MPEG4, nəzarət üçün uyğun bir sıxılma texnologiyasıdır
MPEG4, 1998-ci ilin Noyabr ayında elan edildi. Əvvəlcə 4-cu ilin yanvarında istifadəyə verilməsi gözlənilən beynəlxalq standart MPEG1999, yalnız müəyyən bir bit sürətində video və səs kodlama üçün deyil, eyni zamanda interaktivliyə və elastikliyə daha çox diqqət yetirir. multimedia sistemləri. MPEG ekspert qrupunun mütəxəssisləri MPEG-4-in formalaşdırılması üçün çox çalışırlar. MPEG-4 standartı əsasən Video Telefon, Video Elektron poçtu və Elektron Xəbərlərdə və s. İstifadə olunur, ötürmə dərəcəsi tələbləri nisbətən azdır, 4800-64000 bit / saniyə, qətnamə isə 4800-64000 bit / saniyə arasındadır. 176X144. MPEG-4, ən az məlumat əldə etmək və ən yaxşı görüntü keyfiyyətini əldə etmək üçün çox dar bir bant genişliyindən istifadə edir, kadr yenidənqurma texnologiyası vasitəsilə məlumatları sıxır və ötürür.
MPEG-1 və MPEG-2 ilə müqayisədə MPEG-4-ün xüsusiyyəti interaktiv AV xidmətləri və uzaqdan izləmə üçün daha uyğun olmasıdır. MPEG-4 sizi passivdən aktivə dəyişən ilk dinamik görüntü standartıdır (artıq sadəcə izləmir, qoşulmağınıza imkan verir, yəni interaktivdir); bunun başqa bir xüsusiyyəti də hərtərəfli olmasıdır; mənbədən MPEG-4 təbii obyektləri texnogen əşyalarla qarışdırmağa çalışır (əyani effektlər mənasında). MPEG-4-ün dizayn hədəfi daha geniş uyğunlaşma və ölçeklenebilirliğe malikdir. MPEG4 iki hədəfə çatmağa çalışır:
1. Aşağı bit sürəti altında multimedia rabitəsi;
2. Çox sahələrdə multimedia rabitəsinin sintezidir.
Bu hədəfə görə MPEG4, daha çox interaktiv əməliyyatları mümkün edən AV obyektlərini (Audio / Visaul Objects) təqdim edir. MPEG-4 video keyfiyyəti nisbəti nisbətən yüksəkdir və məlumat nisbəti nisbətən aşağıdır. Əsas səbəb MPEG-4-ün MPEG-4-də ilk dəfə istifadə olunan kodlaşdırma alqoritmi qaydaları toplusu olan ACE (Advanced Decoding Efficiency) texnologiyasını qəbul etməsidir. ACE ilə əlaqəli hədəf oriyentasiyası çox aşağı məlumat dərəcələrini təmin edə bilər. MPEG-2 ilə müqayisədə, saxlama yerinin 90% -ni saxlaya bilər. MPEG-4, səs və video axınlarında da genişləndirilə bilər. Video 5kb / s ilə 10Mb / s arasında dəyişdikdə, səs siqnalı 2kb / s ilə 24kb / s arasında işlənə bilər. MPEG-4 standartının obyekt yönümlü bir sıxılma üsulu olduğunu vurğulamaq xüsusilə vacibdir. Təsviri sadəcə MPEG-1 və MPEG-2 kimi bəzi bloklara bölmək deyil, görüntünün məzmununa görə obyektlər (obyektlər, simvollar, Arxa plan) Kadrdaxili və kadrlararası kodlaşdırmanı həyata keçirmək üçün ayrılmışdır. və sıxılma və kod dərəcələrinin fərqli obyektlər arasında çevik şəkildə paylanmasına imkan verir. Mühüm obyektlərə daha çox bayt, ikinci dərəcəli obyektlərə daha az bayt ayrılır. Beləliklə, daha az kod dərəcəsi ilə daha yaxşı nəticələr əldə edə bilməsi üçün sıxılma nisbəti xeyli yaxşılaşdırılmışdır. MPEG-4-in obyekt yönümlü sıxılma metodu da görüntü aşkarlama funksiyasını və dəqiqliyini daha çox əks etdirir. Təsvir aşkarlama funksiyası sabit disk video yazıcı sisteminin daha yaxşı bir video hərəkət siqnalizasiya funksiyasına sahib olmasını təmin edir.
Bir sözlə, MPEG-4, aşağı bit hızı və yüksək sıxılma nisbətinə sahib yeni bir video kodlaşdırma standartıdır. Ötürmə sürəti 4.8 ~ 64kbit / s-dir və nisbətən kiçik bir yaddaş sahəsi tutur. Məsələn, 352 × 288 çözünürlüğe sahib bir rəngli ekran üçün, Hər bir çərçivənin tutduğu yer 1.3 KB olduqda, 25 kvadrat / saniyə seçsəniz, saatda 120 KB, gündə 10 saat, ayda 30 gün tələb edəcəkdir. və ayda kanal başına 36GB. 8 kanaldırsa, açıq şəkildə qəbul edilə bilən 288GB tələb olunur.
Bu sahədə bir çox növ texnologiya mövcuddur, lakin ən əsas və eyni zamanda ən çox istifadə olunan MPEG1, MPEG2, MPEG4 və digər texnologiyalardır. MPEG1, sıxılma nisbəti yüksək, lakin görüntü keyfiyyəti zəif olan bir texnologiyadır; MPEG2 texnologiyası əsasən görüntü keyfiyyətinə diqqət yetirir və sıxılma nisbəti kiçik olduğu üçün böyük bir yaddaş sahəsi tələb edir; MPEG4 texnologiyası günümüzdə daha populyar bir texnologiyadır, bu texnologiyadan istifadə edərək yerdən qənaət edir, yüksək görüntü keyfiyyətinə malikdir və yüksək şəbəkə ötürmə bant genişliyinə ehtiyac yoxdur. Bunun əksinə olaraq, MPEG4 texnologiyası Çində nisbətən populyardır və sənaye mütəxəssisləri tərəfindən də tanınmışdır.
Təqdimata görə, MPEG4 standartında ötürücü vasitə kimi telefon xətləri istifadə olunduğundan, dekoderlər tətbiqetmənin fərqli tələblərinə uyğun olaraq yerində konfiqurasiya edilə bilər. Xüsusi aparata əsaslanan sıxılma kodlaşdırma metodundan fərqi budur ki, kodlaşdırma sistemi açıqdır və istənilən vaxt yeni və effektiv alqoritm modulları əlavə edilə bilər. MPEG4, MPEG1-dən daha böyük bir sıxılma nisbəti, daha az sıxılma kodu axını və daha yaxşı görüntü keyfiyyəti əldə etmək üçün görüntünün məkan və müvəqqəti xüsusiyyətlərinə görə sıxılma metodunu tənzimləyir. Tətbiqetmə məqsədləri, geniş zolaqlı ötürülmə, yüksək keyfiyyətli sıxılma, interaktiv əməliyyatlar və təbii cisimləri süni cisimlərlə birləşdirən ifadələr, eyni zamanda geniş uyğunlaşma və ölçeklenebilirliği vurğulamaqdır. Buna görə MPEG4, səhnə təsviri və bant genişliyinə yönəldilmiş dizaynın xüsusiyyətlərinə əsaslanır və bu, video nəzarət sahəsi üçün çox uyğun olur ki, bu da əsasən aşağıdakı aspektlərdə əks olunur:
1. Depolama sahəsi saxlanılır - MPEG4 qəbul etmək üçün lazım olan yer MPEG1 və ya M-JPEG-in 10/1 hissəsidir. Bundan əlavə, MPEG4 avtomatik olaraq sıxılma metodunu səhnə dəyişikliyinə görə tənzimləyə bildiyindən, hərəkətsiz şəkillər, ümumi idman səhnələri və gərgin fəaliyyət səhnələri üçün görüntü keyfiyyətinin aşağı düşməməsini təmin edə bilər. Daha təsirli bir video kodlama metodudur.
2. Yüksək görüntü keyfiyyəti - MPEG4-in ən yüksək görüntü çözünürlüğü, DVD-nin şəkil effektinə yaxın olan 720x576-dır. AV sıxılma rejiminə əsaslanan MPEG4, hərəkət edən obyektlər üçün yaxşı tərif təmin edə biləcəyini və vaxt / vaxt / görüntü keyfiyyətinin tənzimlənə biləcəyini təyin edir.
3. Şəbəkə ötürmə bant genişliyi tələbi yüksək deyil - çünki MPEG4-ün sıxılma nisbəti eyni keyfiyyətdəki MPEG10 və M-JPEG-dən 1 qat çox olduğundan, şəbəkə ötürülməsi zamanı zolaq genişliyi bunun təxminən 1/10 hissəsini təşkil edir. eyni keyfiyyətli MPEG1 və M-JPEG. . Eyni görüntü keyfiyyəti tələblərinə əsasən, MPEG4-ün yalnız daha az bant genişliyinə ehtiyacı var.
====================
Yeni Video Kodlaşdırma Standartı H.264-ün Texniki məqamları
Xülasə:
Praktik tətbiqetmələr üçün iki böyük beynəlxalq standartlaşdırma təşkilatı - ISO / IEC və ITU-T tərəfindən birgə hazırlanan H.264 tövsiyəsi, video kodlama texnologiyasında yeni bir inkişafdır. Çox rejimli hərəkət qiymətləndirməsində, tam çevrilmədə, vahid VLC simvol kodlaşdırmasında və laylı kodlaşdırma sintaksisində özünəməxsus xüsusiyyətlərə malikdir. Buna görə H.264 alqoritmi yüksək kodlaşdırma səmərəliliyinə malikdir və tətbiqetmə perspektivləri özünü aydın göstərməlidir.
Açar sözlər: video kodlaşdırma görüntü rabitəsi JVT
1980-ci illərdən bəri, ISO / IEC tərəfindən formüle edilmiş MPEG-x və ITU-T tərəfindən formüle edilmiş H.26x beynəlxalq video kodlaşdırma standartlarının iki böyük seriyasının tətbiqi yeni bir video rabitə və saxlama tətbiqetmə dövrü başlatdı. H.261 video kodlaşdırma tövsiyələrindən H.262 / 3, MPEG-1/2/4 və s.-yə qədər davamlı izlənilən ortaq bir məqsəd var, yəni mümkün olan ən aşağı bit dərəcəsi altında mümkün qədər çox şey əldə etmək. (və ya saxlama qabiliyyəti). Yaxşı görüntü keyfiyyəti. Üstəlik, bazarın görüntü ötürülməsinə olan tələbi artdıqca, fərqli kanalların ötürülmə xüsusiyyətlərinə necə uyğunlaşma problemi getdikcə daha da aydınlaşdı. Bu, IEO / IEC və ITU-T tərəfindən birgə hazırlanan yeni video standart H.264 tərəfindən həll ediləcək problemdir.
H.261 ən erkən video kodlaşdırma təklifidir, məqsədi ISDN şəbəkə konfransı TV və video telefon tətbiqetmələrində video kodlama texnologiyasını standartlaşdırmaqdır. İstifadə etdiyi alqoritm, müvəqqəti azalmanı azalda bilən çərçivə arası proqnozlaşdırma ilə hibrid kodlaşdırma metodunu və məkan ixtisarını azalda bilən DCT çevrilməsini birləşdirir. ISDN kanalına uyğun gəlir və çıxış kodu dərəcəsi p × 64kbit / s-dir. P dəyəri kiçik olduqda, üz-üzə TV zəngləri üçün uyğun olan yalnız aşağı tərifli şəkillər ötürülə bilər; p-nin dəyəri böyük olduqda (məsələn p> 6), daha yaxşı tərifli konfrans TV görüntüləri ötürülə bilər. H.263, texniki cəhətdən H.261-in yaxşılaşdırılması və genişləndirilməsi olan aşağı bit sürətli görüntü sıxılma standartını tövsiyə edir və 64 kbit / s-dən az bit sürəti olan tətbiqləri dəstəkləyir. Amma əslində H.263 və daha sonra H.263 + və H.263 ++ tam bit dərəcəsi tətbiqetmələrini dəstəkləmək üçün hazırlanmışdır. Sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF və hətta 16CIF və digər formatlar kimi bir çox şəkil formatını dəstəkləməsindən görünür.
MPEG-1 standartının kod dərəcəsi təxminən 1.2Mbit / s-dir və 30 kadr CIF (352 × 288) keyfiyyətli görüntü təmin edə bilər. CD-ROM disklərinin video saxlanması və oxunması üçün hazırlanmışdır. MPEG-l standart video kodlaşdırma hissəsinin əsas alqoritmi H.261 / H.263-ə bənzəyir və hərəkət kompensasiyalı kadrlararası proqnozlaşdırma, iki ölçülü DCT və VLC uzunluğu kodlaşdırma kimi tədbirlər də qəbul edilir. Bundan əlavə, kodlaşdırma səmərəliliyinin daha da artırılması üçün daxili çərçivə (I), proqnozlaşdırıcı çərçivə (P), ikitərəfli proqnozlaşdırıcı çərçivə (B) və DC çərçivə (D) kimi anlayışlar təqdim olunur. MPEG-1 bazasında, MPEG-2 standartı görüntü çözünürlüğünün və rəqəmsal TV ilə uyğunluğunun yaxşılaşdırılmasında bəzi inkişaflar etdi. Məsələn, hərəkət vektorunun dəqiqliyi yarım pikseldir; kodlaşdırma əməliyyatlarında (hərəkətin qiymətləndirilməsi və DCT kimi) "çərçivə" ilə "sahə" arasında fərq qoyulur; məkan miqyası, müvəqqəti ölçeklenebilirlik və siqnal-səs-küy nisbəti ölçeklenebilirliği kimi kodlaşdırma ölçeklenebilirlik texnologiyalarını tətbiq etmək. Son illərdə tətbiq olunan MPEG-4 standartı video rabitənin interaktiv imkanlarını və kodlaşdırma səmərəliliyini xeyli yaxşılaşdıran audio-vizual obyektlərə (AVO: Audio-Visual Object) əsaslanan kodlaşdırma tətbiq etmişdir. MPEG-4 ayrıca forma kodlaşdırma, adaptiv DCT, təsadüfi forma video obyekt kodlaşdırması və s. Kimi bəzi yeni texnologiyaları qəbul etdi. Ancaq MPEG-4-in əsas video kodlayıcı hələ H.263-ə bənzər bir növ hibrid kodlayıcıya aiddir.
Bir sözlə, H.261 tövsiyəsi klassik bir video kodlaşdırmasıdır, H.263 onun inkişaf etdirilməsidir və praktikada tədricən onu əvəz edəcək, əsasən rabitədə istifadə ediləcək, lakin H.263-in çoxsaylı variantları istifadəçiləri tez-tez ziyana salır. MPEG seriyası standartları, saxlama mühiti üçün tətbiqlərdən ötürmə mühitinə uyğunlaşan tətbiqlərə qədər inkişaf etmişdir. Əsas video kodlaşdırmasının əsas çərçivəsi H.261 ilə uyğundur. Bunların arasında MPEG-4-ün göz oxşayan "obyekt əsaslı kodlaşdırma" hissəsi hələ də texniki maneələr olduğundan və ümumiyyətlə tətbiq olunması çətindir. Bu səbəbdən bu əsasda hazırlanmış yeni video kodlaşdırma təklifi H.264, ikisinin zəif tərəflərini aradan qaldırır, hibrid kodlaşdırma çərçivəsində yeni bir kodlaşdırma metodunu tətbiq edir, kodlaşdırma səmərəliliyini artırır və praktik tətbiqlərlə qarşılaşır. Eyni zamanda, iki böyük beynəlxalq standartlaşdırma təşkilatı tərəfindən birlikdə hazırlanmışdır və tətbiqetmə perspektivləri özünü göstərməlidir.
1. JVT-nin H.264
H.264, İTU-T-nin VCEG (Video Kodlaşdırma Ekspertləri Qrupu) və ISO / IEC-in MPEG (Moving Picture Coding Experts Group) birgə video qrupu (JVT: birgə video komandası) tərəfindən hazırlanmış yeni bir rəqəmsal video kodlaşdırma standartıdır. ITU-T-nin H.10 və ISO / IEC-in MPEG-264-ün 4-cu hissəsidir. Taslakların istənilməsinə 1998-ci ilin yanvarında başlandı. İlk layihə 1999-cu ilin sentyabrında tamamlandı. TML-8 test modeli 2001-ci ilin may ayında hazırlanmışdır. H.264-ün FCD lövhəsi 5-ci ilin iyun ayında JVT-nin 2002-ci iclasında qəbul edilmişdir. Standartın hazırlanması mərhələsindədir və gələn ilin birinci yarısında rəsmi olaraq qəbul edilməsi gözlənilir.
H.264, əvvəlki standart kimi, DPCM plus transform kodlaşdırmanın hibrid kodlaşdırma rejimidir. Bununla birlikdə, bir çox seçim olmadan qisa bir "əsaslara qayıt" dizaynını qəbul edir və H.263 ++ ilə müqayisədə daha yaxşı bir sıxılma performansı əldə edir; müxtəlif kanallara uyğunlaşma qabiliyyətini gücləndirir və "şəbəkə dostu" bir quruluş və sintaksis qəbul edir. Səhvlərin işlənməsi və paket itkisi üçün əlverişlidir; müxtəlif sürətlərin, fərqli qətnamələrin və fərqli ötürmə (saxlama) vəziyyətlərinin ehtiyaclarını ödəmək üçün geniş bir tətbiq hədəfləri; əsas sistemi açıqdır və istifadə üçün müəllif hüquqları tələb olunmur.
Texniki olaraq, H.264 standartında vahid VLC simvol kodlaşdırması, yüksək dəqiqlik, çox modlu yerdəyişmə qiymətləndirməsi, 4 × 4 bloklara əsaslanan tam çevrilmə və laylı kodlaşdırma sintaksis kimi bir çox məqam var. Bu tədbirlər H.264 alqoritmini çox yüksək kodlaşdırma səmərəliliyinə çevirir, eyni yenidən qurulmuş görüntü keyfiyyəti altında, H.50-dən daha çox kod nisbətinin 263% -ni saxlaya bilər. H.264 kod axını quruluşu güclü şəbəkə uyğunlaşma qabiliyyətinə malikdir, səhv bərpa imkanlarını artırır və IP və simsiz şəbəkələrin tətbiqinə yaxşı uyğunlaşa bilər.
2. H264-in texniki məqamları
Laylı dizayn
H.264 alqoritmi konseptual olaraq iki təbəqəyə bölünə bilər: video kodlaşdırma qatı (VCL: Video Kodlaşdırma Qatı) səmərəli video məzmunu təmsilçiliyindən və şəbəkə abstraksiya qatından (NAL: Şəbəkə Abstraksiya Qatı) uyğun yoldan məsuldur. şəbəkə tərəfindən tələb olunur. Məlumat yığın və ötürün. H.264 enkoderinin iyerarxik quruluşu Şəkil 1-də göstərilmişdir. VCL və NAL arasında paket əsaslı interfeys müəyyən edilmişdir və qablaşdırma və müvafiq siqnalizasiya NAL-ın bir hissəsidir. Bu şəkildə yüksək kodlaşdırma səmərəliliyi və şəbəkə dostluğu vəzifələri sırasıyla VCL və NAL tərəfindən yerinə yetirilir.
VCL qatına blok əsaslı hərəkət kompensasiyası hibrid kodlaşdırma və bəzi yeni xüsusiyyətlər daxildir. Əvvəlki video kodlaşdırma standartları kimi, H.264 da standarta uyğunlaşma səviyyəsini artıra biləcək layihədə əvvəlcədən işləmə və sonrakı işləmə kimi funksiyaları daxil etmir.
NAL, çərçivə, məntiqi kanal siqnalizasiyası, məlumat istifadəsi vaxtı və ya ardıcıllıqla bitmə siqnalı və s. Daxil olmaqla məlumatları kapsül etmək üçün alt qat şəbəkəsinin seqmentləşdirmə formatından istifadə etməkdən məsuldur. Məsələn, NAL dövrə ilə açılmış kanallarda video ötürmə formatlarını dəstəkləyir və RTP / UDP / IP istifadə edərək İnternetdə video ötürmə formatlarını dəstəkləyir. NAL öz başlıq məlumatlarını, seqment quruluş məlumatlarını və həqiqi yük məlumatlarını, yəni yuxarı qat VCL məlumatlarını əhatə edir. (Veri seqmentləşdirmə texnologiyasından istifadə olunursa, məlumatlar bir neçə hissədən ibarət ola bilər).
Yüksək dəqiqlikli, çox modlu hərəkət qiymətləndirməsi
H.264, hərəkət vektorlarını 1/4 və ya 1/8 piksel həssaslıqla dəstəkləyir. 1/4 piksel dəqiqliyində yüksək tezlikli səs-küyün azaldılması üçün 6 kranlı bir filtrdən istifadə edilə bilər. 1/8 piksel dəqiqliyi olan hərəkət vektorları üçün daha mürəkkəb 8 kran filtrdən istifadə edilə bilər. Hərəkət qiymətləndirməsini həyata keçirərkən kodlayıcı proqnozlaşdırmanın təsirini yaxşılaşdırmaq üçün "inkişaf etmiş" interpolasiya filtrlərini də seçə bilər.
H.264-un hərəkət proqnozunda, bir makro blok (MB) Şəkil 2-yə görə 7 müxtəlif blok ölçüsü rejimi yaratmaq üçün fərqli alt bloklara bölünə bilər. Bu çox rejimli çevik və detallı bölmə şəkildəki həqiqi hərəkət edən obyektlərin forması üçün daha uyğundur və xeyli yaxşılaşır
Hərəkət qiymətləndirməsinin dəqiqliyi artır. Bu şəkildə, hər bir makro blokda 1, 2, 4, 8 və ya 16 hərəkət vektoru ola bilər.
H.264-də kodlayıcıya hərəkət qiymətləndirməsi üçün birdən çox əvvəlki çərçivədən istifadə etməyə icazə verilir, bu da çox çərçivəli istinad texnologiyasıdır. Məsələn, 2 və ya 3 kadr yalnız kodlanmış istinad çərçivələridirsə, kodlayıcı hər hədəf makroblok üçün daha yaxşı proqnozlaşdırma çərçivəsini seçəcək və hər makroblok üçün proqnoz üçün hansı çərçivənin istifadə olunduğunu göstərəcəkdir.
4 × 4 blok tam çevrilmə
H.264, qalıq üçün blok əsaslı transformasiya kodlaşdırma istifadə edərək əvvəlki standarta bənzəyir, lakin çevrilmə həqiqi ədədin əvəzinə bir tam əməliyyatdır və bu proses əsasən DCT-yə bənzəyir. Bu metodun üstünlüyü ondadır ki, sadə dəqiq nöqtəli hesabın istifadəsini asanlaşdıran kodlayıcıda və dekoderdə eyni dəqiqliyə və tərs çevrilməyə icazə verilir. Başqa sözlə, burada "tərs çevrilmə xətası" yoxdur. Dönüşüm vahidi keçmişdə çox istifadə edilən 4 × 4 blok əvəzinə 8 × 8 blokdur. Transform blokunun ölçüsü azaldıqca hərəkət edən obyektin bölünməsi daha dəqiq olur. Bu şəkildə yalnız çevrilmə hesablama miqdarı nisbətən az deyil, həm də hərəkət edən obyektin kənarındakı yaxınlaşma xətası da xeyli azalır. Kiçik ölçülü blok çevrilmə metodunun şəkildəki daha böyük hamar sahədəki bloklar arasındakı boz rəngli fərqi yaratmaması üçün, çərçivə içi makroblok parlaqlıq məlumatının 16 4 × 4 blokunun DC əmsalı (hər kiçik blok Bir , cəmi 16) ikinci 4 × 4 blok çevrilməsini həyata keçirir və 2 2 × 4 blok xrominans məlumatının (hər kiçik blok üçün biri, ümumilikdə 4) DC əmsalı üzərində 4 × 4 blok çevrilməsini həyata keçirir.
H.264 nisbətinə nəzarət qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün kvantlaşdırma addım ölçüsünün dəyişməsi daimi artım əvəzinə təxminən 12.5% səviyyəsində idarə olunur. Transformasiya əmsalı amplitüdünün normallaşması hesablama mürəkkəbliyini azaltmaq üçün tərs kvantlaşdırma prosesində işlənir. Rəngin sədaqətini vurğulamaq üçün, xrominans əmsalı üçün kiçik bir kvantlaşdırma addım ölçüsü qəbul edilir.
Vahid VLC
H.264-də entropiya kodlaşdırma üçün iki metod mövcuddur. Bunlardan biri kodlaşdırılmaq üçün bütün simvollar üçün vahid VLC (UVLC: Universal VLC) istifadə etmək, digəri isə məzmuna uyğun ikili arifmetik kodlaşdırma (CABAC: Context-Adaptive) istifadə etməkdir. İkili Aritmetik Kodlaşdırma). CABAC isteğe bağlı bir seçimdir, kodlaşdırma performansı UVLC-dən bir qədər yaxşıdır, lakin hesablama mürəkkəbliyi də daha yüksəkdir. UVLC məhdudiyyətsiz uzunluqlu bir kod söz dəsti istifadə edir və dizayn quruluşu çox nizamlıdır və fərqli obyektlər eyni kod cədvəli ilə kodlana bilər. Bu metodu bir kod sözü yaratmaq asandır və kod çözən kod kodunun prefiksini asanlıqla müəyyən edə bilər və bir az səhv olduqda UVLC tez bir zamanda yenidən sinxronizasiya əldə edə bilər.
Burada x0, x1, x2, ... INFO bitləridir və 0 və ya 1-dir. Şəkil 4-də ilk 9 şifrə sözü verilmişdir. Məsələn, 4-cü rəqəm sözündə INFO01 var. Bu kod sözünün dizaynı bit səhvlərinin qarşısını almaq üçün sürətli yenidən sinxronizasiya üçün optimize edilmişdir.
daxili qərar
Əvvəlki H.26x seriyası və MPEG-x seriyası standartlarında kadrlararası proqnozlaşdırma metodlarından istifadə edilmişdir. H.264-də, İntra şəkillər kodlaşdırılarkən kadrdaxili proqnoz mövcuddur. Hər 4 × 4 blok üçün (kənar blokun xüsusi müalicəsi xaricində) hər piksel əvvəlcədən kodlanmış 17 pikselin (bəzi çəkilər 0 ola bilər) fərqli bir ağırlıqlı cəmi ilə proqnozlaşdırıla bilər, yəni bu piksel 17 piksel blokun yuxarı sol küncündə. Aydındır ki, bu cür kadrdaxili proqnoz vaxtında deyil, qonşu bloklar arasındakı boşluq artığını aradan qaldıraraq daha təsirli sıxılma əldə edə bilən məkan məkanında yerinə yetirilən proqnozlaşdırıcı kodlaşdırma alqoritmidir.
4 × 4 kvadratda a, b, ..., p proqnozlaşdırılması üçün 16 piksel, A, B, ..., P isə kodlanmış pikseldir. Məsələn, m nöqtəsinin dəyəri (J + 2K + L + 2) / 4 düsturu və ya (A + B + C + D + I + J + K + L) / 8 düsturu ilə proqnozlaşdırıla bilər, və sair. Seçilmiş proqnozlaşdırma istinad nöqtələrinə görə, parlaqlıq üçün 9 fərqli rejim mövcuddur, lakin xrominansın kadrdaxili proqnozlaşdırılması üçün yalnız 1 rejim mövcuddur.
IP və simsiz mühitlər üçün
H.264 layihəsi, tez-tez səhvləri və paket itkisi olan bir mühitdə sıxılmış videonun ötürülməsini asanlaşdırmaq üçün səhvlərin aradan qaldırılması üçün alətlər, məsələn, mobil kanallarda və ya IP kanallarında ötürülmənin möhkəmliyi.
Şanzıman səhvlərinə qarşı durmaq üçün H.264 video axınındakı zaman sinxronizasiyası kadrdaxili görüntü yeniləməsi ilə həyata keçirilə bilər və məkan sinxronizasiyası dilim strukturlaşdırılmış kodlaşdırma ilə dəstəklənir. Eyni zamanda, bir az səhvdən sonra yenidən sinxronizasiyanı asanlaşdırmaq üçün bir görüntünün video məlumatlarında müəyyən bir yenidən sinxronizasiya nöqtəsi də verilir. Bundan əlavə, kadrdaxili makroblok yeniləmə və çoxsaylı istinad makroblokları, kodlayıcıya makroblok rejimini təyin edərkən yalnız kodlaşdırma effektivliyini deyil, həm də ötürmə kanalının xüsusiyyətlərini nəzərə almağa imkan verir.
Kanal kodu dərəcəsinə uyğunlaşmaq üçün kvantlaşdırma addım ölçüsünün dəyişdirilməsindən əlavə, H.264-də məlumatların bölünmə üsulu tez-tez kanal kodu sürətinin dəyişməsinin öhdəsindən gəlmək üçün istifadə olunur. Ümumiyyətlə, məlumatların bölünməsi konsepsiyası, şəbəkədəki xidmət keyfiyyətini dəstəkləmək üçün kodlayıcıda fərqli prioritetləri olan video məlumatları yaratmaqdır. Məsələn, hər bir çərçivənin məlumatlarını əhəmiyyətinə görə bir neçə hissəyə bölmək üçün sintaksis əsaslı bir məlumat bölmə metodu qəbul edilir ki, bu da bufer daşdıqda daha az vacib olan məlumatların atılmasına imkan verir. Bənzər bir müvəqqəti məlumat bölmə üsulu da istifadə edilə bilər ki, bu da P və B çərçivələrində çoxsaylı istinad çərçivələrinin istifadəsi ilə həyata keçirilir.
Simsiz rabitə tətbiqində, hər bir kadranın kvantlaşdırma dəqiqliyini və ya yer / zaman çözünürlüğünü dəyişdirərək simsiz kanalın böyük bit dərəcəsi dəyişikliklərini dəstəkləyə bilərik. Bununla birlikdə, çox yayım vəziyyətində, kodlayıcıdan fərqli bit sürətlərinə cavab verməsini tələb etmək mümkün deyil. Bu səbəbdən MPEG-4-də (daha az effektivliklə) istifadə olunan FGS (Fine Granular Scalability) metodundan fərqli olaraq, H.264, iyerarxik kodlaşdırma əvəzinə axın keçid SP çərçivələrindən istifadə edir.
========================
3. TML-8 performansı
TML-8, H.264 test rejimidir, H.264 video kodlaşdırma səmərəliliyini müqayisə etmək və test etmək üçün istifadə edin. Test nəticələri ilə təmin olunmuş PSNR, MPEG-4 (ASP: Advanced Simple Profile) və H.263 ++ (HLP: High Latency Profile) ilə müqayisədə H.264 nəticələrinin açıq üstünlüklərə malik olduğunu açıq şəkildə göstərdi. Şəkil 5-də göstərildiyi kimi.
H.264 PSNR, MPEG-4 (ASP) və H.263 ++ (HLP) ilə müqayisədə daha yaxşıdır. 6 sürətin müqayisə testində H.264 PSNR orta hesabla MPEG-2 (ASP) -dən 4dB daha yüksəkdir. Orta hesabla H.3 (HLP) -dən 263dB daha yüksəkdir. 6 test dərəcəsi və bunlarla əlaqəli şərtlər: 32 kbit / s sürət, 10f / s kadr dərəcəsi və QCIF formatı; 64 kbit / s sürət, 15f / s kadr dərəcəsi və QCIF formatı; 128kbit / s sürət, 15f / s Çerçeve dərəcəsi və CIF formatı; 256kbit / s sürət, 15f / s kadr dərəcəsi və QCIF formatı; 512 kbit / s sürət, 30f / s kadr dərəcəsi və CIF formatı; 1024 kbit / s sürət, 30f / s kadr dərəcəsi və CIF formatı.
4. reallaşma çətinliyi
Praktik tətbiqləri nəzərdən keçirən hər mühəndis üçün H.264-ün üstün performansına diqqət yetirərkən, tətbiqetmənin çətinliyini ölçmək məcburiyyətindədir. Ümumiyyətlə, H.264 performansının yaxşılaşdırılması, artan mürəkkəblik hesabına əldə edilir. Bununla birlikdə, texnologiyanın inkişafı ilə bu mürəkkəblikdəki artım, mövcud və ya yaxın gələcəkdəki texnologiyanın qəbul edilə bilən hüdudları içərisindədir. Əslində, mürəkkəbliyin məhdudluğunu nəzərə alaraq, H.264 bəzi xüsusilə hesablama baxımından bahalı təkmilləşdirilmiş alqoritmləri qəbul etməmişdir. Məsələn, H.264 MPEG-4 ASP-də istifadə olunan qlobal hərəkət kompensasiya texnologiyasından istifadə etmir. Artan xeyli kodlaşdırma mürəkkəbliyi.
Həm H.264, həm də MPEG-4 B çərçivələrini və daha dəqiq və komplex hərəkət interpolasiya filtreleri MPEG-2, H.263 və ya MPEG-4 SP (Sadə profil). Hərəkət qiymətləndirməsini daha yaxşı başa çatdırmaq üçün H.264 dəyişən blok ölçülərinin növlərini və dəyişən istinad çərçivələrinin sayını əhəmiyyətli dərəcədə artırdı.
H.264 RAM tələbləri əsasən referans çərçivə şəkilləri üçün istifadə olunur və əksər kodlanmış videolarda 3-5 kadr referans görüntü istifadə olunur. Adi video kodlayıcıdan daha çox ROM tələb etmir, çünki H.264 UVLC hər cür məlumat üçün yaxşı qurulmuş axtarış cədvəlindən istifadə edir
5. yekun nitq
H.264, real vaxt video rabitə, İnternet video ötürülməsi, video yayım xidmətləri, heterojen şəbəkələrdə çox nöqtəli rabitə, sıxılmış video anbar, video məlumat bazaları və s. Kimi geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir.
H.264 tövsiyələrinin texniki xüsusiyyətləri üç aspektdə ümumiləşdirilə bilər. Bunlardan biri praktikliyə odaklanmaq, yetkin texnologiyanı mənimsəmək, daha yüksək kodlaşdırma səmərəliliyinə və qısa ifadələrə yiyələnməkdir; digəri isə mobil və IP şəbəkələrinə uyğunlaşmağa diqqət yetirmək və kodlaşdırma ilə kanalı rəsmi olaraq ayıran, mahiyyət etibarilə kanalın xüsusiyyətlərini daha çox mənbə kodlayıcı alqoritmində nəzərə alan iyerarxik Texnologiyanı qəbul etməkdir; üçüncüsü, hibrid enkoderin əsas çərçivəsi altında əsas əsas komponentlərinin hamısının hazırlanmasıdır. Çox modlu hərəkət qiymətləndirməsi, kadrdaxili proqnoz, çox kadr proqnozu, vahid VLC, 4 × 4 iki ölçülü tam çevrilmə və s.
İndiyə qədər H.264 dəqiqləşdirilməyib, lakin daha yüksək sıxılma nisbəti və daha yaxşı kanal uyğunlaşması sayəsində rəqəmsal video rabitə və ya saxlama sahəsində getdikcə daha geniş istifadə ediləcək və inkişaf potensialı məhdud deyil.
Nəhayət, qeyd etmək lazımdır ki, H.264-un üstün performansı xərcsiz deyildir, lakin xərc hesablama mürəkkəbliyində böyük bir artımdır. Təxmini hesablamalara görə kodlaşdırmanın hesablama mürəkkəbliyi H.263-dən təxminən üç dəfə, kod açma mürəkkəbliyi H.2-dən təxminən 263 dəfə çoxdur.
===========================
H.264 və MPEG-4 texnologiya məhsullarını düzgün bir şəkildə anlayın və istehsalçının saxta təbliğatını aradan qaldırın
H.264 video kodek standartının müəyyən bir inkişaf səviyyəsinə sahib olduğu qəbul edilir, lakin üstünlük verilmiş video kodlayıcı standartı deyil, xüsusən də bir müşahidə məhsulu olduğu üçün bəzi texniki qüsurlara sahibdir.
MPEG-4 Part 10 standartına H.264 video codec standartı kimi daxil edilmişdir, yəni MPEG-4-ün onuncu hissəsinə əlavə edilmişdir. Başqa sözlə, H.264 MPEG-4 standartının əhatə dairəsini aşmır. Bu səbəbdən İnternetdə H.264 standartının və video ötürmə keyfiyyətinin MPEG-4-dən yüksək olması səhvdir. MPEG-4-dən H.264-ə keçid daha da anlaşılmazdır. Əvvəlcə MPEG-4-ün inkişafını düzgün başa düşək:
1. MPEG-4 (SP) və MPEG-4 (ASP) MPEG-4-ün ilkin məhsul texnologiyalarıdır
MPEG-4 (SP) və MPEG-4 (ASP) 1998-ci ildə təklif edilmişdir. Texnologiyası bu günə qədər inkişaf etmişdir və həqiqətən də bəzi problemlər var. Bu səbəbdən, MPEG-4 inkişaf etdirmə qabiliyyətinə sahib olan mövcud dövlətə məxsus texniki personal MPEG-4 video müşahidə və ya video konfrans məhsullarında bu geridə qalan texnologiyanı mənimsəməmişlər. H.264 məhsulları (2005-ci ildən sonrakı texniki məhsullar) ilə İnternetdə təşviq olunan erkən MPEG-4 (SP) texnologiyası arasında müqayisə həqiqətən yersizdir. 2005 və 2001-ci illərdə İT məhsullarının performans müqayisəsi inandırıcı ola bilərmi? . Burada izah edilməli olan şey, bunun istehsalçıların texniki şıltaq davranışı olmasıdır.
Xahiş edirəm texnoloji müqayisəsinə nəzər yetirin:
Bəzi istehsalçılar səhv müqayisə etdilər: Eyni yenidən qurulmuş görüntü keyfiyyətinə görə H.264, H.50 + və MPEG-263 (SP) ilə müqayisədə bit sürətini% 4 azaldır.
Bu məlumatlar H.264 yeni texnoloji məhsul məlumatlarını MPEG-4 erkən texnoloji məhsul məlumatları ilə müqayisə edir, bu da mövcud MPEG-4 texnologiya məhsullarını müqayisə etmək üçün mənasız və yanıltıcıdır. Niyə H.264 məhsulları 4-cı ildə yeni MPEG-2006 texnologiyası məhsulları ilə məlumatları müqayisə etməyib? H.264 video kodlama texnologiyasının inkişafı həqiqətən çox sürətlidir, lakin video dekodlaşdırma video effekti yalnız Microsoft-un Windows Media Player 9.0 (WM9) video effektinə bərabərdir. Məsələn, hazırda Huayi'nin sabit disk video server və video konfrans cihazı tərəfindən istifadə olunan MPEG-4 texnologiyası video dekodlaşdırma texnologiyasında (WMV) texniki göstəricilərə çatıb və səs və video sinxronizasiyası 0.15 saniyədən azdır (150 milisaniyə ərzində) ). H.264 və Microsoft WM9 uyğun gəlmir
2. İnkişaf etməkdə olan MPEG-4 video dekoder texnologiyası:
Hal-hazırda MPEG-4 video dekoder texnologiyası istehsalçıların İnternetdəki şırnağı kimi deyil, sürətlə inkişaf edir. Mövcud H.264 görüntü standartının üstünlüyü yalnız sıxılması və saxlanmasıdır ki, bu da Huayi məhsullarının hazırkı MPEG-15 yaddaş sənədindən 20-4% kiçikdir, lakin video formatı standart bir format deyil. Səbəbi H.264-ün beynəlxalq səviyyədə istifadə olunan bir saxlama formatını qəbul etməməsidir və video sənədlərinin beynəlxalq səviyyədə istifadə olunan üçüncü tərəf proqramı ilə açılması mümkün deyil. Buna görə bəzi yerli hökumət və qurumlarda avadanlıq seçilərkən video sənədlərin beynəlxalq səviyyədə qəbul edilmiş üçüncü tərəf proqramı ilə açılması lazım olduğu açıq şəkildə bildirilir. Bu məhsulların monitorinqi üçün həqiqətən vacibdir. Xüsusilə oğurluq baş verdikdə, polisin dəlil əldə etməsi, təhlil etməsi və s.
MPEG-4 video dekoderinin təkmilləşdirilmiş versiyası (WMV) və səs hər bir istehsalçının kodlaşdırma texnologiyasına və təcrübəsinə görə fərqlidir. 4-2005-cı illərdə mövcud olan MPEG-2006 yeni texnologiya məhsulları, performans baxımından H.264 texnologiya məhsullarından xeyli yüksəkdir.
Şanzıman baxımından: Yeni MPE ilə müqayisədəG-4 texnologiyası məhsulu H.264, aşağıdakı qüsurlar var:
1. Səs və video sinxronizasiyası: H.264 səs və video sinxronizasiyasının əsasən gecikmə baxımından bəzi problemləri var. H.264 ötürmə performansı Microsoft-un Windows Media Player 9.0 (WM9) ilə bərabərdir. Hal-hazırda Huayi şəbəkə video serverinin qəbul etdiyi MPEG-4 texnologiyası, H.0.15 məhsullarına çatmadığı video nəzarət və video konfrans sahələrində 150 saniyədən (264 milisaniyə) az bir gecikmə əldə edir;
2. Şəbəkə ötürülməsinin səmərəliliyi: H.2-ni qəbul edin
Bizim digər məhsul:
