'

Введение в сжатие видео

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Введение в сжатие видео Дмитрий Ватолин Московский Государственный Университет CS MSU Graphics&Media Lab Version 2.4


Слайд 1

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 2 Причины сжатия видео Основные проблемы с видео: Несжатые данные занимают очень много места Каналы передачи и возможности хранения ограничены Пример: Видео 720х576 пикселов 25 кадров в секунду в системе RGB и прогрессивной развертке потребует потока данных примерно в 240 Мбит/сек (т.е. 1.8 Гб в минуту). На DVD-ROM диск размером 4.7Гб войдет всего 2.5 минуты. => Нужно сжатие в 35 раз для записи фильма.


Слайд 2

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 3 Что используется при сжатии Когерентность областей изображения — малое локальное изменение цвета Избыточность в цветовых плоскостях — используется большая важность яркости для восприятия Подобие между кадрами — на скорости 25 кадров в секунду соседние кадры, как правило, изменяются незначительно


Слайд 3

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 4 Что используется при сжатии Используется избыточность: Пространственная (? используется DCT или Wavelet преобразования) Временная (между кадрами, ? сжимается межкадровая разница) Цветового пространства (? RGB переводится в YUV и цветовые компоненты прореживаются)


Слайд 4

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 5 Пространственная и временная избыточность Соседние кадры фильма (Терминатор-2) Пространственная избыточность – цвет большинства соседних точек одинаков. Временная избыточность – кадры весьма похожи


Слайд 5

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 6 Межкадровая разница Именно такие кадры (с учетом поправки на компенсацию движения) и сжимает кодек. Их больше 99% в потоке. (Амплитуды – малы, изображение практически однородно)


Слайд 6

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 7 Качество видео Не существует метода оценки качества кадра, полностью адекватного человеческому восприятию Не существует метода оценки пропущенных кадров, полностью адекватного человеческому восприятию Следствие: Можно декларировать любую степень сжатия в маркетинговых материалах.


Слайд 7

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 8 PSNR Базовые метрики – Y-PSNR, U-PSNR, V-PSNR Хорошо работают только на высоком качестве.


Слайд 8

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 9 Типы кадров в потоке I-кадры — независимо сжатые (I-Intrapictures), P-кадры — сжатые с использованием ссылки на одно изображение (P-Predicted), B-кадры — сжатые с использованием ссылки на два изображения (B-Bidirection),


Слайд 9

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 10 Компенсация движения Простая межкадровая разница работает плохо при сильном движении в кадре Алгоритмы компенсации движения отслеживают движение объектов в кадре Уменьшение межкадровой разницы (увеличение ее степени сжатия) Необходимость сохранения информации о движении в кадре Существенно бОльшее время, необходимое для сжатия


Слайд 10

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 11 Компенсация движения (2) Идеальный алгоритм: выделение в кадре объектов и компактное описание их движений. Проблема: огромные объемы вычислений и весьма сложные алгоритмы. Реально используются квадратные блоки, с размером, кратным 8 и достаточно простая организация блоков.


Слайд 11

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 12 Компенсация движения (3) Для каждого блока в кадре мы находим похожий в предыдущем кадре в некоторой окрестности положения блока. Если достаточно похожий блок в предыдущем кадре не найден – блок сжимается независимо (Intra-Blocks).


Слайд 12

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 13 Движение для B-кадра Для B-кадров у нас появляется возможность выбирать как наиболее близкий блок из любого кадра, так и интерполировать блоки из двух кадров.


Слайд 13

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 14 Сжатие межкадровой разности Классическая схема сжатия межкадровой разницы очень похожа на сжатие JPEG: блоки 8х8 сжимаются помощью дискретного косинусного преобразования


Слайд 14

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/ 15 Схема простого видеокодека


×

HTML:





Ссылка: