Алгоритм сжатия видео 'pixel behaviour check'
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
прямые значения", а что "процентные отношения"). Эти сведения указываются в двух младших битах поля Properties. Остальные биты поля зарезервированы для последующих модификаций и должны быть установлены в нуль.
Поле Properties (побитно)
биты 8..3 = зарезервированы и должны быть равны 0
бит 2 (RatioType) = 0 - изменения пикселя заданы в виде прямых значений
1 - изменения пикселя заданы с помощью процентных отношений
бит 1 (ColorSpace) = 0 - используется цветовое пространство RGB
1 - используется цветовое пространство YCbCr
Поля StartRCr, StartGY и StartBCb содержат начальные значения, которыми заполнены соответствующие цветовые плоскости опорного кадра (ниже описано, что это за кадр). Как вы понимаете, поле StartRCr содержит либо значение красного цвета, если в поле Properties (его битом ColorSpace) выбрано цветовое пространство RGB, либо значение красной цветоразности, если выбрано цветовое пространство YCbCr. Соответственно, поле StartGY - значение зеленого цвета в RGB или яркость в YCbCr, а поле StartBCb - синий цвет в RGB или синюю цветоразность в YCbCr. Сразу замечу, что начальные значения в зависимости от бита RatioType поля Properties задаются либо прямыми значениями, либо процентными отношениями.
Опорный кадр - это кадр, от пикселей которого выполняется кодирование или декодирование видеоряда. Иными словами, опорный кадр - это своеобразный цвет фона первого кадра видеоряда. Все пиксели опорного кадра заполнены одним и тем же цветом. Этот кадр вводится специально перед началом видео, чтобы эффективно начать кодирование первых кадров. В дальнейшем опорный кадр не используется. Но как вы видите, значение фона задается для каждой цветовой плоскости отдельно, так как кодирование пикселей осуществляется не по их общему цвету, а по каждой цветовой плоскости. А в каждой плоскости фоновое значение может быть своим. Таким образом, в кодировщике должна присутствовать функция, обеспечивающая поиск максимально повторяющихся значений в соответствующих плоскостях первого кадра видео (именно видео, а не опорного кадра) и занесение этих значений в поля StartRCr, StartGY и StartBCb. Полученным RGB- или YCbCr-значением заполняются все пиксели опорного кадра.
Сразу за заголовком видеопотока следует массив закодированных наборов поведений. Цель использования этого массива: максимально повысить степень сжатия видео. Представим, что в видео существует сцена, где луч света от фонарика освещает объекты в затемненной комнате. Луч двигается через весь кадр слева-направо. Сначала объекты в левой части кадра понемногу выходят из темноты, затем становятся отчетливо видны, затем постепенно уходят в темноту. Далее объекты средней части кадра, а затем и правой части. Несмотря на разные цветовые оттенки объектов комнаты, модели поведения многих пикселей на экране имеют сходные черты (одинаковые пропорции нарастания или убывания освещенности и т.п.). Закодировав в каком-нибудь элементе массива данный набор поведений (нарастание/убывание освещения) можно при кодировании пикселя просто указать индекс этого элемента массива. Независимо от цвета пикселя, будет максимально точно смоделировано его поведение на экране во всех похожих сценах видео.
type PBCvideoBehaviours = record
ItemCount: Word;
Behaviours: array of PBCvideoBehaviourSet;
end;
type PBCvideoBehaviourSet = record
Count: Byte;
Behaviour: array of Byte;
end;
Массив поведения состоит из поля ItemCount (количество элементов в массиве = количество наборов поведений в массиве) и самих элементов массива. Этот массив не может содержать более 8192 элементов, что объясняется способом хранения информации в поле индекса (рассматривается ниже) при кодировании поведения пикселя. Каждый элемент массива состоит из поля Count (количество закодированных поведений в данном наборе) и байтового массива с закодированными поведениями. В любом элементе массива можно закодировать набор максимум из 256 поведений (0 = 1 поведение, 1 = 2 поведения и так далее). Поведения в наборе кодируются так же, как они кодируются для пикселей. Кодирование поведений для пикселей рассматривается ниже.
С момента создания опорного кадра можно начинать кодирование видеоряда. Закодированный поток представляет собой последовательный набор поведений пикселей видео. Для каждого пикселя последовательно кодируются поведения по всем его цветовым плоскостям. Любое поведение в закодированном потоке задается в виде структуры из двух/трех полей. Ниже для наглядности я привел структуры поведений. Когда цветовая плоскость пикселя не изменяется, поведение кодируется двумя полями структуры PBCvideoIdentical. При изменении цветовой плоскости пикселя поведение кодируется тремя полями структуры PBCvideoChanged. Отдельная структура PBCvideoEncoded с двумя полями используется, когда поведение цветовой плоскости пикселя кодируется некоторой последовательностью поведений, описанной в массиве наборов поведений. Типы полей структуры приведены русскими названиями, а ниже объясню, как работает каждый из этих типов.
type PBCvideoIdentical = record
Code: 2_бита;
Repeat: код_повторов;
end;
type PBCvideoChanged = record
Code: 2_бита;
Repeat: код_повторов;
Extent: Byte;
end;
type PBCvideoEncoded = record
Code: 2_бита;
Index: код_индекса;
end;
Поле Code содержит двухбитный код поведения цветовой плоскости пикселя. Всего можно задать четыре кода для поведения: 00 - не изменяется, 01 - увеличивается, 10 - уменьшается и 11 - закодирован в массиве поведений. Поле кода поведения идентично для всех трех указанных структур поведения.
Поле Repeat содержит в себе количество кадров, которые повторяется заданное поведение цветовой плоскости пи