютеры, программирование
Другие рефераты по предмету Компьютеры, программирование
я с помощью алгоритмов MPEG 1, MPEG 2, MPEG 4, а затем описывается при помощи MPEG 7. Такая гибкость в выборе методов сжатия значительно снижает объем информации и ускоряет процесс сжатия. Основное преимущество формата сжатия MPEG 7 над его предшественниками состоит в применении уникальных дескрипторов и схем описания, которые, помимо всего прочего, делают возможным автоматическое выделение информации как по общим, так и по семантическим признакам, связанным с восприятием информации человеком. Процедура занесения в каталог и поиска данных находятся вне сферы рассмотрения этого формата сжатия.
Разработка формата сжатия MPEG 21 - это долговременный проект, который называется "Система мультимедийных средств" (Multimedia Framework). Над разработкой этого формата сжатия эксперты начали работать в июне 2000 г. На первых этапах планировалось провести расширение, унификацию и объединение форматов MPEG 4 и MPEG 7 в единую обобщающую структуру. Подразумевалось, что она будет обеспечивать глубокую поддержку управления правами и платежными системами, а также качеством предоставляемых услуг.
MPEG1
Как и метод группы JPEG, алгоритм MPEG-1 использует дискретное косинусное преобразование (Diskrete Cosine Transform). В частности, при применении MPEG-алгоритма специальные средства позволяют при сжатии текущего кадра включать ссылки на части изображения, оставшегося неизменным от предыдущего кадра. Как обычно, вначале идет преобразование информации в базис YUV и ее прореживание. После этого выполняется дискретное косинусное преобразование. Аналогичным образом используется и кодирование Хаффмана (В основе алгоритма кодирования Хаффмана лежит довольно простой принцип: символы заменяются кодовыми последовательностями различной длины. Чем чаще используется символ, тем короче должна быть кодовая последовательность. Именно поэтому алгоритм Хаффмана называется также кодированием символами переменной длины (Variable-Lenth Coding). Код переменной длины позволяет записывать наиболее часто встречающиеся символы короткими кодовыми последовательностями, а редко встречающиеся более длинными. Например, для английского текста символам Е,Т и А можно поставить в соответствие 3-битовые последовательности, а J, Z и Q 8-битовые. В одних алгоритмах реализации алгоритма Хаффмана используются готовые кодовые таблицы, в других кодовая таблица строится только на основе статистического анализа имеющейся информации. Кодирование по Хаффману гарантирует возможность полного последующего декодирования.). Тем не менее основной задачей для MPEG-алгоритма является определение вектора движения, то есть основного направления, в котором происходят изменения. Для этой цели на различных этапах выполнения алгоритма могут использоваться операции сравнения, а также предсказания назад и вперед, осреднения блоков и т.д.
В соответствии с MPEG существует три вида кадров: типа I (Inter frame) - исходные (ключевые), типа Р (Predicted frame) - предсказуемые и типа В (Bi-directional frames) - двунаправленные. Кадр типа I является базовым. Сжатие такого кадра может происходить только по методу обработки неподвижного изображения, например, методом типа JPEG. Кадр типа Р получается на основе информации одного I - или одного предсказуемого Р-кадра. А вот кадр типа В получается на основе I- или Р-кадров, причем одного из них в прошлом, а другого в будущем. На самом деле все выглядит не так фантастически. как кажется. Разумеется. что декодирующее устройство получает сначала фрейм I, затем Р и только после этого формирует фрейм В. Данный метод обеспечивает коэффициенты сжатия в пределах от 40:1 до 200:1.
MPEG2
Поток видеоданных, определяемый спецификацией 13818-2, представляет собой иерархическую структуру, элементы которой строятся и объединяются друг с другом в соответствии с определенными синтаксическими и семантическими правилами. Существует 6 типов элементов этой иерархической структуры:
- Видеопоследовательность
- Группа изображений
- Изображение
- Срез
- Макроблок
- Блок.
Видеопоследовательность элемент потока видеоданных высшего уровня. Она представляет собой серию последовательных кадров телевизионного изображения. MPEG-2 допускает как построчные, так и чересстрочные последовательности. Чересстрочная последовательность это серия телевизионных полей. В процессе компрессии поля могут кодироваться раздельно. Это дает изображения типа поле. Два поля, кодируемые как телевизионный кадр, образуют изображение типа кадр. В одной чересстрочной последовательности могут использоваться и изображения-поля, и изображения-кадры. В последовательностях с построчным разложением каждое изображение представляет собой кадр. В соответствии с используемыми методами дифференциального кодирования различают три типа изображений: I, P и B. Изображение типа I кодируется с использованием только той информации, которая содержится в нем самом (I - Intra-coded picture). В нем устраняется только пространственная избыточность. При кодировании P и B изображений используется межкадровое кодирование. При кодировании изображения типа P формируется разность между исходным изображением и предсказанием, полученным на основе предшествующего или последующего изображения типа I (P Predictive-coded picture). Изображение типа B это изображение, при кодировании которого используется предсказание, сформированное на основе предшествующего и последующего изображений типа I или P (B Bidirectionally-predicted-coded picture). В изображениях типа P и B устраняется и пространственная, и временная избыточнос