MPEG4 - гэта тэхналогія сціску, прыдатная для назірання
MPEG4 быў абвешчаны ў лістападзе 1998 г. Міжнародны стандарт MPEG4, які першапачаткова меркавалася ўвесці ў эксплуатацыю ў студзені 1999 г., прызначаны не толькі для кадавання відэа і аўдыё з пэўнай бітавай хуткасцю, але і больш увагі ўдзяляе інтэрактыўнасці і гнуткасці мультымедыйныя сістэмы. Эксперты групы экспертаў MPEG шмат працуюць над распрацоўкай MPEG-4. Стандарт MPEG-4 у асноўным выкарыстоўваецца для відэатэлефонаў, відэаэлектроннай пошты і электронных навін і г. д. Патрабаванні да хуткасці перадачы адносна нізкія - ад 4800 да 64000 біт / сек, а дазвол - ад 4800 да 64000 біт / сек. Гэта 176X144. MPEG-4 выкарыстоўвае вельмі вузкую прапускную здольнасць, сціскае і перадае дадзеныя з дапамогай тэхналогіі рэканструкцыі кадра, каб атрымаць мінімум дадзеных і атрымаць лепшае якасць малюнка.
У параўнанні з MPEG-1 і MPEG-2 характэрным для MPEG-4 з'яўляецца тое, што ён больш падыходзіць для інтэрактыўных AV-паслуг і дыстанцыйнага маніторынгу. MPEG-4 - гэта першы стандарт дынамічнага малюнка, які змяняе вас з пасіўнага на актыўнага (больш не проста глядзець, дазваляючы далучыцца, то бок інтэрактыўны); яшчэ адна яго асаблівасць - усеабдымнасць; з крыніцы MPEG-4 спрабуе змяшаць прыродныя аб'екты з рукатворнымі (у сэнсе візуальных эфектаў). Мэта дызайну MPEG-4 таксама мае больш шырокую адаптыўнасць і маштабаванасць. MPEG4 спрабуе дасягнуць дзвюх мэтаў:
1. Мультымедыйная сувязь з нізкай бітавай хуткасцю;
2. Гэта сінтэз мультымедыйнай камунікацыі ў розных галінах прамысловасці.
У адпаведнасці з гэтай мэтай MPEG4 прадстаўляе AV-аб'екты (Audio / Visaul Objects), робячы магчымымі больш інтэрактыўныя аперацыі. Дазвол якасці відэа ў MPEG-4 адносна высокі, а хуткасць перадачы дадзеных адносна нізкая. Асноўная прычына ў тым, што MPEG-4 прымае тэхналогію ACE (Advanced Decoding Efficiency), якая ўяўляе сабой набор правілаў алгарытму кадавання, якія ўпершыню выкарыстоўваюцца ў MPEG-4. Мэтавая арыентацыя, звязаная з ACE, можа забяспечыць вельмі нізкую хуткасць перадачы дадзеных. У параўнанні з MPEG-2 ён дазваляе зэканоміць 90% месца ў сховішчы. MPEG-4 таксама можна шырока мадэрнізаваць у аўдыя- і відэа-патоках. Калі відэа змяняецца паміж 5kb / s і 10Mb / s, гукавы сігнал можа апрацоўвацца паміж 2kb / s і 24kb / s. Асабліва важна падкрэсліць, што стандарт MPEG-4 з'яўляецца аб'ектна-арыентаваным метадам сціску. Гэта не проста размеркаванне выявы на некаторыя блокі, такія як MPEG-1 і MPEG-2, але ў залежнасці ад зместу выявы, аб'ектаў (аб'екты, сімвалы, фон). і сціск, і дазваляе гнутка размяркоўваць хуткасць кода паміж рознымі аб'ектамі. Больш байтаў выдзяляецца важным аб'ектам, а менш байтаў - другасным. Такім чынам, каэфіцыент сціскання значна паляпшаецца, дзякуючы чаму можна атрымаць лепшыя вынікі пры меншай хуткасці кода. Аб'ектна-арыентаваны метад сціскання MPEG-4 таксама робіць функцыю выяўлення выявы і дакладнасць больш адлюстраванай. Функцыя выяўлення выявы дазваляе сістэме відэарэгістратара на цвёрдым дыску палепшыць функцыю сігналізацыі руху відэа.
Карацей кажучы, MPEG-4 - гэта зусім новы стандарт кадавання відэа з нізкай бітавай хуткасцю і высокай ступенню сціску. Хуткасць перадачы складае 4.8 ~ 64 кбіт / с, і яна займае адносна невялікую прастору для захоўвання. Напрыклад, для каляровага экрана з дазволам 352 × 288, калі месца, занятае кожным кадрам, складае 1.3 КБ, калі вы выбіраеце 25 кадраў у секунду, спатрэбіцца 120 КБ у гадзіну, 10 гадзін у дзень, 30 дзён у месяц , і 36 ГБ на канал у месяц. Калі гэта 8 каналаў, патрабуецца 288 ГБ, што, відавочна, з'яўляецца прымальным.
У гэтай галіне шмат відаў тэхналогій, але самымі асноўнымі і найбольш шырока выкарыстоўваюцца адначасова з'яўляюцца MPEG1, MPEG2, MPEG4 і іншыя тэхналогіі. MPEG1 - гэта тэхналогія з высокім каэфіцыентам сціскання, але больш дрэннай якасцю выявы; у той час як тэхналогія MPEG2 у асноўным сканцэнтравана на якасці малюнка, а ступень сціскання невялікая, таму патрабуе вялікай прасторы для захоўвання; Тэхналогія MPEG4 з'яўляецца больш папулярнай тэхналогіяй у наш час, выкарыстоўваючы гэтую тэхналогію, можна. Гэта эканоміць месца, мае высокую якасць выявы і не патрабуе вялікай прапускной здольнасці ў сетцы. У адрозненне ад гэтага, тэхналогія MPEG4 адносна папулярная ў Кітаі і таксама была прызнана экспертамі ў галіне.
Згодна з уводзінамі, паколькі стандарт MPEG4 выкарыстоўвае тэлефонныя лініі ў якасці асяроддзя перадачы, дэкодэры могуць быць настроены на месцы ў адпаведнасці з рознымі патрабаваннямі прыкладання. Розніца паміж ім і метадам сціскання кадавання, заснаваным на спецыяльным абсталяванні, заключаецца ў тым, што сістэма кадавання адкрыта, і новыя і эфектыўныя модулі алгарытму могуць быць дададзены ў любы час. MPEG4 карэктуе спосаб сціску ў адпаведнасці з прасторавымі і часовымі характарыстыкамі малюнка, каб атрымаць большы каэфіцыент сціскання, меншы паток кода сціску і лепшую якасць малюнка, чым MPEG1. Яго мэты прымянення - вузкапалосная перадача, высакаякаснае сціск, інтэрактыўныя аперацыі і выразы, якія аб'ядноўваюць прыродныя аб'екты з рукатворнымі аб'ектамі, а таксама асабліва падкрэсліваюць шырокую адаптыўнасць і маштабаванасць. Такім чынам, MPEG4 заснаваны на характарыстыках апісання сцэны і дызайну, арыентаванага на прапускную здольнасць, што робіць яго вельмі прыдатным для сферы відэаназірання, што ў асноўным адлюстроўваецца на наступных аспектах:
1. Месца для захоўвання эканоміцца - месца, неабходнае для прыняцця MPEG4, складае 1/10 ад MPEG1 ці M-JPEG. Акрамя таго, паколькі MPEG4 можа аўтаматычна рэгуляваць спосаб сціску ў адпаведнасці са зменамі сцэны, ён можа гарантаваць, што якасць малюнка не будзе пагаршацца для нерухомых малюнкаў, агульных спартыўных сцэн і сцэн інтэнсіўнай актыўнасці. Гэта больш эфектыўны метад кадавання відэа.
2. Высокая якасць выявы - Найвышэйшае дазвол малюнка ў MPEG4 складае 720x576, што набліжаецца да эфекту выявы DVD. MPEG4, заснаваны на рэжыме сціску AV, вызначае, што ён можа гарантаваць добрае вызначэнне рухомых аб'ектаў, а час / час / якасць малюнка можна наладзіць.
3. Патрабаванне да прапускной здольнасці сеткі не з'яўляецца высокім - паколькі ступень сціскання MPEG4 больш чым у 10 разоў перавышае MPEG1 і M-JPEG аднолькавай якасці, прапускная здольнасць, занятая падчас сеткавай перадачы, складае толькі каля 1/10 ад гэтай MPEG1 і M-JPEG аднолькавай якасці. . У адпаведнасці з тымі ж патрабаваннямі да якасці малюнка, MPEG4 патрабуе толькі больш вузкай прапускной здольнасці.
====================
Тэхнічныя асаблівасці новага стандарту кадавання відэа H.264
Асноўная інфармацыя:
У практычных мэтах рэкамендацыя H.264, сумесна сфармуляваная двума буйнымі міжнароднымі арганізацыямі па стандартызацыі, ISO / IEC і ITU-T, з'яўляецца новай распрацоўкай у тэхналогіі кадавання відэа. Ён мае свае унікальныя асаблівасці ў шматрэжымнай ацэнцы руху, пераўтварэнні цэлых лікаў, уніфікаваным кадаванні сімвалаў VLC і шматслаёвым сінтаксісе кадавання. Такім чынам, алгарытм H.264 валодае высокай эфектыўнасцю кадавання, і перспектывы яго прымянення павінны быць зразумелымі.
Ключавыя словы: відэакадаванне, сувязь малюнкаў JVT
З 1980-х гадоў увядзенне дзвюх асноўных серый міжнародных стандартаў кадавання відэа, MPEG-x, распрацаваных ISO / IEC і H.26x, сфармуляваных ITU-T, адкрыло новую эру прыкладанняў для відэасувязі і захоўвання. Ад рэкамендацый па кадзіраванні відэа H.261 да H.262 / 3, MPEG-1/2/4 і г.д. існуе агульная мэта, якую пастаянна пераследуюць, гэта значыць атрымаць як мага больш пры максімальна нізкай бітрэйт (альбо ёмістасць для захоўвання). Добрая якасць выявы. Больш за тое, па меры павелічэння попыту рынку на перадачу малюнкаў, праблема адаптацыі да характарыстык перадачы розных каналаў становіцца ўсё больш відавочнай. Гэта праблема, якую трэба вырашыць новым відэастандартам H.264, сумесна распрацаваным IEO / IEC і ITU-T.
H.261 - самая ранняя прапанова для кадавання відэа, мэта якой - стандартызаваць тэхналогію кадавання відэа ў сеткавых тэлевізійных і відэатэлефонных праграмах ISDN. Алгарытм, які ён выкарыстоўвае, спалучае ў сабе гібрыдны метад кадавання міжкадравага прагназавання, які можа паменшыць часовую празмернасць і трансфармацыю DCT, якая можа паменшыць прасторавую залішнесць. Ён адпавядае каналу ISDN, і яго хуткасць выхаднога кода складае p × 64 кбіт / с. Калі значэнне р невялікае, можна перадаваць толькі выявы з нізкай выразнасцю, што падыходзіць для асабістых тэлевізійных званкоў; калі значэнне р вялікае (напрыклад, р> 6), могуць быць перададзены выявы тэлевізійных канферэнцый з лепшай дакладнасцю. H.263 рэкамендуе стандарт нізкай хуткасці сціску выявы, які тэхнічна з'яўляецца ўдасканаленнем і пашырэннем H.261, і падтрымлівае праграмы з хуткасцю біта менш за 64 кбіт / с. Але на самай справе H.263 і пазнейшыя H.263 + і H.263 ++ былі распрацаваны для падтрымкі прыкладанняў з поўнай хуткасцю перадачы дадзеных. Гэта відаць з таго, што ён падтрымлівае мноства фарматаў малюнкаў, такіх як Sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF і нават 16CIF і іншыя фарматы.
Хуткасць кода стандарту MPEG-1 складае каля 1.2 Мбіт / с, і ён можа забяспечыць 30 кадраў малюнкаў якасці CIF (352 × 288). Ён распрацаваны для захоўвання відэа і прайгравання дыскаў CD-ROM. Базавы алгарытм стандартнай часткі кадавання відэа MPEG-l падобны на H.261 / H.263, і таксама прымаюцца такія меры, як кампенсаванае рухам міжкадравае прагназаванне, двухмернае DCT і кадаванне працягласці VLC. Акрамя таго, для далейшага павышэння эфектыўнасці кадавання ўводзяцца такія паняцці, як унутрыкадравы (I), прагнастычны (P), двухнакіраваны прагнастычны (B) і пастаянны DC (D). На аснове MPEG-1 стандарт MPEG-2 унёс некаторыя ўдасканаленні ў паляпшэнне дазволу выявы і сумяшчальнасці з лічбавым тэлебачаннем. Напрыклад, дакладнасць яго вектара руху складае палову пікселя; пры аперацыях кадавання (напрыклад, ацэнцы руху і DCT) Адрозненне "кадра" і "поля"; укараніць тэхналогіі маштабаванасці кадавання, такія як прасторавая маштабаванасць, часовая маштабаванасць і маштабаванасць суадносін сігнал / шум. Стандарт MPEG-4, уведзены ў апошнія гады, увёў кадзіраванне на аснове аўдыявізуальных аб'ектаў (AVO: Audio-Visual Object), што значна паляпшае інтэрактыўныя магчымасці і эфектыўнасць кадавання відэасувязі. MPEG-4 таксама прыняў некаторыя новыя тэхналогіі, такія як кадаванне фігур, адаптыўнае DCT, кадаванне відэа аб'ектаў адвольнай формы і гэтак далей. Але асноўны відэакодэр MPEG-4 па-ранейшаму належыць да свайго роду гібрыднага кадавальніка, падобнага на H.263.
Карацей кажучы, рэкамендацыя H.261 - гэта класічнае кадаванне відэа, H.263 - яго распрацоўка і паступова заменіць яго на практыцы, у асноўным выкарыстоўваецца ў сувязі, але шматлікія варыянты H.263 часта робяць карыстальнікаў стратнымі. Серыя стандартаў MPEG ператварылася ад прыкладанняў для носьбітаў да прыкладанняў, якія адаптуюцца да носьбітаў перадачы. Асноўная аснова асноўнага кадавання відэа адпавядае стандарту H.261. Сярод іх прывабная "аб'ектна-кадаваная" частка MPEG-4 звязана з усё яшчэ існуючымі тэхнічнымі перашкодамі, і іх цяжка ўжываць паўсюдна. Такім чынам, новая прапанова кадавання відэа H.264, распрацаваная на гэтай аснове, пераадольвае слабыя бакі, уводзіць новы метад кадавання ў рамках гібрыднага кадавання, павышае эфектыўнасць кадавання і сутыкаецца з практычнымі прымяненнямі. У той жа час ён быў распрацаваны сумесна двума буйнымі міжнароднымі арганізацыямі па стандартызацыі, і перспектывы яго прымянення павінны быць відавочнымі.
1. H.264 JVT
H.264 - гэта новы стандарт лічбавага кадавання відэа, распрацаваны сумеснай відэагрупай (JVT: сумесная відэакаманда) VCEG (Група экспертаў па кадаванні відэа) МСЭ-Т і MPEG (Група экспертаў па кадаванні рухомых малюнкаў) ISO / IEC. Гэта частка 10 МСЭ-Т H.264 і MPEG-4 ISO / IEC. Запрошванне праектаў пачалося ў студзені 1998 г. Першы праект быў завершаны ў верасні 1999 г. Тэставая мадэль TML-8 была распрацавана ў маі 2001 г. Плата HCD H.264 была прынята на 5-м пасяджэнні JVT у чэрвені 2002 г. У цяперашні час гэты стандарт распрацоўваецца, і чакаецца, што ён будзе афіцыйна прыняты ў першай палове наступнага года.
H.264, як і папярэдні стандарт, таксама з'яўляецца гібрыдным рэжымам кадавання DPCM плюс кадаванне пераўтварэнняў. Аднак ён прымае кароткую канструкцыю "вяртання да асноў", без вялікай колькасці варыянтаў, і атрымлівае значна лепшыя паказчыкі сціску, чым H.263 ++; ён узмацняе адаптыўнасць да розных каналаў і прымае "зручную для сеткі" структуру і сінтаксіс. Спрыяльны для апрацоўкі памылак і страты пакетаў; шырокі спектр мэтавых задач для задавальнення патрэбаў рознай хуткасці, розных дазволаў і розных выпадкаў перадачы (захоўвання); яго асноўная сістэма адкрыта, і ніякіх аўтарскіх правоў для выкарыстання не патрабуецца.
З тэхнічнага пункту гледжання ў стандарце H.264 ёсць шмат асноўных момантаў, такіх як уніфікаванае кадаванне сімвалаў VLC, высокая дакладнасць, ацэнка перамяшчэння ў некалькіх рэжымах, цэлае пераўтварэнне на аснове блокаў 4 × 4 і сінтаксіс шматслаёвага кадавання. Гэтыя меры дазваляюць алгарытму H.264 мець вельмі высокую эфектыўнасць кадавання, і пры той жа рэканструяванай якасці выявы ён можа зэканоміць каля 50% хуткасці кода, чым H.263. Структура патокавага кода H.264 мае моцную сеткавую адаптыўнасць, павялічвае магчымасці аднаўлення памылак і можа добра адаптавацца да прымянення IP і бесправадных сетак.
2. Тэхнічныя асноўныя моманты H264
Шматслаёвы дызайн
Канцэптуальна алгарытм H.264 можна падзяліць на два пласты: узровень кадавання відэа (VCL: Video Coding Layer) адказвае за эфектыўнае прадстаўленне відэакантэнту, а ўзровень абстрагавання сеткі (NAL: Network Abstraction Layer) - за адпаведны спосаб патрабуецца сеткай. Спакуйце і перадайце дадзеныя. Іерархічная структура кадавальніка H.264 паказана на малюнку 1. Інтэрфейс на аснове пакетаў вызначаны паміж VCL і NAL, а ўпакоўка і адпаведная сігналізацыя з'яўляюцца часткай NAL. Такім чынам, задачы высокай эфектыўнасці кадавання і зручнасці сеткі выконваюцца VCL і NAL адпаведна.
Пласт VCL уключае гібрыднае кадаванне на аснове блокавай кампенсацыі руху і некаторыя новыя функцыі. Як і папярэднія стандарты кадавання відэа, H.264 не ўключае такія функцыі, як папярэдняя апрацоўка і дадатковая апрацоўка ў чарнавіку, што можа павялічыць гнуткасць стандарту.
NAL адказвае за выкарыстанне фармату сегментацыі сеткі ніжняга ўзроўню для інкапсуляцыі дадзеных, уключаючы кадраванне, сігналізацыю лагічнага канала, выкарыстанне інфармацыі пра тэрміны альбо сігнал канца паслядоўнасці і г. д. Напрыклад, NAL падтрымлівае фарматы перадачы відэа на каналах з камутацыяй каналаў і падтрымлівае фарматы перадачы відэа ў Інтэрнэце з выкарыстаннем RTP / UDP / IP. NAL уключае ўласную інфармацыю загалоўка, інфармацыю пра структуру сегмента і інфармацыю пра фактычную нагрузку, гэта значыць дадзеныя VCL верхняга ўзроўню. (Калі выкарыстоўваецца тэхналогія сегментацыі дадзеных, дадзеныя могуць складацца з некалькіх частак).
Высокадакладная, шматрэжымная ацэнка руху
H.264 падтрымлівае вектары руху з дакладнасцю 1/4 або 1/8 пікселяў. З дакладнасцю да 1/4 пікселя для памяншэння высокачашчыннага шуму можна выкарыстоўваць 6-кранны фільтр. Для вектараў руху з дакладнасцю да 1/8 пікселя можа быць выкарыстаны больш складаны фільтр з 8 кранамі. Пры выкананні ацэнкі руху энкодэр таксама можа выбраць "узмоцненыя" фільтры інтэрпаляцыі для паляпшэння эфекту прагназавання
У прагназаванні руху H.264 макраблок (MB) можа быць падзелены на розныя падблокі ў адпаведнасці з малюнкам 2, каб сфармаваць 7 розных рэжымаў памераў блокаў. Гэты шматрэжымны гнуткі і падрабязны падзел больш падыходзіць для формы рэальных рухаюцца аб'ектаў на малюнку, значна паляпшаючы
Палепшана дакладнасць ацэнкі руху. Такім чынам, кожны блок макрасаў можа ўтрымліваць 1, 2, 4, 8 ці 16 вектараў руху.
У H.264 энкодэру дазволена выкарыстоўваць больш за адзін папярэдні кадр для ацэнкі руху, што з'яўляецца так званай шматкадравай эталоннай тэхналогіяй. Напрыклад, калі 2 ці 3 кадры - гэта проста закадаваныя апорныя кадры, энкодэр абярэ лепшы кадр прагназавання для кожнага мэтавага макроблака і ўкажа для кожнага макроблока, які кадр выкарыстоўваецца для прагназавання.
Пераўтварэнне цэлага ліку блока 4 × 4
H.264 падобны на папярэдні стандарт, выкарыстоўваючы кадаванне пераўтварэнняў на аснове блока для рэшткавага, але пераўтварэнне ўяўляе сабой цэлую аперацыю замест аперацыі рэальнага ліку, і працэс у асноўным падобны на працэс DCT. Перавага гэтага метаду заключаецца ў тым, што ў энкодэры і дэкодэры дапускаецца аднолькавая дакладнасць і зваротная трансфармацыя, што палягчае выкарыстанне простай арыфметыкі з фіксаванай кропкай. Іншымі словамі, тут няма "зваротнай памылкі пераўтварэння". Адзінка пераўтварэння - 4 × 4 блокі, замест 8 × 8 блокаў, якія звычайна выкарыстоўваліся ў мінулым. Паколькі памер блока трансфармацыі памяншаецца, падзел рухаецца аб'екта з'яўляецца больш дакладным. Такім чынам, не толькі велічыня разліку пераўтварэнняў адносна невялікая, але і значна памяншаецца памылка канвергенцыі на краі рухаецца аб'екта. Для таго, каб метад пераўтварэння блока малога памеру не даваў розніцы ў адценнях шэрага паміж блокамі ў большай гладкай вобласці на малюнку, каэфіцыент пастаяннага току складае 16 4 × 4 блокаў унутрыкадравых дадзеных яркасці макроблокаў (кожны невялікі блок Адзін , у агульнай складанасці 16) выконвае другое пераўтварэнне блока 4 × 4 і выконвае пераўтварэнне блока 2 × 2 з каэфіцыентамі пастаяннага току 4 4 × 4 блокі дадзеных каляровасці (па адным для кожнага маленькага блока, усяго 4).
Для таго, каб палепшыць здольнасць H.264 кантраляваць хуткасць, змена памеру кроку квантавання кантралюецца прыблізна на 12.5% замест пастаяннага павелічэння. Нармалізацыя амплітуды каэфіцыента пераўтварэння апрацоўваецца ў працэсе зваротнага квантавання для памяншэння складанасці вылічэнняў. Каб падкрэсліць дакладнасць колеру, для каэфіцыента каляровасці прыняты невялікі памер кроку квантавання.
Адзіны VLC
У H.264 існуе два метады кадавання энтрапіі. Адзін з іх - выкарыстанне уніфікаванага VLC (UVLC: універсальны VLC) для ўсіх сімвалаў, якія падлягаюць кадаванню, а другі - выкарыстанне адаптыўнага да зместу бінарнага арыфметычнага кадавання (CABAC: Context-Adaptive). Двайковае арыфметычнае кадаванне). CABAC - неабавязковы варыянт, яго эфектыўнасць кадавання некалькі лепшая, чым UVLC, але складанасць вылічэнняў таксама вышэй. UVLC выкарыстоўвае набор кодавых слоў неабмежаванай даўжыні, і структура дызайну вельмі рэгулярная, і розныя аб'екты могуць быць закадзіраваны адной і той жа кодавай табліцай. Гэты метад лёгка генеруе кадавае слова, і дэкодэр можа лёгка ідэнтыфікаваць прэфікс кодавага слова, а UVLC можа хутка атрымаць рэсінхранізацыю пры ўзнікненні бітавай памылкі
Тут x0, x1, x2, ... - гэта біты INFO і роўныя 0 альбо 1. На малюнку 4 прыведзены першыя 9 кадавых слоў. Напрыклад, слова з 4-м нумарам утрымлівае INFO01. Дызайн гэтага кодавага слова аптымізаваны для хуткай рэсінхранізацыі для прадухілення бітавых памылак.
унутраная пдыкцыя
У папярэдніх стандартах серый H.26x і MPEG-x выкарыстоўваюцца метады міжкадравага прагназавання. У H.264 унутрыкадравае прагназаванне даступна пры кадаванні малюнкаў Intra. Для кожнага блока 4 × 4 (за выключэннем спецыяльнай апрацоўкі краявога блока) кожны піксель можа быць прадказаны з рознай узважанай сумай 17 бліжэйшых закадаваных раней пікселяў (некаторыя вагі могуць быць роўнымі 0), гэта значыць гэты піксель 17 пікселяў у левым верхнім куце блока. Відавочна, што гэты від унутрыкадравага прагназавання адбываецца не ў часе, а ў алгарытме прагназуючага кадавання, які выконваецца ў прасторавай вобласці, які дазваляе выдаліць прасторавую празмернасць паміж суседнімі блокамі і дасягнуць больш эфектыўнага сціску.
У квадраце 4 × 4, a, b, ..., p - 16 пікселяў, якія трэба прагназаваць, а A, B, ..., P - закадаваныя пікселі. Напрыклад, значэнне кропкі m можна прагназаваць па формуле (J + 2K + L + 2) / 4, альбо па формуле (A + B + C + D + I + J + K + L) / 8, і гэтак далей. У адпаведнасці з выбранымі арыенцірамі прагназавання існуе 9 розных рэжымаў яркасці, але ёсць толькі 1 рэжым для ўнутрыкадравага прагназавання каляровасці.
Для IP і бесправаднога асяроддзя
Чарнавік H.264 змяшчае інструменты для ліквідацыі памылак для палягчэння перадачы сціснутага відэа ў асяроддзі з частымі памылкамі і стратай пакетаў, напрыклад, надзейнасць перадачы ў мабільных каналах або IP-каналах.
Для таго, каб супрацьстаяць памылкам перадачы, сінхранізацыя часу ў відэа патоку H.264 можа быць ажыццёўлена пры дапамозе абнаўлення выявы ўнутры кадра, а прасторавая сінхранізацыя падтрымліваецца структураваным кадаваннем зрэзаў. У той жа час, каб палегчыць рэсінхранізацыю пасля нязначнай памылкі, у відэаданых выявы таксама прадугледжана пэўная кропка рэсінхранізацыі. Акрамя таго, унутрыкадравае абнаўленне макроблокаў і некалькі спасылачных макроблокаў дазваляюць энкодэру ўлічваць не толькі эфектыўнасць кадавання, але і характарыстыкі канала перадачы пры вызначэнні рэжыму макроблока.
У дадатак да выкарыстання змены памеру кроку квантавання для адаптацыі да хуткасці кода канала, у H.264 часта выкарыстоўваецца метад сегментацыі дадзеных для барацьбы са зменай хуткасці кода канала. Наогул кажучы, канцэпцыя сегментацыі дадзеных заключаецца ў генерацыі відэаданых з рознымі прыярытэтамі ў энкодэры для падтрымкі якасці абслугоўвання QoS у сетцы. Напрыклад, прыняты метад раздзелу дадзеных на аснове сінтаксісу, каб падзяліць дадзеныя кожнага кадра на некалькі частак у адпаведнасці з яго важнасцю, што дазваляе адкінуць менш важную інфармацыю пры перапаўненні буфера. Таксама можа быць выкарыстаны аналагічны часовы метад падзелу дадзеных, які ажыццяўляецца з выкарыстаннем некалькіх кадравых адсылак у P і B кадрах.
У прымяненні бесправадной сувязі мы можам падтрымліваць вялікія змены хуткасці перадачы дадзеных у бесправадным канале, змяняючы дакладнасць квантавання альбо дазвол прасторы / часу кожнага кадра. Аднак у выпадку шматкарыстальніцкай перадачы немагчыма патрабаваць ад энкодэра рэагавання на розныя бітавыя хуткасці. Такім чынам, у адрозненне ад метаду FGS (дробная грануляваная маштабаванасць), які выкарыстоўваецца ў MPEG-4 (з меншай эфектыўнасцю), H.264 выкарыстоўвае пераключэнне патокаў SP-кадраў замест іерархічнага кадавання.
========================
3. Прадукцыйнасць TML-8
TML-8 - гэта тэставы рэжым H.264, які выкарыстоўваецца для параўнання і праверкі эфектыўнасці кадавання відэа H.264. PSNR, прадстаўлены вынікамі тэставання, наглядна паказаў, што ў параўнанні з прадукцыйнасцю MPEG-4 (ASP: пашыраны просты профіль) і H.263 ++ (HLP: профіль з вялікай затрымкай) вынікі H.264 маюць відавочныя перавагі. Як паказана на малюнку 5.
PSNR H.264, відавочна, лепшы, чым MPEG-4 (ASP) і H.263 ++ (HLP). У тэсце параўнання 6 хуткасцей PSNR H.264 у сярэднім на 2 дБ вышэй, чым MPEG-4 (ASP). У сярэднім гэта на 3 дБ вышэй, чым H.263 (HLP). 6 тэставых хуткасцей і звязаныя з імі ўмовы: 32 кбіт / с, частата кадраў 10f / с і фармат QCIF; Хуткасць 64 кбіт / с, частата кадраў 15f / с і фармат QCIF; Хуткасць 128 кбіт / с, частата кадраў 15f / с і фармат CIF; Хуткасць 256 кбіт / с, частата кадраў 15f / с і фармат QCIF; Хуткасць 512 кбіт / с, частата кадраў 30f / с і фармат CIF; Хуткасць 1024 кбіт / с, частата кадраў 30f / с і фармат CIF.
4. цяжкасць рэалізацыі
Кожны інжынер, які разглядае практычнае прымяненне, звяртаючы ўвагу на высокую прадукцыйнасць H.264, абавязкова вымерае складанасць яго рэалізацыі. Наогул кажучы, паляпшэнне прадукцыйнасці H.264 атрымліваецца за кошт падвышанай складанасці. Аднак з развіццём тэхналогій гэта павелічэнне складанасці знаходзіцца ў межах прымальнага дыяпазону нашай цяперашняй ці найбліжэйшай будучыні тэхналогіі. На самай справе, улічваючы абмежаванне складанасці, H.264 не прыняў некаторыя асабліва вылічальныя дасканалыя ўдасканаленыя алгарытмы. Напрыклад, H.264 не выкарыстоўвае глабальную тэхналогію кампенсацыі руху, якая выкарыстоўваецца ў MPEG-4 ASP. Павелічэнне значнай складанасці кадавання.
І H.264, і MPEG-4 уключаюць B-кадры, больш дакладныя і складаныяфільтры інтэрпаляцыі руху lex, чым MPEG-2, H.263 або MPEG-4 SP (просты профіль). Для лепшай ацэнкі руху H.264 значна павялічыў тыпы зменных памераў блокаў і колькасць зменных кадравых адсылак.
Патрабаванні да аператыўнай памяці H.264 у асноўным выкарыстоўваюцца для выяваў даведачных кадраў, а большасць закадзіраваных відэа выкарыстоўвае ад 3 да 5 кадраў даведачных малюнкаў. Для гэтага не патрабуецца больш ПЗУ, чым для звычайнага відэакодэра, таму што H.264 UVLC выкарыстоўвае добра структураваную табліцу пошуку для ўсіх тыпаў дадзеных
5. заключнае слова
H.264 мае шырокія перспектывы прымянення, такія як відэасувязь у рэжыме рэальнага часу, перадача відэа праз Інтэрнэт, паслугі струменевага відэа, шматкропкавая сувязь у неаднародных сетках, сціснутае сховішча відэа, базы дадзеных відэа і г.д.
Тэхнічныя характарыстыкі рэкамендацый H.264 можна абагульніць у тры аспекты. Адзін з іх - засяродзіцца на практычнасці, прыняць на ўзбраенне тэхналогіі, дасягнуць больш высокай эфектыўнасці кадавання і сцісласці выразаў; другі - засяродзіцца на адаптацыі да мабільных і IP-сетак і прыняць іерархічную тэхналогію, якая фармальна падзяляе кадаванне і канал, па сутнасці, больш улічвае характарыстыкі канала ў алгарытме зыходнага кадавальніка; трэцяе - гэта тое, што ў аснову гібрыднага кадавальніка зроблены ўсе яго асноўныя кампаненты. Асноўныя ўдасканаленні, такія як шматрэжымная ацэнка руху, унутрыкадравае прагназаванне, шматкадравае прагназаванне, уніфікаваны VLC, двухмернае цэлае пераўтварэнне 4 × 4 і г.д.
Да гэтага часу H.264 не быў дапрацаваны, але з-за больш высокага каэфіцыента сціску і лепшай адаптыўнасці каналаў ён будзе ўсё больш і больш шырока выкарыстоўвацца ў галіне лічбавай відэасувязі і захоўвання дадзеных, а яго патэнцыял развіцця неабмежаваны.
Нарэшце, трэба адзначыць, што цудоўная прадукцыйнасць H.264 не абыходзіцца без выдаткаў, але кошт - гэта значнае павелічэнне складанасці вылічэнняў. Паводле ацэнак, вылічальная складанасць кадавання прыблізна ўтрая перавышае H.263, а складанасць дэкадавання - прыблізна ў 2 разы H.263.
===========================
Правільна разбірайцеся ў тэхналагічных прадуктах H.264 і MPEG-4 і ўхіляйце ілжывую прапаганду вытворцы
Прызнаецца, што стандарт відэакодэка H.264 мае пэўную ступень прасоўвання, але ён не з'яўляецца пераважным стандартам відэакодэра, асабліва як прадукт назірання, паколькі ён таксама мае некаторыя тэхнічныя дэфекты.
уключаны ў стандарт MPEG-4 Частка 10 у якасці стандарту відэакодэка H.264, што азначае, што ён прымацаваны толькі да дзесятай часткі MPEG-4. Іншымі словамі, H.264 не выходзіць за рамкі стандарту MPEG-4. Такім чынам, няправільна, што стандарт H.264 і якасць перадачы відэа ў Інтэрнэце вышэй, чым MPEG-4. Пераход з MPEG-4 на H.264 яшчэ больш незразумелы. Па-першае, давайце правільна зразумеем распрацоўку MPEG-4:
1. MPEG-4 (SP) і MPEG-4 (ASP) - гэта першыя тэхналогіі вырабу MPEG-4
MPEG-4 (SP) і MPEG-4 (ASP) былі прапанаваны ў 1998 г. Яго тэхналогія развілася да гэтага часу, і сапраўды ёсць некаторыя праблемы. Такім чынам, цяперашні дзяржаўны тэхнічны персанал, які мае магчымасць развіваць MPEG-4, не ўкараніў гэтую адсталую тэхналогію ў прадуктах відэаназірання MPEG-4 ці прадуктах відэаканферэнцый. Параўнанне паміж прадуктамі H.264 (тэхнічныя прадукты пасля 2005 г.) і ранняй тэхналогіяй MPEG-4 (SP), якая прасоўваецца ў Інтэрнэце, сапраўды недарэчнае. Ці можа пераканаўчае параўнанне прадукцыйнасці ІТ-прадуктаў у 2005 і 2001 гадах? . Тут трэба растлумачыць, што гэта тэхнічны шум паводзін вытворцаў.
Калі ласка, зірніце на параўнанне тэхналогій:
Некаторыя вытворцы ўвялі памылковыя параўнанні: пры аднолькавай рэканструяванай якасці выявы H.264 памяншае бітрэйт на 50% у параўнанні з H.263 + і MPEG-4 (SP).
Гэтыя дадзеныя па сутнасці параўноўваюць дадзеныя пра прадукт H.264 з новымі тэхналогіямі з дадзенымі пра раннія тэхналогіі MPEG-4, што бессэнсоўна і ўводзіць у зман для параўнання сучасных прадуктаў MPEG-4. Чаму ў 264 годзе прадукты H.4 не параўноўвалі дадзеныя з новымі прадуктамі тэхналогіі MPEG-2006? Распрацоўка тэхналогіі кадавання відэа H.264 сапраўды вельмі хуткая, але яе відэаэфект дэкадавання відэа эквівалентны толькі відэаэфекту Windows Media Player 9.0 (WM9) ад Microsoft. У цяперашні час, напрыклад, тэхналогія MPEG-4, якая выкарыстоўваецца відэасерверам і абсталяваннем відэаканферэнцый на цвёрдым дыску Huayi, дасягнула тэхнічных характарыстык (WMV) у тэхналогіі дэкадавання відэа, а сінхранізацыя аўдыё і відэа складае менш за 0.15 с (на працягу 150 мілісекунд ). H.264 і Microsoft WM9 не могуць супадаць
2. Тэхналогія дэкодэра відэа MPEG-4:
У цяперашні час тэхналогія дэкодэра відэа MPEG-4 развіваецца імкліва, а не так, як вытворцы ашукваюць Інтэрнэт. Перавага бягучага стандарту выявы H.264 заключаецца толькі ў яго сціску і захоўванні, што на 15-20% менш, чым у цяперашнім файле захоўвання MPEG-4 прадуктаў Huayi, але фармат відэа не з'яўляецца стандартным фарматам. Прычына ў тым, што H.264 не прымае фармат захоўвання, які выкарыстоўваецца на міжнародным узроўні, і яго відэафайлы нельга адкрываць з дапамогай праграм, якія выкарыстоўваюцца ў міжнародных праграмах. Таму ў некаторых айчынных урадах і агенцтвах пры выбары абсталявання дакладна гаворыцца, што відэафайлы павінны адкрывацца з дапамогай міжнародна прызнанага праграмнага забеспячэння. Гэта сапраўды важна для маніторынгу прадукцыі. Асабліва, калі адбываецца крадзеж, паліцыі неабходна атрымаць доказы, прааналізаваць і г.д.
Абноўленая версія відэадэкодэра MPEG-4 (WMV), і гук адрозніваецца ў залежнасці ад тэхналогіі кадавання і вопыту кожнага вытворцы. Цяперашнія састарэлыя новыя тэхналагічныя прадукты MPEG-4 з 2005 па 2006 год значна вышэйшыя за прадукцыйнасць тэхналагічных прадуктаў H.264.
З пункту гледжання перадачы: У параўнанні з новым MPEТэхналогія G-4 H.264 мае наступныя дэфекты:
1. Сінхранізацыя аўдыё і відэа: У сінхранізацыі аўдыё і відэа H.264 ёсць некаторыя праблемы, галоўным чынам з пункту гледжання затрымкі. Прадукцыйнасць перадачы H.264 эквівалентная прайгравальніку Windows Media 9.0 ад Microsoft (WM9). У цяперашні час тэхналогія MPEG-4, прынятая сеткавым відэасерверам Huayi, забяспечвае затрымку менш за 0.15 секунды (150 мілісекунд) у галіне відэаназірання і відэаканферэнцый, што недаступна для прадуктаў H.264;
2. Эфектыўнасць перадачы сеткі: прыняць H.2
Наш іншы прадукт:
