MPEG4- ը սեղմման տեխնոլոգիա է, որը հարմար է վերահսկողության համար
MPEG4- ը հայտարարվեց 1998-ի նոյեմբերին: MPEG4 միջազգային ստանդարտը, որն ի սկզբանե պետք է գործածվեր 1999-ի հունվարին, ոչ միայն վիդեո և աուդիո կոդավորելու համար է որոշակի բիթային արագությամբ, այլ նաև ավելի շատ ուշադրություն է դարձնում ինտերակտիվությանն ու ճկունությանը: մուլտիմեդիա համակարգեր: MPEG փորձագիտական խմբի փորձագետները քրտնաջան աշխատում են MPEG-4- ի ձևակերպման համար: MPEG-4 ստանդարտը հիմնականում օգտագործվում է վիդեո հեռախոսում, վիդեո էլեկտրոնային փոստում և էլեկտրոնային նորություններում և այլն: Դրա փոխանցման արագության պահանջները համեմատաբար ցածր են `4800-64000 բիթ / վրկ, իսկ լուծաչափը` 4800-64000 բիթ / վրկ: Դա 176X144 է: MPEG-4- ն օգտագործում է շատ նեղ թողունակություն, սեղմում և փոխանցում է տվյալները շրջանակի վերակառուցման տեխնոլոգիայի միջոցով ՝ նվազագույն տվյալներ ստանալու և պատկերի լավագույն որակը ստանալու համար:
MPEG-1- ի և MPEG-2- ի հետ համեմատած `MPEG-4- ի բնութագիրն այն է, որ այն ավելի հարմար է ինտերակտիվ AV ծառայությունների և հեռավոր մոնիտորինգի համար: MPEG-4- ը պատկերի առաջին դինամիկ ստանդարտն է, որը ձեզ փոխում է պասիվից ակտիվի (այլևս ոչ միայն դիտելն է, ինչը թույլ է տալիս միանալ դրան, այսինքն `ինտերակտիվ): դրա մեկ այլ առանձնահատկությունը դրա ընդգրկունությունն է. աղբյուրից MPEG-4- ը փորձում է բնական իրերը խառնել տեխնածին առարկաների հետ (տեսողական էֆեկտների իմաստով): MPEG-4- ի նախագծման նպատակն ունի նաև ավելի լայն հարմարվողականություն և մասշտաբայնություն: MPEG4- ը փորձում է հասնել երկու նպատակի.
1. Մուլտիմեդիա հաղորդակցություն ցածր բիթ արագության ներքո;
2. Դա մուլտիմեդիա հաղորդակցության սինթեզ է բազմաթիվ արդյունաբերություններում:
Ըստ այդ նպատակի, MPEG4- ը ներկայացնում է AV օբյեկտներ (Audio / Visaul Objects) ՝ հնարավոր դարձնելով ավելի ինտերակտիվ գործողություններ: MPEG-4- ի տեսանյութերի որակի լուծաչափը համեմատաբար բարձր է, իսկ տվյալների արագությունը ՝ համեմատաբար ցածր: Հիմնական պատճառն այն է, որ MPEG-4- ն ընդունում է ACE (Advanced Decoding Efficiency) տեխնոլոգիան, որը կոդավորման ալգորիթմի կանոնների շարք է, որն առաջին անգամ օգտագործվում է MPEG-4- ում: ACE- ի հետ կապված թիրախային կողմնորոշումը կարող է թույլ տալ տվյալների շատ ցածր արագություն: MPEG-2- ի համեմատ `այն կարող է խնայել պահեստային տարածքի 90% -ը: MPEG-4- ը կարող է նաև լայնորեն արդիականացվել աուդիո և վիդեո հոսքերում: Երբ տեսանյութը փոխվում է 5 կբ / վրկ և 10 Մբիթ / վրկ միջակայքում, աուդիո ազդանշանը կարող է մշակվել 2 կբ / վրկ և 24 կբ / վրկ: Հատկապես կարևոր է ընդգծել, որ MPEG-4 ստանդարտը օբյեկտիվ կողմնորոշման սեղմման մեթոդ է: Դա պարզապես պատկերը չի բաժանում որոշ բլոկների, ինչպիսիք են MPEG-1 և MPEG-2, բայց ըստ պատկերի բովանդակության, առարկաները (առարկաներ, նիշեր, ֆոն) Այն առանձնացված է ներկաղապարային և միջշրջանակային կոդավորումը կատարելու համար: և սեղմում, և թույլ է տալիս կոդերի ճկուն բաշխում տարբեր օբյեկտների միջև: Ավելի շատ բայթ հատկացվում է կարեւոր օբյեկտներին, իսկ ավելի քիչ բայթ ՝ երկրորդական օբյեկտներին: Այսպիսով, սեղմման գործակիցը մեծապես բարելավվում է, որպեսզի այն կարողանա ավելի լավ արդյունքներ ստանալ ավելի ցածր կոդի արագությամբ: MPEG-4- ի օբյեկտիվ կողմնորոշման սեղմման մեթոդը նույնպես ավելի արտացոլում է դարձնում պատկերի հայտնաբերման գործառույթը և ճշգրտությունը: Պատկերի հայտնաբերման գործառույթը հնարավորություն է տալիս կոշտ սկավառակի տեսաձայնագրիչ համակարգին ունենալ ավելի լավ տեսաֆիլմերի ազդանշանային գործառույթ:
Մի խոսքով, MPEG-4- ը վիդեո կոդավորման բոլորովին նոր ստանդարտ է `ցածր բիթ արագությամբ և բարձր սեղմման հարաբերակցությամբ: Փոխանցման արագությունը 4.8 ~ 64 կբիթ / վ է, և այն զբաղեցնում է համեմատաբար փոքր պահեստային տարածք: Օրինակ ՝ 352 × 288 լուծաչափով գունավոր էկրանին, երբ յուրաքանչյուր շրջանակի զբաղեցրած տարածքը 1.3 ԿԲ է, եթե ընտրես 25 կադր / վայրկյան, դրա համար կպահանջվի 120 ԿԲ ժամ, օրական 10 ժամ, ամսական 30 օր և ամսական 36 ԳԲ մեկ ալիքի համար: Եթե դա 8 ալիք է, ապա պահանջվում է 288 ԳԲ, ինչը ակնհայտորեն ընդունելի է:
Այս ոլորտում կան բազմաթիվ տեսակի տեխնոլոգիաներ, բայց միևնույն ժամանակ ամենահիմնական և ամենաշատ օգտագործվողներն են MPEG1, MPEG2, MPEG4 և այլ տեխնոլոգիաներ: MPEG1- ը սեղմման բարձր հարաբերակցություն ունեցող, բայց պատկերի ավելի ցածր որակով տեխնոլոգիա է: մինչ MPEG2 տեխնոլոգիան հիմնականում կենտրոնանում է պատկերի որակի վրա, և սեղմման գործակիցը փոքր է, ուստի այն պահանջում է մեծ պահեստային տարածք; MPEG4 տեխնոլոգիան առավել տարածված տեխնոլոգիա է մեր օրերում, օգտագործելով այս տեխնոլոգիան կարող է լինել. Այն խնայում է տարածքը, ունի պատկերի բարձր որակ և չի պահանջում բարձր ցանցի փոխանցման թողունակություն: Ի տարբերություն դրա, Չինաստանում MPEG4 տեխնոլոգիան բավականին տարածված է և ճանաչվել է նաև ոլորտի մասնագետների կողմից:
Ըստ ներածության, քանի որ MPEG4 ստանդարտը որպես փոխանցման միջավայր օգտագործում է հեռախոսային գծերը, ապակոդավորիչները կարող են կազմաձևվել տեղում ՝ համաձայն կիրառման տարբեր պահանջների: Դրա և հատուկ սարքավորման հիման վրա սեղմման կոդավորման մեթոդի տարբերությունն այն է, որ ծածկագրման համակարգը բաց է, և ցանկացած պահի կարող են ավելացվել նոր և արդյունավետ ալգորիթմի մոդուլներ: MPEG4- ը կարգաբերում է սեղմման մեթոդը `ըստ պատկերի տարածական և ժամանակային բնութագրերի, որպեսզի ստանա ավելի մեծ սեղմման հարաբերակցություն, սեղմման կոդի ցածր հոսք և պատկերի ավելի լավ որակ, քան MPEG1- ն է: Դրա կիրառման նպատակներն են նեղ գոտու փոխանցումը, բարձրորակ սեղմումը, ինտերակտիվ գործողությունները և արտահայտությունները, որոնք ինտեգրում են բնական առարկաները արհեստական առարկաների հետ, միևնույն ժամանակ մասնավորապես շեշտելով լայն հարմարվողականությունն ու ընդլայնումը: Հետևաբար, MPEG4- ը հիմնված է տեսարանի նկարագրության և թողունակությանն ուղղված դիզայնի բնութագրերի վրա, ինչը այն շատ հարմար է դարձնում տեսահսկման ոլորտի համար, ինչը հիմնականում արտացոլվում է հետևյալ ասպեկտներում.
1. Պահեստային տարածքը պահվում է. MPEG4- ը ընդունելու համար պահանջվող տարածքը MPEG1- ի կամ M-JPEG- ի 10/1-ն է: Բացի այդ, քանի որ MPEG4- ը կարող է ավտոմատ կերպով կարգավորել սեղմման մեթոդը ՝ ըստ տեսարանի փոփոխությունների, այն կարող է ապահովել, որ պատկերի որակը չի դեգրադացվի անշարժ պատկերների, ընդհանուր սպորտային տեսարանների և ակտիվ գործունեության տեսարանների համար: Դա տեսանյութերի կոդավորման ավելի արդյունավետ մեթոդ է:
2. Պատկերի բարձր որակ - MPEG4- ի պատկերի ամենաբարձր թույլատրելիությունը 720x576 է, որը մոտ է DVD- ի պատկերային էֆեկտին: MPEG4- ը `հիմնված AV սեղմման ռեժիմի վրա, որոշում է, որ այն կարող է երաշխավորել շարժական օբյեկտների լավ սահմանումը, և ժամանակի / ժամանակի / պատկերի որակը կարգավորվում է:
3. networkանցի հաղորդման թողունակության պահանջը բարձր չէ. Քանի որ MPEG4- ի սեղմման գործակիցը 10 անգամից ավելին է, քան նույն որակի MPEG1- ի և M-JPEG- ի, ցանցի փոխանցման ընթացքում զբաղեցրած թողունակությունը դրա միայն 1/10-ն է: նույն որակի MPEG1- ի և M-JPEG- ի: , Պատկերի որակի նույն պահանջների համաձայն, MPEG4- ին անհրաժեշտ է միայն նեղ թողունակություն:
====================
Նոր տեսաձայնագրման նոր ստանդարտի H.264 տեխնիկական ուշագրավ դրույթները
Ամփոփում.
Գործնական կիրառական ծրագրերի համար, Հ .264 առաջարկությունը, որը համատեղ ձևակերպվել է ստանդարտացման երկու խոշոր միջազգային կազմակերպությունների ՝ ISO / IEC և ITU-T, վիդեո կոդավորման տեխնոլոգիայի նոր զարգացում է: Այն ունի իր եզակի առանձնահատկությունները բազմ ռեժիմով շարժման գնահատման, ամբողջ թվերի փոխակերպման, VLC խորհրդանիշի միասնական կոդավորման և շերտավորված կոդավորման շարահյուսության մեջ: Հետեւաբար, H.264 ալգորիթմը կոդավորման բարձր արդյունավետություն ունի, և դրա կիրառման հեռանկարները պետք է ակնհայտ լինեն:
Հիմնաբառեր. Վիդեո կոդավորմամբ պատկերային հաղորդակցություն JVT
1980 -ական թվականներից սկսած ՝ վիդեո կոդավորման միջազգային ստանդարտների երկու խոշոր շարքի ՝ MPEG-x- ի կողմից ձևավորված ISO / IEC- ի և H.26x- ի կողմից `ITU-T- ի ներդրմամբ, սկիզբ դրվեց վիդեոկապի և պահպանման կիրառման նոր դարաշրջանի: H.261 վիդեո կոդավորման առաջարկներից մինչև H.262 / 3, MPEG-1/2/4 և այլն, կա ընդհանուր նպատակ, որը անընդհատ հետապնդվում է, այն է ՝ հնարավորինս շատ բիտ բիտ արագության ներքո ձեռք բերել (կամ պահեստային հզորություն): Պատկերի լավ որակ: Ավելին, պատկերների փոխանցման շուկայի պահանջարկի մեծացման հետ մեկտեղ, ավելի ու ավելի ակնհայտ է դառնում խնդիրը, թե ինչպես հարմարվել տարբեր ալիքների փոխանցման բնութագրերին: Սա այն խնդիրն է, որը պետք է լուծվի IEO / IEC- ի և ITU-T- ի կողմից համատեղ մշակված նոր H.264 վիդեո ստանդարտով:
H.261- ը վիդեո կոդավորման ամենավաղ առաջարկն է. Նպատակն է ստանդարտացնել վիդեոդոդավորման տեխնոլոգիան ISDN ցանցի կոնֆերանսի հեռուստատեսային և վիդեո հեռախոսի ծրագրերում: Նրա օգտագործած ալգորիթմը համատեղում է միջսահմանային կանխատեսման հիբրիդային կոդավորման մեթոդը, որը կարող է նվազեցնել ժամանակային ավելորդությունը և DCT վերափոխումը, որը կարող է նվազեցնել տարածական ավելորդությունը: Այն համապատասխանում է ISDN ալիքին, և դրա ելքային կոդի տեմպը p × 64 կբիթ / վ է: Երբ p- ի արժեքը փոքր է, կարող են փոխանցվել միայն ցածր հստակությամբ պատկերներ, ինչը հարմար է դեմ առ դեմ հեռուստազանգերի համար; երբ p- ի արժեքը մեծ է (օրինակ, p> 6), ավելի լավ սահմանմամբ կոնֆերանսի հեռուստատեսային պատկերները կարող են փոխանցվել: H.263- ը խորհուրդ է տալիս ցածր բիթ արագությամբ պատկերի սեղմման ստանդարտ, որը տեխնիկապես H.261- ի բարելավում և ընդլայնում է, և աջակցում է 64 կբիթ / վրկ-ից պակաս բիթ արագությամբ ծրագրերին: Իրականում H.263 և ավելի ուշ H.263 + և H.263 ++ մշակվել են ՝ ապահովելու համար ամբողջական բիթ արագության ծրագրեր: Դա կարելի է տեսնել այն փաստից, որ այն աջակցում է պատկերի բազմաթիվ ձևաչափերի, ինչպիսիք են Sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF և նույնիսկ 16CIF և այլ ձևաչափեր:
MPEG-1 ստանդարտի կոդի արագությունը մոտ 1.2 Մբիթ / վ է, և այն կարող է ապահովել 30 շրջանակ CIF (352 × 288) որակի պատկերներ: Այն ձևավորված է CD-ROM սկավառակների տեսագրման պահպանման և նվագարկման համար: MPEG-l ստանդարտ վիդեո կոդավորման մասի հիմնական ալգորիթմը նման է H.261 / H.263- ին, և ընդունվում են նաև այնպիսի միջոցառումներ, ինչպիսիք են շարժումը փոխհատուցվող միջսահմանային կանխատեսումը, երկչափ DCT և VLC տևողությամբ կոդավորումը: Բացի այդ, կոդավորման արդյունավետության հետագա բարելավման համար ներդրվում են այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են ներկապնակը (I), կանխատեսող շրջանակը (P), երկկողմանի կանխատեսող շրջանակը (B) և DC շրջանակը (D): MPEG-1- ի հիման վրա MPEG-2 ստանդարտը որոշակի բարելավումներ է կատարել `բարելավելով պատկերի լուծումը և թվային հեռուստատեսության հետ համատեղելիությունը: Օրինակ, դրա շարժման վեկտորի ճշգրտությունը կես պիքսել է. կոդավորման գործողություններում (օրինակ ՝ շարժման գնահատումը և DCT) տարբերակել «շրջանակից» և «դաշտից». ներմուծել կոդավորման ընդլայնման տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են տարածական մասշտաբայնությունը, ժամանակային մասշտաբայնությունը և ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցության ընդլայնումը: Վերջին տարիներին ներդրված MPEG-4 ստանդարտը ներմուծել է կոդավորում աուդիո-վիզուալ օբյեկտների հիման վրա (AVO. Աուդիո-տեսողական օբյեկտ), ինչը մեծապես բարելավում է տեսահաղորդակցությունների ինտերակտիվ հնարավորություններն ու կոդավորման արդյունավետությունը: MPEG-4- ը նաև ընդունեց որոշ նոր տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են ձևի կոդավորումը, հարմարվողական DCT- ը, կամայական ձևի տեսքով օբյեկտի կոդավորումը և այլն: Բայց MPEG-4- ի հիմնական վիդեոդոդավորիչը դեռ պատկանում է մի տեսակ հիբրիդային ծածկագրիչի, որը նման է H.263- ին:
Մի խոսքով, H.261 առաջարկությունը դասական վիդեոդոդավորում է, H.263- ը դրա մշակումն է, և այն գործնականում կփոխարինի գործնականում, հիմնականում օգտագործվում է կապի միջոցներում, բայց H.263- ի բազմաթիվ տարբերակները հաճախ օգտվողներին վնաս են պատճառում: MPEG շարքի ստանդարտները վերափոխվել են պահեստային լրատվամիջոցների ծրագրերից մինչև հաղորդումներ, որոնք հարմարվում են փոխանցման միջոցներին: Իր հիմնական տեսանյութային կոդավորման հիմնական շրջանակը համահունչ է H.261- ին: Դրանց շարքում MPEG-4- ի «օբյեկտի վրա հիմնված կոդավորումը» տպավորիչ մասը դեռևս պայմանավորված է տեխնիկական խոչընդոտներով, և դժվար է համընդհանուր կիրառումը: Հետևաբար, այս հիման վրա մշակված նոր տեսագրման H.264 առաջարկը հաղթահարում է երկուսի թույլ կողմերը, հիբրիդ կոդավորման շրջանակներում ներկայացնում է կոդավորման նոր մեթոդ, բարելավում է ծածկագրման արդյունավետությունը և բախվում գործնական կիրառությունների: Միևնույն ժամանակ, այն համատեղ ձևակերպվել է ստանդարտացման երկու միջազգային խոշոր կազմակերպությունների կողմից, և դրա կիրառման հեռանկարները պետք է ակնհայտ լինեն:
1. JVT- ի H.264
H.264- ը ISO / IEC- ի ITU-T և MPEG (Շարժվող նկարների կոդավորման փորձագետների խումբ) VCEG (Video Coding Experts Group) համատեղ վիդեո կոդավորման նոր ստանդարտ է, որը մշակվել է համատեղ JVT: video video team): Այն ITU-T- ի H.10- ի և ISO / IEC- ի MPEG-264- ի 4-րդ մասն է: Նախագծերի խնդրագրումը սկսվեց 1998 թ.-ի հունվարին: Առաջին նախագիծն ավարտվեց 1999 թ.-ի սեպտեմբերին: TML-8 փորձարկման մոդելը մշակվել է 2001 թ.-ի մայիսին: H.264- ի FCD տախտակն ընդունվեց 5 թվականի հունիսին JVT- ի 2002-րդ ժողովում: Ներկայումս ստանդարտը մշակման փուլում է, և, ինչպես սպասվում է, պաշտոնապես կընդունվի հաջորդ տարվա առաջին կեսին:
H.264- ը, ինչպես նախորդ ստանդարտը, նույնպես DPCM- ի հիբրիդային կոդավորման ռեժիմ է, գումարած փոխակերպման կոդավորումը: Այնուամենայնիվ, այն ընդունում է «հիմունքներին վերադառնալու» հակիրճ ձևավորում ՝ առանց շատ տարբերակների, և ստանում է սեղմման շատ ավելի լավ կատարում, քան H.263 ++; այն ուժեղացնում է հարմարվողականությունը տարբեր ալիքներին և ընդունում է «ցանցի համար հարմար» կառուցվածք և շարահյուսություն: Հարմար է սխալների և փաթեթների կորստի մշակման համար; կիրառական թիրախների լայն շրջանակ `տարբեր արագությունների, տարբեր լուծումների և փոխանցման (պահեստավորման) տարբեր առիթների կարիքները բավարարելու համար. դրա հիմնական համակարգը բաց է, և օգտագործման համար հեղինակային իրավունքը չի պահանջվում:
Տեխնիկապես, H.264 ստանդարտում կան շատ կարևորագույն պահեր, ինչպիսիք են VLC խորհրդանիշի միասնական կոդավորումը, բարձր ճշգրտության, բազմա ռեժիմի տեղաշարժի գնահատումը, 4 × 4 բլոկի վրա հիմնված ամբողջ թվերի վերափոխումը և շերտավորված կոդավորման շարահյուսությունը: Այս միջոցառումները ստիպում են, որ H.264 ալգորիթմը ունենա կոդավորման շատ բարձր արդյունավետություն, նույն վերակառուցված պատկերի որակի ներքո, այն կարող է խնայել կոդի արագության մոտ 50% -ը, քան H.263- ը: H.264- ի կոդերի հոսքի կառուցվածքն ունի ուժեղ ցանցային հարմարվողականություն, մեծացնում է սխալի վերականգնման հնարավորությունները և կարող է լավ հարմարվել IP և անլար ցանցերի կիրառմանը:
2. H264- ի տեխնիկական ուշագրավ կետերը
Շերտավոր դիզայն
H.264 ալգորիթմը կարող է հայեցակարգորեն բաժանվել երկու շերտի. Տեսանյութերի կոդավորման շերտը (VCL: Video Coding Layer) պատասխանատու է տեսանյութերի բովանդակության արդյունավետ ներկայացման համար, և ցանցի աբստրակցիոն շերտը (NAL: Network Abstraction Layer) պատասխանատու է համապատասխան ձևի համար: պահանջվում է ցանցի կողմից: Փաթեթավորեք և փոխանցեք տվյալները: H.264 ծածկագրիչի հիերարխիկ կառուցվածքը ներկայացված է Նկար 1-ում. VCL- ի և NAL- ի միջև սահմանվում է փաթեթային միջերես, և փաթեթավորումը և համապատասխան ազդանշանը NAL- ի մաս են կազմում: Այս կերպ, կոդավորման բարձր արդյունավետության և ցանցի բարեկեցության խնդիրները լրացվում են համապատասխանաբար VCL- ի և NAL- ի կողմից:
VCL շերտը ներառում է բլոկի վրա հիմնված շարժման փոխհատուցման հիբրիդային ծածկագրում և որոշ նոր առանձնահատկություններ: Վիդեոդոդավորման նախորդ ստանդարտների նման, H.264- ը նախագծում չի ներառում այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են նախնական մշակումը և հետմշակումը, ինչը կարող է մեծացնել ստանդարտի ճկունությունը:
NAL- ը պատասխանատու է ստորին շերտի ցանցի սեգմենտավորման ձևաչափի օգտագործման համար `տվյալները համախմբելու համար, ներառյալ ձևավորումը, տրամաբանական ալիքի ազդանշանը, ժամանակի տեղեկատվության օգտագործումը կամ հաջորդականության վերջի ազդանշանը և այլն: Օրինակ, NAL- ն աջակցում է վիդեո փոխանցման ձևաչափերին շրջանային անջատված ալիքներում և աջակցում է տեսանյութերի փոխանցման ձևաչափերին ինտերնետում ՝ օգտագործելով RTP / UDP / IP: NAL- ը ներառում է իր վերնագրի տեղեկատվությունը, հատվածի կառուցվածքի տեղեկատվությունը և իրական բեռի վերաբերյալ տեղեկատվությունը, այսինքն `վերին շերտի VCL տվյալները: (Եթե օգտագործվում է տվյալների բաժանման տեխնոլոգիա, տվյալները կարող են բաղկացած լինել մի քանի մասից):
Բարձր ճշգրտության, բազմ ռեժիմի շարժման գնահատում
H.264- ն աջակցում է շարժման վեկտորներին ՝ 1/4 կամ 1/8 պիքսել ճշգրտությամբ: 1/4 պիքսել ճշգրտությամբ, 6 հաճախականությամբ զտիչը կարող է օգտագործվել բարձր հաճախականության աղմուկը նվազեցնելու համար: 1/8 պիքսել ճշգրտությամբ շարժման վեկտորների համար կարող է օգտագործվել ավելի բարդ 8-հպիչ ֆիլտր: Շարժման գնահատումն իրականացնելիս կոդավորիչը կարող է նաև ընտրել «ուժեղացված» ինտերպոլացիայի ֆիլտրեր ՝ կանխատեսման ազդեցությունը բարելավելու համար
H.264- ի շարժման կանխատեսման մեջ մակրո բլոկը (ՄԲ) կարելի է բաժանել տարբեր ենթաբլոկների ՝ ըստ Նկար 2-ի, կազմելով բլոկի չափերի 7 տարբեր ռեժիմներ: Այս բազմամյա ռեժիմի ճկուն և մանրամասն բաժանումը ավելի հարմար է պատկերի իրական շարժվող առարկաների ձևավորման համար ՝ մեծապես բարելավվելով
Շարժման գնահատման ճշգրտությունը բարելավվում է: Այս եղանակով յուրաքանչյուր մակրո բլոկը կարող է պարունակել 1, 2, 4, 8 կամ 16 շարժման վեկտորներ:
H.264- ում ծածկագրիչը թույլատրվում է օգտագործել մեկից ավելի նախորդ շրջանակ `շարժման գնահատման համար, որը, այսպես կոչված, բազմաշերտ տեղեկանքի տեխնոլոգիա է: Օրինակ, եթե 2 կամ 3 շրջանակներ պարզապես ծածկագրված են հղումների շրջանակներ, կոդավորիչը կընտրի կանխատեսման ավելի լավ շրջանակ յուրաքանչյուր թիրախային մակրոբլոկի համար և յուրաքանչյուր մակրոբլոկի համար նշում է, թե որ շրջանակն է օգտագործվում կանխատեսման համար:
4 × 4 բլոկի ամբողջ թիվ փոխակերպում
H.264- ը նման է նախորդ ստանդարտին, մնացորդի համար օգտագործելով բլոկի վրա հիմնված փոխակերպման կոդավորումը, բայց փոխակերպումը իրական թվային գործողության փոխարեն ամբողջ թվով գործողություն է, և գործընթացը հիմնականում նման է DCT- ի: Այս մեթոդի առավելությունն այն է, որ նույն ճշգրիտ վերափոխումը և հակադարձ փոխակերպումը թույլատրվում են ծածկագրիչի և վերծանիչի մեջ, ինչը դյուրացնում է ֆիքսված կետի պարզ թվաբանության օգտագործումը: Այլ կերպ ասած, այստեղ «հակադարձ փոխակերպման սխալ» չկա: Փոխակերպման միավորը 4 × 4 բլոկ է, նախկինում սովորաբար օգտագործվող 8 × 8 բլոկի փոխարեն: Փոխակերպման բլոկի չափը նվազելուն պես շարժվող օբյեկտի բաժանումը ավելի ճշգրիտ է: Այս եղանակով ոչ միայն փոխակերպման հաշվարկման գումարը համեմատաբար փոքր է, այլև մեծապես նվազում է շարժվող օբյեկտի եզրին գտնվող կոնվերգենցիայի սխալը: Որպեսզի փոքր չափի բլոկի վերափոխման մեթոդը չստեղծի գորշի մասշտաբի տարբերություն պատկերի ավելի մեծ հարթ տարածքում գտնվող բլոկների միջև, ներկառուցվածքային մակրոբլոկի պայծառության տվյալների 16 4 × 4 բլոկների DC գործակիցը (յուրաքանչյուր փոքր բլոկ Մեկ , ընդհանուր 16) կատարում է երկրորդ 4 × 4 բլոկի վերափոխումը և կատարում է 2 block 2 բլոկի վերափոխում քրոմինանսային տվյալների 4 4 × 4 բլոկի DC գործակիցների վրա (մեկը յուրաքանչյուր փոքր բլոկի համար, ընդհանուր առմամբ 4):
H.264- ի մակարդակի վերահսկման ունակությունը բարելավելու համար, քվանտացման աստիճանի չափի փոփոխությունը վերահսկվում է մոտ 12.5% -ով `անընդհատ աճի փոխարեն: Փոխակերպման գործակցի ամպլիտուդի նորմալացումը մշակվում է հակադարձ քվանտացման գործընթացում `հաշվարկային բարդությունը նվազեցնելու համար: Գույնի հավատարմությունն ընդգծելու համար քրոմայնացման գործակցի համար ընդունվում է քվանտացման քայլի փոքր չափ:
Միավորված VLC
H.264- ում կա էնտրոպիայի ծածկագրման երկու մեթոդ: Մեկը `կոդավորված բոլոր խորհրդանիշների համար օգտագործել միասնական VLC (UVLC: Universal VLC), իսկ մյուսը` բովանդակության հարմարվողական երկուական թվաբանական կոդավորման (CABAC: Context-Adaptive) օգտագործումը: Երկուական թվաբանական կոդավորում): CABAC- ը կամայական տարբերակ է, դրա կոդավորման կատարումը մի փոքր ավելի լավ է, քան ուլտրամանուշակագույնը, բայց հաշվարկման բարդությունն էլ ավելի բարձր է: UVLC- ն օգտագործում է ծածկագրված բառերի անսահմանափակ երկարության հավաքածու, և նախագծման կառուցվածքը շատ կանոնավոր է, և տարբեր օբյեկտներ կարող են ծածկագրվել նույն ծածկագրերի աղյուսակով: Այս մեթոդը հեշտ է ստեղծել կոդային բառ, և ապակոդավորողը կարող է հեշտությամբ նույնականացնել ծածկագիրի նախածանցը, իսկ UVLC- ն կարող է արագորեն վերասինքրոնացում ստանալ, երբ մի փոքր սխալ է տեղի ունենում:
Այստեղ x0, x1, x2, ... INFO բիթեր են և դրանք 0 կամ 1. Նկար 4-ում թվարկված են առաջին 9 ծածկագրերը: Օրինակ, 4-րդ համարի բառը պարունակում է INFO01: Այս ծածկագիր բառի ձևավորումը օպտիմիզացված է արագ վերազինման համար ՝ բիտերի սխալները կանխելու համար:
ներբեռնում
Նախորդ H.26x սերիայի և MPEG-x սերիայի նախորդ ստանդարտներում օգտագործվում են միջսահմանային կանխատեսման մեթոդներ: H.264- ում ներհրապարակային կանխատեսումը հասանելի է ներբանկային պատկերները կոդավորելու ժամանակ: Յուրաքանչյուր 4 × 4 բլոկի համար (բացառությամբ եզրային բլոկի հատուկ մշակման) յուրաքանչյուր պիքսել կարող է կանխատեսվել նախկինում կոդավորված 17 ամենամոտ պիքսելների տարբեր կշռված գումարով (որոշ կշիռներ կարող են լինել 0), այսինքն `այս պիքսել 17 պիքսել բլոկի վերին ձախ անկյունում: Ակնհայտ է, որ այսպիսի ներ-շրջանակի կանխատեսումը ոչ թե ժամանակին է, այլ տարածական տիրույթում կատարված կանխատեսող կոդավորման ալգորիթմ, որը կարող է հեռացնել հարակից բլոկների միջև տարածական ավելորդությունը և հասնել ավելի արդյունավետ սեղմման:
4 × 4 քառակուսիում a, b, ..., p- ը կանխատեսվում է 16 պիքսել, իսկ A, B, ..., P կոդավորված պիքսելներ են: Օրինակ, m կետի արժեքը կարող է կանխատեսվել բանաձևով (J + 2K + L + 2) / 4 կամ բանաձևով (A + B + C + D + I + J + K + L) / 8, և այլն: Ըստ ընտրված կանխատեսման հղումների կետերի, լուսավորության համար կա 9 տարբեր ռեժիմ, բայց կա միայն 1 ռեժիմ `քրոմինանսի ներկաղապարային կանխատեսման համար:
IP- ի և անլար միջավայրի համար
H.264 նախագիծը պարունակում է սխալի վերացման գործիքներ `սեղմված տեսանյութի փոխանցումը դյուրացնելու համար` հաճախակի սխալներով և փաթեթային կորուստ ունեցող միջավայրում, ինչպիսիք են բջջային ալիքների կամ IP ալիքների փոխանցման կայունությունը:
Հաղորդման սխալներին դիմակայելու համար H.264 վիդեո հոսքում ժամանակի համաժամացումը կարող է իրականացվել ՝ օգտագործելով ներկոնկրային պատկերի թարմացումը, իսկ տարածական համաժամացումը ապահովվում է կտորների կառուցվածքային կոդավորմամբ: Միևնույն ժամանակ, մի փոքր սխալից հետո վերասրխոնացումը հեշտացնելու համար պատկերի վիդեո տվյալներում տրամադրվում է նաև վերազինման որոշակի կետ: Բացի այդ, ներկոնկրանային մակրոբլոկի թարմացումը և բազմաթիվ հղումների մակրոբլոկները ծածկագրողին թույլ են տալիս մակրոբլոկի ռեժիմը որոշելիս հաշվի առնել ոչ միայն կոդավորման արդյունավետությունը, այլև փոխանցման ալիքի բնութագրերը:
Քվանտացման քայլի չափի փոփոխությունը ալիքի կոդի արագությանը հարմարվելու համար օգտագործելուց բացի, H.264- ում ալիքի կոդի տեմպի փոփոխության հետ հաղթահարելու համար հաճախ օգտագործվում է տվյալների բաժանման մեթոդը: Ընդհանուր առմամբ, տվյալների սեգմենտացիայի հայեցակարգը ծածկագրում տարբեր առաջնահերթություններով վիդեո տվյալների գեներացումն է `ցանցում սպասարկման որակի QoS- ին աջակցելու համար: Օրինակ ՝ ընդունված է շարահյուսության վրա հիմնված տվյալների բաժանման մեթոդը ՝ յուրաքանչյուր շրջանակի տվյալները մի քանի մասի բաժանելու համար ՝ ըստ իր կարևորության, ինչը թույլ է տալիս պակաս կարևոր տեղեկատվությունը դուրս թողնել, երբ բուֆերը լցվի: Կարող է օգտագործվել նաև տվյալների բաժանման նմանատիպ ժամանակային մեթոդ, որն իրականացվում է P և B շրջանակներում բազմաթիվ հղումների շրջանակների օգտագործմամբ:
Անլար հաղորդակցության կիրառման ժամանակ մենք կարող ենք աջակցել անլար ալիքի մեծ բիթ արագության փոփոխություններին `փոխելով յուրաքանչյուր շրջանակի քվանտացման ճշգրտությունը կամ տարածության / ժամանակի լուծումը: Այնուամենայնիվ, multicast- ի դեպքում անհնար է պահանջել, որ ծածկագրիչը պատասխանի տարբեր բիթային արագություններին: Հետևաբար, ի տարբերություն MPG-4- ում (ավելի ցածր արդյունավետությամբ) օգտագործվող FGS (Fine Granular Scalability) մեթոդի, H.264- ը հիերարխիկ ծածկագրման փոխարեն օգտագործում է հոսքային անջատիչ SP շրջանակներ:
========================
3. TML-8 կատարում
TML-8- ը H.264- ի փորձարկման ռեժիմն է, օգտագործեք այն H.264- ի վիդեոդոդավորման արդյունավետությունը համեմատելու և ստուգելու համար: Թեստի արդյունքներով տրամադրված PSNR- ը հստակ ցույց է տվել, որ համեմատած MPEG-4 (ASP: Advanced Simple Profile) և H.263 ++ (HLP: High Latency Profile) կատարողականի հետ, H.264- ի արդյունքներն ակնհայտ առավելություններ ունեն: Ինչպես ցույց է տրված նկար 5-ում:
H.264- ի PSNR- ն ակնհայտորեն ավելի լավ է, քան MPEG-4 (ASP) և H.263 ++ (HLP): 6 արագության համեմատության փորձարկումում H.264- ի PSNR- ն միջինում 2dB- ով բարձր է MPEG-4- ից (ASP): Այն միջին հաշվով 3dB- ով բարձր է H.263- ից (HLP): Թեստի 6 տեմպերը և դրանց հետ կապված պայմաններն են. 32 կբիթ / վ արագություն, 10f / վ շրջանակի արագություն և QCIF ձևաչափ: 64 կբիթ / վ արագություն, 15f / վ շրջանակի արագություն և QCIF ձևաչափ; 128 կբիթ / վ արագություն, 15f / վ Շրջանակի արագություն և CIF ձևաչափ; 256 կբիթ / վ արագություն, 15f / վ շրջանակի արագություն և QCIF ձևաչափ; 512 կբիթ / վ արագություն, 30f / վ շրջանակի արագություն և CIF ձևաչափ; 1024 կբիթ / վ արագություն, 30f / վ շրջանակի արագություն և CIF ձևաչափ:
4. իրականացման դժվարություն
Յուրաքանչյուր ճարտարագետի համար, որը հաշվի է առնում գործնական կիրառական ծրագրերը, միևնույն ժամանակ ուշադրություն դարձնելով H.264- ի գերադասելիությանը, նա պարտավոր է չափել դրա իրականացման դժվարությունը: Ընդհանուր առմամբ, H.264- ի կատարողականի բարելավումը ձեռք է բերվում բարդության բարձրացման գնով: Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ, բարդության այս աճը գտնվում է մեր ներկա կամ մոտ ապագա տեխնոլոգիայի ընդունելի տիրույթում: Իրականում, հաշվի առնելով բարդության սահմանափակումը, H.264- ը չի ընդունել հատկապես հաշվարկային առումով թանկ բարելավված որոշ ալգորիթմներ: Օրինակ, H.264- ը չի օգտագործում շարժման փոխհատուցման գլոբալ տեխնոլոգիա, որն օգտագործվում է MPEG-4 ASP- ում: Կոդավորման զգալի բարդության բարձրացում:
Եվ H.264- ը, և MPEG-4- ը ներառում են B- շրջանակներ և ավելի ճշգրիտ և կազմվածlex շարժման ինտերպոլացիայի ֆիլտրեր, քան MPEG-2, H.263 կամ MPEG-4 SP (պարզ պրոֆիլ): Շարժման գնահատումն ավելի լավ լրացնելու համար H.264- ը զգալիորեն ավելացրել է փոփոխական բլոկի չափերի տեսակները և փոփոխական տեղեկատու շրջանակների քանակը:
H.264 RAM- ի պահանջները հիմնականում օգտագործվում են հղումների շրջանակի պատկերների համար, և կոդավորված տեսանյութերի մեծ մասն օգտագործում է 3-ից 5 շրջանակ տեղեկատու պատկերներ: Այն չի պահանջում ավելի շատ ROM քան սովորական վիդեո ծածկագրիչը, քանի որ H.264 UVLC- ն օգտագործում է լավ կառուցվածքով որոնման աղյուսակ բոլոր տեսակի տվյալների համար
5. եզրափակիչ դիտողություններ
H.264- ն ունի լայն կիրառման հեռանկարներ, ինչպիսիք են իրական ժամանակում վիդեո հաղորդակցությունը, ինտերնետային տեսանյութերի փոխանցումը, վիդեո հոսքային ծառայությունները, բազմալեզու ցանցերի վրա միատարր ցանցերում, սեղմված վիդեո պահեստավորում, վիդեո շտեմարաններ և այլն:
H.264 առաջարկությունների տեխնիկական բնութագրերը կարող են ամփոփվել երեք ասպեկտների: Դրանցից մեկը կենտրոնանալն է գործնականության վրա, ընդունել հասուն տեխնոլոգիա, հետևել ծածկագրման ավելի բարձր արդյունավետությանը և հակիրճ արտահայտվելուն. մյուսը կենտրոնանալն է շարժական և IP ցանցերին հարմարվելու վրա և ընդունել հիերարխիկ տեխնոլոգիա, որն առանձնացնում է կոդավորումը և ալիքը պաշտոնապես, ըստ էության, հաշվի է առնում ալիքի բնութագրերը աղբյուրի ծածկագրիչի ալգորիթմում. երրորդն այն է, որ հիբրիդային ծածկագրիչի հիմնական շրջանակներում դրա հիմնական հիմնական բաղադրիչները բոլորն են պատրաստված: Խոշոր բարելավումներ, ինչպիսիք են բազմ ռեժիմի շարժման գնահատումը, ներկապնակի կանխատեսումը, բազմաբնույթ շրջանակի կանխատեսումը, միասնական VLC- ն, 4 × 4 երկչափ ամբողջ ամբողջության վերափոխումը և այլն:
Մինչ այժմ H.264– ը վերջնական տեսքի չի բերվել, բայց սեղմման ավելի բարձր հարաբերակցության և ալիքի ավելի լավ հարմարվողականության պատճառով այն ավելի ու ավելի լայնորեն կօգտագործվի թվային վիդեոկապի կամ պահպանման ոլորտում, և դրա զարգացման ներուժն անսահմանափակ է:
Ի վերջո, պետք է նշել, որ H.264- ի բարձրակարգ աշխատանքը առանց ծախսերի չէ, բայց ծախսը հաշվարկային բարդության մեծ աճ է: Ըստ գնահատումների, կոդավորման հաշվարկային բարդությունը մոտավորապես երեք անգամ գերազանցում է H.263- ին, և վերծանման բարդությունը `մոտավորապես 2 անգամ H.263- ին:
===========================
Understandիշտ հասկացեք H.264 և MPEG-4 տեխնոլոգիաների արտադրանքը և վերացրեք արտադրողի կեղծ քարոզչությունը
Ընդունված է, որ H.264 վիդեոդոդեկի ստանդարտը որոշակի առաջխաղացման աստիճան ունի, բայց այն նախընտրելի տեսապատկերող ստանդարտ չէ, հատկապես որպես հսկողության արտադրանք, քանի որ այն նաև ունի որոշ տեխնիկական թերություններ:
ընդգրկված է MPEG-4 Part 10 ստանդարտում որպես H.264 վիդեոդոդեկ ստանդարտ, ինչը նշանակում է, որ այն կցված է միայն MPEG-4 տասներորդ մասին: Այլ կերպ ասած, H.264- ը չի գերազանցում MPEG-4 ստանդարտի շրջանակը: Հետևաբար, սխալ է, որ H.264 ստանդարտը և տեսանյութերի փոխանցման որակը ինտերնետում ավելի բարձր են, քան MPEG-4- ը: Էլ ավելի անհասկանալի է անցումը MPEG-4- ից H.264: Նախ, եկեք ճիշտ հասկանանք MPEG-4- ի զարգացումը.
1. MPEG-4 (SP) և MPEG-4 (ASP) MPEG-4- ի վաղ արտադրանքի տեխնոլոգիաներն են
MPEG-4 (SP) և MPEG-4 (ASP) առաջարկվել են 1998 թ.-ին: Դրա տեխնոլոգիան զարգացել է մինչ այժմ, և, իրոք, կան որոշ խնդիրներ: Հետևաբար, ներկայումս պատկանող պետական տեխնիկական անձնակազմը, որն ունի MPEG-4- ի զարգացման ունակություն, այս հետամնաց տեխնոլոգիան չի որդեգրել MPEG-4 տեսահսկման կամ վիդեոկոնֆերանսի արտադրանքներում: H.264 արտադրանքի (2005 թվականից հետո տեխնիկական արտադրանք) և ինտերնետում խթանված MPEG-4 (SP) վաղ տեխնոլոգիայի համեմատությունն իսկապես անտեղի է: Կարո՞ղ է համոզիչ լինել 2005 և 2001 թվականներին ՏՏ արտադրանքի կատարողականի համեմատությունը: , Այստեղ պետք է բացատրել այն, որ սա արտադրողների տեխնիկական հիպային վարք է:
Խնդրում ենք, նայեք տեխնոլոգիայի համեմատությանը.
Որոշ արտադրողներ թյուր համեմատություններ են անում. Նույն վերակառուցված պատկերի որակի ներքո, H.264- ը նվազեցնում է բիթի արագությունը 50% -ով ՝ համեմատած H.263 + և MPEG-4 (SP) - ի հետ:
Այս տվյալներն ըստ էության համեմատում են H.264 նոր տեխնոլոգիայի արտադրանքի տվյալները MPEG-4 վաղ տեխնոլոգիական արտադրանքի տվյալների հետ, ինչը անիմաստ է և ապակողմնորոշիչ ներկայիս MPEG-4 տեխնոլոգիական արտադրանքի համեմատության համար: Ինչու՞ H.264 ապրանքատեսակները 4 թ.-ին չեն համեմատել տվյալները MPEG-2006 նոր տեխնոլոգիական արտադրանքի հետ: H.264 վիդեո կոդավորման տեխնոլոգիայի զարգացումը իսկապես շատ արագ է, բայց դրա վիդեո վերծանման վիդեո էֆեկտը համարժեք է միայն Microsoft- ի Windows Media Player 9.0 (WM9) վիդեոէֆեկտին: Ներկայումս, օրինակ, Huayi- ի կոշտ սկավառակի վիդեո սերվերի և վիդեոկոնֆերանսի սարքավորումների կողմից օգտագործված MPEG-4 տեխնոլոգիան հասել է (WMV) տեխնիկական բնութագրերին վիդեոդակոդավորման տեխնոլոգիայի մեջ, և աուդիո և վիդեո համաժամացումը 0.15 վ-ից պակաս է (150 միլիվայրկյանում) ) H.264- ը և Microsoft WM9- ը չեն կարող համընկնել
2. MPEG-4 վիդեո ապակոդավորողի զարգացող տեխնոլոգիա.
Ներկայումս MPEG-4 վիդեո ապակոդավորող տեխնոլոգիան զարգանում է արագ տեմպերով, այլ ոչ թե արտադրողները բարձրացնում են ինտերնետում: Ներկայիս H.264 պատկերի ստանդարտի առավելությունը միայն դրա սեղմման և պահպանման մեջ է, որը 15-20% -ով փոքր է, քան Huayi արտադրանքի ներկայիս MPEG-4 պահեստային ֆայլը, բայց դրա տեսանյութի ձևաչափը ստանդարտ ձևաչափ չէ: Պատճառն այն է, որ H.264- ը չի ընդունում միջազգայնորեն օգտագործված պահեստային ձևաչափ, և դրա վիդեո ֆայլերը հնարավոր չէ բացել միջազգային օգտագործման երրորդ կողմի ծրագրակազմով: Ուստի որոշ ներքին կառավարություններում և գործակալություններում, սարքավորումներ ընտրելիս, հստակ նշված է, որ տեսաֆայլերը պետք է բացվեն միջազգայնորեն ընդունված երրորդ կողմի ծրագրակազմով: Սա իսկապես կարևոր է ապրանքների մոնիտորինգի համար: Հատկապես, երբ գողություն է տեղի ունենում, ոստիկանությունը պետք է ապացույցներ ձեռք բերի, վերլուծի և այլն:
MPEG-4 վիդեո ապակոդավորիչի արդիականացված տարբերակը (WMV) է, և աուդիոն տարբերվում է ՝ ըստ յուրաքանչյուր արտադրողի կոդավորման տեխնոլոգիայի և փորձի: Ընթացիկ հասուն MPEG-4 նոր տեխնոլոգիական արտադրանքը 2005-ից 2006 թվականներին կատարողականով շատ ավելի բարձր է, քան H.264 տեխնոլոգիական արտադրանքը:
Փոխանցման առումով. Համեմատված է նոր MPE- ի հետG-4 տեխնոլոգիական արտադրանք H.264, կան հետևյալ թերությունները.
1. Աուդիո և վիդեո համաժամացում. H.264 աուդիո և վիդեո համաժամացումը որոշ խնդիրներ ունի, հիմնականում հետաձգման առումով: H.264- ի փոխանցման կատարումը համարժեք է Microsoft- ի Windows Media Player 9.0-ին (WM9): Ներկայումս Huayi ցանցի վիդեո սերվերի կողմից ընդունված MPEG-4 տեխնոլոգիան հասնում է 0.15 վայրկյանից պակաս (150 միլիվայրկյան) ուշացում ՝ տեսահսկման և վիդեոկոնֆերանսի ոլորտում, ինչը H.264 արտադրանքի հնարավորությունից վեր է.
2. Networkանցի փոխանցման արդյունավետությունը. Ընդունեք H.2
Մեր մյուս արտադրանքը:
