MPEG4 on pakkaukseen tekniikka, joka soveltuu valvontaan
MPEG4 ilmoitettiin marraskuussa 1998. Kansainvälinen MPEG4-standardi, jonka alun perin oli tarkoitus ottaa käyttöön tammikuussa 1999, ei ole vain video- ja äänikoodausta varten tietyllä bittinopeudella, vaan siinä kiinnitetään enemmän huomiota myös videoiden ja äänten koodaamiseen. multimediajärjestelmät. MPEG-asiantuntijaryhmän asiantuntijat työskentelevät ahkerasti MPEG-4: n formuloimiseksi. MPEG-4-standardia käytetään pääasiassa videopuhelimissa, videopostissa ja sähköisissä uutisissa jne. Sen lähetysnopeusvaatimukset ovat suhteellisen alhaiset, välillä 4800-64000 bittiä / s ja resoluutio välillä 4800-64000 bittiä / s. Se on 176X144. MPEG-4 käyttää hyvin kapeaa kaistanleveyttä, pakkaa ja lähettää dataa kehysrekonstruktiotekniikan avulla, jotta saadaan mahdollisimman vähän dataa ja paras kuvanlaatu.
Verrattuna MPEG-1: een ja MPEG-2: een, MPEG-4: n ominaisuus on, että se soveltuu paremmin interaktiivisiin AV-palveluihin ja etävalvontaan. MPEG-4 on ensimmäinen dynaaminen kuvastandardi, joka muuttaa sinut passiivisesta aktiiviseksi (ei enää vain katsominen, jolloin voit liittyä, eli interaktiivinen); toinen piirre siinä on sen kattavuus; lähteestä MPEG-4 yrittää sekoittaa luonnonobjekteja ihmisen tekemiin esineisiin (visuaalisten tehosteiden merkityksessä). MPEG-4: n suunnittelutavoitteella on myös laajempi sopeutumiskyky ja skaalautuvuus. MPEG4 yrittää saavuttaa kaksi tavoitetta:
1. Multimediaviestintä matalalla bittinopeudella;
2. Se on multimediaviestinnän synteesi useilla toimialoilla.
Tämän tavoitteen mukaisesti MPEG4 esittelee AV-objekteja (Audio / Visaul-objektit), mikä mahdollistaa enemmän vuorovaikutteisia toimintoja. MPEG-4: n videolaadun resoluutio on suhteellisen korkea ja datanopeus on suhteellisen pieni. Tärkein syy on, että MPEG-4 ottaa käyttöön ACE-tekniikan (Advanced Decoding Efficiency), joka on joukko koodausalgoritmisääntöjä, joita MPEG-4: ssä käytetään ensimmäistä kertaa. ACE: hen liittyvä kohdesuunta voi mahdollistaa erittäin matalan tiedonsiirtonopeuden. MPEG-2: een verrattuna se voi säästää 90% tallennustilasta. MPEG-4 voidaan myös päivittää laajalti ääni- ja videovirroissa. Kun video vaihtuu välillä 5 kb / s - 10 MB / s, audiosignaali voidaan käsitellä välillä 2 - 24 kt / s. On erityisen tärkeää korostaa, että MPEG-4-standardi on olio-pakkausmenetelmä. Se ei ole vain kuvan jakaminen joihinkin lohkoihin, kuten MPEG-1 ja MPEG-2, vaan kuvan sisällön, objektien (objektit, merkit, tausta) mukaan. Se on erotettu suorittamaan kehyksen sisäinen ja kehysten välinen koodaus ja pakkaus, ja mahdollistaa koodinopeuksien joustavan jakamisen eri objektien välillä. Lisää tavuja varataan tärkeille kohteille ja vähemmän tavuja varataan toissijaisille kohteille. Siten pakkaussuhde paranee huomattavasti, jotta se voi saavuttaa parempia tuloksia pienemmällä koodinopeudella. MPEG-4: n olio-pakkausmenetelmä saa myös kuvan tunnistustoiminnon ja tarkkuuden heijastumaan paremmin. Kuvan tunnistustoiminto mahdollistaa kiintolevyn videonauhurijärjestelmän paremman videoliikkeen hälytystoiminnon.
Lyhyesti sanottuna MPEG-4 on upouusi videokoodausstandardi, jolla on alhainen bittinopeus ja korkea pakkaussuhde. Siirtonopeus on 4.8 ~ 64 kbit / s, ja se vie suhteellisen pienen tallennustilan. Esimerkiksi värinäytöllä, jonka resoluutio on 352 × 288, kun kunkin kehyksen käytössä oleva tila on 1.3 kt, jos valitset 25 kuvaa sekunnissa, se vaatii 120 kt tavassa tunnissa, 10 tuntia päivässä, 30 päivää kuukaudessa ja 36 Gt kanavaa kohti kuukaudessa. Jos se on 8 kanavaa, tarvitaan 288 Gt, mikä on tietenkin hyväksyttävää.
Tällä alalla on monenlaisia tekniikoita, mutta perustavanlaatuisimmat ja yleisimmin käytetyt samanaikaisesti ovat MPEG1, MPEG2, MPEG4 ja muut tekniikat. MPEG1 on tekniikka, jolla on korkea pakkaussuhde, mutta heikompi kuvanlaatu; MPEG2-tekniikka keskittyy pääasiassa kuvan laatuun ja pakkaussuhde on pieni, joten se vaatii suuren tallennustilan; MPEG4-tekniikka on nykyään suositumpaa tekniikkaa, tämän tekniikan käyttö voi olla Se säästää tilaa, sillä on korkea kuvanlaatu eikä vaadi suurta verkonsiirtonopeutta. Sen sijaan MPEG4-tekniikka on suhteellisen suosittu Kiinassa, ja alan asiantuntijat ovat myös tunnustaneet sen.
Johdannon mukaan, koska MPEG4-standardi käyttää puhelinlinjoja siirtovälineenä, dekooderit voidaan konfiguroida paikan päällä sovelluksen erilaisten vaatimusten mukaisesti. Ero sen ja omistettuun laitteistoon perustuvan pakkauskoodausmenetelmän välillä on se, että koodausjärjestelmä on avoin ja uusia ja tehokkaita algoritmimoduuleja voidaan lisätä milloin tahansa. MPEG4 säätää pakkausmenetelmän kuvan alueellisten ja ajallisten ominaisuuksien mukaan, jotta saadaan suurempi pakkaussuhde, pienempi pakkauskoodivirta ja parempi kuvanlaatu kuin MPEG1. Sen sovellustavoitteina ovat kapeakaistainen lähetys, korkealaatuinen pakkaus, vuorovaikutteiset toiminnot ja ilmaisut, jotka integroivat luonnonobjektit ihmisen tekemiin esineisiin ja korostavat samalla erityisesti laajaa sopeutumiskykyä ja skaalautuvuutta. Siksi MPEG4 perustuu kohtauksen kuvauksen ja kaistanleveydelle suuntautuneen suunnittelun ominaisuuksiin, mikä tekee siitä erittäin sopivan videovalvonnan kentälle, mikä näkyy pääasiassa seuraavissa näkökohdissa:
1. Tallennustila on säästetty - MPEG4: n käyttöönottoon tarvittava tila on 1/10 MPEG1: n tai M-JPEG: n tilasta. Lisäksi, koska MPEG4 voi automaattisesti säätää pakkausmenetelmää kohtausmuutosten mukaan, se voi varmistaa, että kuvan laatu ei heikkene pysäytyskuvissa, yleisissä urheilutilanteissa ja intensiivisissä toimintakohteissa. Se on tehokkaampi videokoodausmenetelmä.
2. Korkea kuvanlaatu - MPEG4: n suurin kuvan resoluutio on 720x576, mikä on lähellä DVD: n kuvan vaikutusta. AV-pakkaustilaan perustuva MPEG4 määrittää, että se voi taata liikkuvien kohteiden hyvän tarkkuuden ja aika / aika / kuvan laatu on säädettävissä.
3. Verkon lähetyskaistanleveyden vaatimus ei ole korkea - koska MPEG4: n pakkaussuhde on yli 10 kertaa samanlaatuisten MPEG1: n ja M-JPEG: n pakkaussuhde, verkon lähetyksen aikana varattu kaistanleveys on vain noin 1/10 tästä. MPEG1 ja M-JPEG samaa laatua. . Samojen kuvanlaatuvaatimusten mukaan MPEG4 tarvitsee vain kapeamman kaistanleveyden.
====================
Uuden videokoodausstandardin H.264 tekniset kohokohdat
Yhteenveto:
Käytännön sovelluksia varten kahden suuren kansainvälisen standardointijärjestön, ISO / IEC: n ja ITU-T: n yhdessä muotoilema H.264-suositus on uusi kehitys videokoodaustekniikassa. Sillä on ainutlaatuiset ominaisuutensa monimoodisessa liikearvioinnissa, kokonaislukumuunnoksessa, yhtenäisessä VLC-symbolikoodauksessa ja kerrostetussa koodaussyntaksissa. Siksi H.264-algoritmilla on korkea koodaustehokkuus, ja sen sovellusmahdollisuuksien tulisi olla itsestään selviä.
Asiasanat: videokoodaus kuvaviestintä JVT
1980-luvulta lähtien kahden suuren kansainvälisten videokoodausstandardien, ISO / IEC: n muotoileman MPEG-x: n ja ITU-T: n muotoileman H.26x: n, käyttöönotto aloitti uuden aikakauden videoviestintä- ja tallennussovelluksissa. H.261-videokoodaussuosituksista aina H.262 / 3: een, MPEG-1/2/4: een jne., On yhteinen tavoite, jota pyritään jatkuvasti saavuttamaan, eli saavuttamaan mahdollisimman paljon mahdollisimman pienellä bittinopeudella (tai varastointikapasiteetti). Hyvä kuvanlaatu. Lisäksi markkinoiden kysynnän lisääntyessä kuvansiirrosta on tullut yhä selvemmäksi ongelma siitä, miten sopeutua eri kanavien lähetysominaisuuksiin. Tämä on ongelma, joka on ratkaistava IEO / IEC: n ja ITU-T: n yhdessä kehittämällä uudella videostandardilla H.264.
H.261 on varhaisin videokoodausehdotus, jonka tarkoituksena on standardoida videokoodaustekniikka ISDN-verkon kokous-TV- ja videopuhelinsovelluksissa. Sen käyttämä algoritmi yhdistää kehysten välisen ennustamisen hybridikoodausmenetelmän, joka voi vähentää ajallista redundanssia ja DCT-muunnosta, joka voi vähentää spatiaalista redundanssia. Se vastaa ISDN-kanavaa ja sen lähtökoodinopeus on p × 64 kbit / s. Kun p-arvo on pieni, vain matalan tarkkuuden kuvia voidaan lähettää, mikä sopii kasvotusten-TV-puheluihin. kun p: n arvo on suuri (kuten p> 6), voidaan lähettää tarkemmin määriteltyjä neuvottelu-TV-kuvia. H.263 suosittelee matalan bittinopeuden kuvapakkausstandardia, joka on teknisesti H.261: n parannus ja laajennus, ja tukee sovelluksia, joiden bittinopeus on alle 64 kbit / s. Mutta itse asiassa H.263 ja uudemmat H.263 + ja H.263 ++ on kehitetty tukemaan täyden bittinopeuden sovelluksia. Se näkyy siitä, että se tukee monia kuvamuotoja, kuten Sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF ja jopa 16CIF ja muita formaatteja.
MPEG-1-standardin koodinopeus on noin 1.2 Mbit / s, ja se voi tuottaa 30 kehystä CIF (352 × 288) -laatuisia kuvia. Se on suunniteltu CD-ROM-levyjen videotallennusta ja toistoa varten. MPEG-l-standardivideokoodausosan perusalgoritmi on samanlainen kuin H.261 / H.263, ja hyväksytään myös sellaiset toimenpiteet kuin liikekompensoitu kehysten välinen ennustus, kaksiulotteinen DCT ja VLC-ajonpituuskoodaus. Lisäksi otetaan käyttöön käsitteitä, kuten sisäinen kehys (I), ennakoiva kehys (P), kaksisuuntainen ennustava kehys (B) ja DC-kehys (D) koodaustehokkuuden parantamiseksi edelleen. MPEG-1: n perusteella MPEG-2-standardi on tehnyt joitain parannuksia kuvan tarkkuuden ja yhteensopivuuden parantamiseksi digitaalitelevision kanssa. Esimerkiksi sen liikevektorin tarkkuus on puoli pikseliä; koodaustoiminnoissa (kuten liikkeen estimointi ja DCT) erottaa "kehys" ja "kenttä"; esitellä koodaavia skaalautuvuustekniikoita, kuten alueellinen skaalautuvuus, ajallinen skaalautuvuus ja signaali-kohinasuhteen skaalautuvuus. Viime vuosina käyttöön otettu MPEG-4-standardi on ottanut käyttöön audiovisuaalisiin kohteisiin perustuvan koodauksen (AVO: Audio-Visual Object), mikä parantaa huomattavasti videoviestinnän vuorovaikutteisia ominaisuuksia ja koodaustehokkuutta. MPEG-4 otti käyttöön myös joitain uusia tekniikoita, kuten muotokoodauksen, mukautuvan DCT: n, mielivaltaisen muotoisen video-objektikoodauksen ja niin edelleen. Mutta MPEG-4: n perusvideokooderi kuuluu silti eräänlaiseen hybridikooderiin, joka on samanlainen kuin H.263.
Lyhyesti sanottuna H.261-suositus on klassinen videokoodaus, H.263 on sen kehitys ja korvaa sen asteittain käytännössä, pääasiassa viestinnässä, mutta H.263: n lukuisat vaihtoehdot tekevät käyttäjistä usein tappiollisia. MPEG-standardisarja on kehittynyt tallennusvälineiden sovelluksista siirtovälineisiin sopeutuviksi sovelluksiksi. Sen ydinvideokoodauksen peruskehys on yhdenmukainen H.261: n kanssa. Heidän joukossaan MPEG-4: n katseenvangitsija "olioihin perustuva koodaus" johtuu edelleen On olemassa teknisiä esteitä, ja sitä on vaikea soveltaa yleisesti. Siksi tältä pohjalta kehitetty uusi videokoodausehdotus H.264 korjaa molempien heikkoudet, esittelee uuden koodausmenetelmän hybridikoodauksen puitteissa, parantaa koodauksen tehokkuutta ja on käytännön sovelluksia. Samanaikaisesti sen muotoilivat kaksi suurta kansainvälistä standardointijärjestöä, ja sen soveltamisnäkymien pitäisi olla itsestään selviä.
1. JVT: n H.264
H.264 on uusi digitaalinen videokoodausstandardi, jonka on kehittänyt ITU-T: n ja ISO / IEC: n VCEG: n (videokoodausasiantuntijaryhmä) ja MPEG: n (Moving Picture Coding Experts Group) yhteinen videotiimi (JVT: joint video team). Se on osa ITU-T: n H.10: ää ja ISO / IEC: n MPEG-264: tä. Luonnosten pyytäminen alkoi tammikuussa 4. Ensimmäinen luonnos valmistui syyskuussa 1998. Testimalli TML-1999 kehitettiin toukokuussa 8. FCD: n H.2001-hallitus hyväksyttiin JVT: n 264. kokouksessa kesäkuussa 5. Standardia kehitetään parhaillaan, ja sen odotetaan virallisesti hyväksyvän ensi vuoden ensimmäisellä puoliskolla.
H.264, kuten edellinen standardi, on myös DPCM: n hybridikoodausmoodi plus muunnoskoodaus. Siinä on kuitenkin tiivis "paluu perusasioihin" -suunnittelu ilman monia vaihtoehtoja ja saavutetaan paljon parempi puristusteho kuin H.263 ++; se vahvistaa sopeutumiskykyä erilaisiin kanaviin ja ottaa käyttöön "verkkoystävällisen" rakenteen ja syntaksin. Edistää virheiden ja pakettihäviöiden käsittelyä; laaja valikoima sovelluskohteita vastaamaan eri nopeuksien, erilaisten resoluutioiden ja erilaisten lähetys- (tallennus) tilanteiden tarpeisiin; sen perusjärjestelmä on auki eikä käyttöoikeuksia vaadita.
Teknisesti H.264-standardissa on monia kohokohtia, kuten yhtenäinen VLC-symbolikoodaus, erittäin tarkka, monitilaisen siirtymän estimointi, kokonaislukumuunnos, joka perustuu 4 × 4-lohkoihin, ja kerrostettu koodaussyntaksi. Näiden toimenpiteiden ansiosta H.264-algoritmilla on erittäin korkea koodaustehokkuus, samalla rekonstruoidulla kuvanlaadulla se voi säästää noin 50% koodinopeudesta kuin H.263. H.264: n koodivirran rakenteella on vahva verkon sopeutumiskyky, se lisää virheiden palautusominaisuuksia ja voi hyvin sopeutua IP- ja langattomien verkkojen sovelluksiin.
2. H264: n tekniset kohokohdat
Kerroksinen muotoilu
H.264-algoritmi voidaan jakaa käsitteellisesti kahteen kerrokseen: videokoodauskerros (VCL: Video Coding Layer) vastaa videosisällön tehokkaasta esittämisestä ja verkon abstraktiokerros (NAL: Network Abstraction Layer) vastaa asianmukaisesta tavasta verkon edellyttämät. Pakkaa ja lähetä tietoja. H.264-kooderin hierarkkinen rakenne on esitetty kuvassa 1. Pakettipohjainen rajapinta on määritelty VCL: n ja NAL: n välille, ja pakkaus ja vastaava signalointi ovat osa NAL: ta. Tällä tavoin VCL ja NAL suorittavat korkean koodaustehokkuuden ja verkkoystävällisyyden tehtävät.
VCL-kerros sisältää lohkopohjaisen liikekompensoinnin hybridikoodauksen ja joitain uusia ominaisuuksia. Aikaisempien videokoodausstandardien tavoin H.264 ei sisällä luonnoksessa sellaisia toimintoja kuin esikäsittely ja jälkikäsittely, mikä voi lisätä standardin joustavuutta.
NAL on vastuussa alemman kerroksen verkon segmentointimuodon käytöstä tietojen kapseloimiseksi, mukaan lukien kehystys, looginen kanavasignalointi, ajoitustietojen hyödyntäminen tai sekvenssin lopetussignaali jne. Esimerkiksi NAL tukee videolähetysmuotoja piirikytketyillä kanavilla ja tukee videonsiirtomuotoja Internetissä RTP / UDP / IP-protokollan avulla. NAL sisältää omat otsikkotiedot, segmenttirakennetiedot ja todelliset kuormitustiedot, eli ylemmän kerroksen VCL-tiedot. (Jos käytetään tietojen segmentointitekniikkaa, tiedot voivat koostua useista osista.)
Tarkka, monitilainen liikearviointi
H.264 tukee liikevektoreita 1/4 tai 1/8 pikselin tarkkuudella. 1/4 pikselin tarkkuudella 6-napaista suodatinta voidaan käyttää korkeataajuisen melun vähentämiseen. Liikevektoreille, joiden tarkkuus on 1/8 pikseliä, voidaan käyttää monimutkaisempaa 8-napaista suodatinta. Liikeestimointia suorittaessaan kooderi voi myös valita "parannetut" interpolointisuodattimet ennusteen vaikutuksen parantamiseksi
H.264: n liikeennustuksessa makrolohko (MB) voidaan jakaa eri alilohkoihin kuvan 2 mukaisesti muodostaen 7 erilaista lohkokokoa. Tämä monitilainen joustava ja yksityiskohtainen jako soveltuu paremmin kuvan todellisten liikkuvien kohteiden muotoon, mikä paranee huomattavasti
Liikkeen estimoinnin tarkkuutta parannetaan. Tällä tavoin kukin makrolohko voi sisältää 1, 2, 4, 8 tai 16 liikevektoria.
Kohdassa H.264 kooderin sallitaan käyttää useampaa kuin yhtä edellistä kehystä liikkeen estimointiin, mikä on niin sanottu monikehysteknologia. Esimerkiksi, jos 2 tai 3 kehystä ovat vain koodattuja viitekehyksiä, kooderi valitsee paremman ennustekehyksen kullekin kohdemakrolohkolle ja ilmoittaa jokaiselle makrolohkolle, mitä kehystä käytetään ennustamiseen.
4 × 4 estää kokonaislukumuunnoksen
H.264 on samanlainen kuin edellinen standardi, käyttäen jäännökselle lohkopohjaista muunnoskoodausta, mutta muunnos on kokonaislukuoperaatio reaalilukuoperaation sijaan, ja prosessi on pohjimmiltaan samanlainen kuin DCT: n. Tämän menetelmän etuna on, että sama tarkkuusmuunnos ja käänteismuunnos ovat sallittuja kooderissa ja dekooderissa, mikä helpottaa yksinkertaisen kiinteän pisteen aritmeettisen käytön. Toisin sanoen tässä ei ole "käänteistä muunnosvirhettä". Muunnosyksikkö on 4 × 4 lohkoa aiemmin yleisesti käytettyjen 8 × 8 lohkojen sijaan. Kun muunnoslohkon kokoa pienennetään, liikkuvan kohteen jakaminen on tarkempaa. Tällä tavoin muunnoksen laskennan määrä on suhteellisen pieni, mutta myös konvergenssivirhe liikkuvan kohteen reunalla pienenee huomattavasti. Jotta pienikokoinen lohkonmuunnosmenetelmä ei tuottaisi harmaasävyeroa kuvan suuremman sileän alueen lohkojen välillä, DC-kerroin 16 4 × 4 lohkoa kehyksen sisäisistä makrolohkojen kirkkaustiedoista (kukin pieni lohko Yksi , yhteensä 16) suorittaa toisen 4 × 4-lohkonmuunnoksen ja suorittaa 2 × 2-lohkonmuunnoksen 4 4 × 4 krominanssitietolohkon DC-kertoimille (yksi kutakin pientä lohkoa kohti, yhteensä 4).
H.264: n nopeuden säätökyvyn parantamiseksi kvantisointivaiheen koon muutosta hallitaan noin 12.5%: lla jatkuvan kasvun sijasta. Muunnoskertoimen amplitudin normalisointi käsitellään käänteisessä kvantisointiprosessissa laskennallisen monimutkaisuuden vähentämiseksi. Värin uskollisuuden korostamiseksi krominanssikertoimelle hyväksytään pieni kvantisointivaiheen koko.
Yhtenäinen VLC
H.264: ssä on kaksi menetelmää entropiakoodaukselle. Yksi on käyttää yhtenäistä VLC: tä (UVLC: Universal VLC) kaikille koodattaville symboleille, ja toinen on käyttää sisältöä mukauttavaa binääristä aritmeettista koodausta (CABAC: Context-Adaptive). Binaarinen aritmeettinen koodaus). CABAC on valinnainen vaihtoehto, sen koodausteho on hiukan parempi kuin UVLC, mutta myös laskennallinen monimutkaisuus on suurempi. UVLC käyttää koodisanaryhmää, jonka pituus on rajoittamaton, ja suunnittelurakenne on hyvin säännöllinen, ja eri objektit voidaan koodata samalla kooditaulukolla. Tämä menetelmä on helppo tuottaa koodisana, ja dekooderi tunnistaa helposti koodisanan etuliitteen, ja UVLC voi nopeasti synkronoida uudelleen, kun tapahtuu bittivirhe
Tässä x0, x1, x2, ... ovat INFO-bittejä ja ovat 0 tai 1. Kuvassa 4 luetellaan ensimmäiset 9 koodisanaa. Esimerkiksi 4. numerosana sisältää INFO01. Tämän koodisanan muotoilu on optimoitu nopeaan synkronointiin bittivirheiden estämiseksi.
sisäinen pdiktio
Aikaisemmissa H.26x-sarjan ja MPEG-x-sarjan standardeissa käytetään kehysten välisiä ennustusmenetelmiä. H.264: ssä kehyksen sisäinen ennustus on käytettävissä, kun koodataan sisäisiä kuvia. Jokaiselle 4 × 4-lohkolle (lukuun ottamatta reunalohkon erityiskäsittelyä) kukin pikseli voidaan ennustaa eri painotetulla 17 lähimmän aiemmin koodatun pikselin summalla (jotkut painot voivat olla 0), eli tämä pikseli 17 pikseliä lohkon vasemmassa yläkulmassa. Tällainen kehyksen sisäinen ennustus ei tietenkään ole ajallaan, vaan avaruusalueella suoritettu ennakoiva koodausalgoritmi, joka voi poistaa vierekkäisten lohkojen välisen spatiaalisen redundanssin ja saavuttaa tehokkaamman pakkauksen.
4 × 4-neliössä a, b, ..., p on 16 ennustettavaa pikseliä, ja A, B, ..., P ovat koodattuja pikseleitä. Esimerkiksi pisteen m arvo voidaan ennustaa kaavalla (J + 2K + L + 2) / 4 tai kaavalla (A + B + C + D + I + J + K + L) / 8, ja niin edelleen. Valittujen ennustepisteiden mukaan luminanssille on 9 erilaista tilaa, mutta krominanssin kehyksen sisäiselle ennustamiselle on vain 1 tila.
IP- ja langattomille ympäristöille
H.264-luonnos sisältää työkalut virheiden poistamiseksi helpottamaan pakatun videon lähettämistä ympäristössä, jossa esiintyy usein virheitä ja pakettihäviöitä, kuten lähetyksen kestävyys mobiilikanavilla tai IP-kanavilla.
Lähetysvirheiden vastustamiseksi Aika-synkronointi H.264-videovirrassa voidaan suorittaa käyttämällä kehyksen sisäistä kuvan päivitystä, ja alueellista synkronointia tukee viipaloitu strukturoitu koodaus. Samaan aikaan, uudelleensynkronoinnin helpottamiseksi bittivirheen jälkeen, tietyn uudelleensynkronointipisteen annetaan myös kuvan videodataan. Lisäksi kehyksen sisäinen makrolohkopäivitys ja useat referenssimakrolohkot antavat kooderin ottaa huomioon koodaustehokkuuden lisäksi myös lähetyskanavan ominaisuudet makrolohkotilaa määritettäessä.
Sen lisäksi, että käytetään kvantisointivaiheen koon muutosta sopeutumiseen kanavakoodinopeuteen, H.264: ssä käytetään usein datasegmentointimenetelmää selviytymään kanavakoodinopeuden muutoksesta. Yleisesti ottaen tietojen segmentoinnin käsite on tuottaa videodata, jolla on erilaiset prioriteetit enkooderissa, tukemaan palvelun laatua verkossa. Esimerkiksi syntaksipohjainen datan osiointimenetelmä on käytössä jakamaan kunkin kehyksen tiedot useaan osaan sen tärkeyden mukaan, mikä mahdollistaa vähemmän tärkeän informaation hylkäämisen puskurin ylivuodon yhteydessä. Voidaan käyttää myös samanlaista ajallista datan ositusmenetelmää, joka saavutetaan käyttämällä useita viitekehyksiä P- ja B-kehyksissä.
Langattoman viestinnän sovelluksessa voimme tukea langattoman kanavan suuria bittinopeuden muutoksia muuttamalla kunkin kehyksen kvantisointitarkkuutta tai tila / aika-tarkkuutta. Monilähetyksen tapauksessa on kuitenkin mahdotonta vaatia kooderia vastaamaan vaihteleviin bittinopeuksiin. Siksi, toisin kuin MPEG-4: ssä (pienemmällä hyötysuhteella) käytetty FGS (Fine Granular Scalability) -menetelmä, H.264 käyttää virtakytkentäisiä SP-kehyksiä hierarkkisen koodauksen sijaan.
========================
3. TML-8-suorituskyky
TML-8 on H.264: n testitila, käytä sitä verrataksesi ja testataksesi H.264: n videokoodaustehokkuutta. Testitulosten tarjoama PSNR on selvästi osoittanut, että verrattuna MPEG-4: n (ASP: Advanced Simple Profile) ja H.263 ++ (HLP: High Latency Profile) suorituskykyyn H.264: n tuloksilla on ilmeisiä etuja. Kuten kuvassa 5 on esitetty.
H.264: n PSNR on selvästi parempi kuin MPEG-4 (ASP) ja H.263 ++ (HLP). Kuuden nopeuden vertailutestissä H.6: n PSNR on 264dB korkeampi kuin MPEG-2 (ASP) keskimäärin. Se on 4dB korkeampi kuin H.3 (HLP) keskimäärin. 263 testinopeutta ja niihin liittyvät olosuhteet ovat: 6 kbit / s nopeus, 32 f / s kehysnopeus ja QCIF-muoto; 10 kbit / s nopeus, 64 f / s kehysnopeus ja QCIF-muoto; 15 kbit / s, 128 f / s kehysnopeus ja CIF-muoto; 15 kbit / s nopeus, 256 f / s kehysnopeus ja QCIF-muoto; 15 kbit / s nopeus, 512 f / s kehysnopeus ja CIF-muoto; 30 kbit / s, 1024 f / s kehysnopeus ja CIF-muoto.
4. toteutusvaikeuksia
Jokaiselle käytännön sovelluksia harkitsevalle insinöörille, joka kiinnittää huomiota H.264: n erinomaiseen suorituskykyyn, on mitattava sen toteuttamisen vaikeus. Yleisesti ottaen H.264-suorituskyvyn parantaminen saadaan lisääntyneen monimutkaisuuden kustannuksella. Teknologian kehittyessä tämä monimutkaisuuden kasvu on kuitenkin nykyisen tai lähitulevaisuuden tekniikan hyväksyttävissä rajoissa. Itse asiassa, ottaen huomioon monimutkaisuuden rajoituksen, H.264 ei ole ottanut käyttöön joitain erityisen laskennallisesti kalliita parannettuja algoritmeja. Esimerkiksi H.264 ei käytä globaalia liikekompensointitekniikkaa, jota käytetään MPEG-4 ASP: ssä. Lisääntynyt huomattava koodauksen monimutkaisuus.
Sekä H.264 että MPEG-4 sisältävät B-kehykset ja tarkemmat ja complex-liikkeiden interpolaatiosuodattimet kuin MPEG-2, H.263 tai MPEG-4 SP (yksinkertainen profiili). Liikkeen estimoinnin parantamiseksi H.264 on lisännyt merkittävästi muuttuvien lohkokokojen tyyppejä ja muuttuvien viitekehysten lukumäärää.
H.264-RAM-vaatimuksia käytetään pääasiassa viitekehyskuviin, ja useimmissa koodatuissa videoissa käytetään 3-5 kehystä viitekuvia. Se ei vaadi enemmän ROM-levyjä kuin tavallinen videokooderi, koska H.264 UVLC käyttää hyvin jäsenneltyä hakutaulukkoa kaikentyyppisille tiedoille
5. loppuhuomautukset
H.264: llä on laaja sovellusmahdollisuus, kuten reaaliaikainen videoviestintä, Internet-videonsiirto, videon suoratoistopalvelut, monipisteviestintä heterogeenisissä verkoissa, pakattu videotallennus, videotietokannat jne.
H.264-suositusten tekniset ominaisuudet voidaan tiivistää kolmeen näkökohtaan. Yksi on keskittyä käytännöllisyyteen, omaksua kypsä tekniikka, tavoittaa suurempi koodaustehokkuus ja ytimekäs ilmaisu; toinen on keskittyä sopeutumiseen matkapuhelin- ja IP-verkkoihin ja omaksua hierarkkinen tekniikka, joka erottaa koodauksen ja kanava muodollisesti, pohjimmiltaan, ottaa kanavan ominaisuudet huomioon lähdekooderin algoritmissa; kolmas on, että hybridikooderin peruskehyksessä kaikki sen pääkomponentit valmistetaan. Suurimmat parannukset, kuten monimoodiliike-estimointi, kehyksen sisäinen ennustus, monen kehyksen ennustus, yhtenäinen VLC, 4 × 4 kaksiulotteinen kokonaislukumuunnos jne.
Toistaiseksi H.264: ää ei ole viimeistelty, mutta korkeamman pakkaussuhteen ja paremman kanavan sopeutumiskyvyn vuoksi sitä käytetään yhä laajemmin digitaalisen videoviestinnän tai tallennuksen alalla, ja sen kehitysmahdollisuudet ovat rajattomat.
Lopuksi on huomattava, että H.264: n ylivoimainen suorituskyky ei ole ilmainen, mutta kustannukset lisäävät huomattavasti laskennallisen monimutkaisuutta. Arvioiden mukaan koodauksen laskennallinen monimutkaisuus on noin kolme kertaa H.263: n ja dekoodauksen monimutkaisuus noin 2 kertaa H.263: n.
===========================
Ymmärrä oikein H.264- ja MPEG-4-tekniikatuotteet ja poista valmistajan väärä propaganda
Tunnustetaan, että H.264-videokoodekistandardilla on tietty edistysaskel, mutta se ei ole suositeltava videokooderistandardi, etenkin valvontatuotteena, koska sillä on myös joitain teknisiä vikoja.
sisältyy MPEG-4 Part 10 -standardiin H.264-videokoodekistandardina, mikä tarkoittaa, että se on kiinnitetty vain MPEG-4: n kymmenenteen osaan. Toisin sanoen H.264 ei ylitä MPEG-4-standardin soveltamisalaa. Siksi on väärin, että H.264-standardi ja videonsiirtolaatu Internetissä ovat korkeammat kuin MPEG-4. Siirtyminen MPEG-4: stä H.264: een on vielä käsittämättömämpi. Ensinnäkin ymmärretään oikein MPEG-4: n kehitys:
1. MPEG-4 (SP) ja MPEG-4 (ASP) ovat MPEG-4: n varhaisia tuotetekniikoita
MPEG-4 (SP) ja MPEG-4 (ASP) ehdotettiin vuonna 1998. Sen tekniikka on kehittynyt tähän päivään saakka, ja siinä on todellakin joitain ongelmia. Siksi nykyinen valtion omistama tekninen henkilöstö, jolla on kyky kehittää MPEG-4, ei ole ottanut tätä taaksepäin olevaa tekniikkaa käyttöön MPEG-4-videovalvonta- tai videoneuvottelutuotteissa. H.264-tuotteiden (tekniset tuotteet vuoden 2005 jälkeen) ja Internetissä mainostetun varhaisen MPEG-4 (SP) -tekniikan vertailu on todella epäasianmukaista. Voiko tietotekniikkatuotteiden vertailu vuosina 2005 ja 2001 olla vakuuttava? . Tässä on selitettävä, että tämä on valmistajien tekninen hype-käyttäytyminen.
Katsokaa tekniikan vertailua:
Jotkut valmistajat harhaanjohtavia vertailuja: Samalla rekonstruoidulla kuvanlaadulla H.264 vähentää bittinopeutta 50% verrattuna H.263 +: een ja MPEG-4: ään (SP).
Näissä tiedoissa verrataan olennaisesti H.264: n uuden teknologian tuotetietoja MPEG-4: n varhaisen teknologian tuotetietoihin, mikä on merkityksetöntä ja harhaanjohtavaa verrattaessa nykyisiä MPEG-4-teknologiatuotteita. Miksi H.264-tuotteet eivät verranneet tietoja uusiin MPEG-4-teknologiatuotteisiin vuonna 2006? H.264-videokoodaustekniikan kehitys on todellakin erittäin nopeaa, mutta sen videodekoodausvideoefekti vastaa vain Microsoftin Windows Media Player 9.0 (WM9) -tehosteen vaikutusta. Tällä hetkellä esimerkiksi Huayin kiintolevyvideopalvelimen ja videoneuvottelulaitteiden käyttämä MPEG-4-tekniikka on saavuttanut (WMV) tekniset vaatimukset videodekoodaustekniikassa, ja äänen ja videon synkronointi on alle 0.15 sekuntia (150 millisekunnin sisällä) ). H.264 ja Microsoft WM9 eivät voi täsmätä
2. Kehittyvä MPEG-4-videodekooderitekniikka:
Tällä hetkellä MPEG-4-videodekooderitekniikka kehittyy nopeasti, ei valmistajien hyppimisen aikana Internetissä. Nykyisen H.264-kuvastandardin etuna on vain sen pakkaus ja tallennus, joka on 15-20% pienempi kuin Huayi-tuotteiden nykyinen MPEG-4-tallennustiedosto, mutta sen videoformaatti ei ole vakiomuoto. Syynä on se, että H.264 ei ota käyttöön kansainvälisesti käytettyä tallennusmuotoa, eikä sen videotiedostoja voida avata kansainvälisesti käytetyillä kolmannen osapuolen ohjelmistoilla. Siksi joissakin kotimaisissa hallituksissa ja virastoissa valitaan laitteita selvästi, että videotiedostot on avattava kansainvälisesti hyväksytyillä kolmannen osapuolen ohjelmistoilla. Tämä on todella tärkeää tuotteiden seurannassa. Varsinkin kun varkaus tapahtuu, poliisin on hankittava todisteita, analysoitava jne.
MPEG-4-videodekooderin päivitetty versio on (WMV), ja ääni on erilainen kunkin valmistajan koodaustekniikan ja kokemuksen mukaan. Nykyiset kypsät MPEG-4-tekniikatuotteet vuosina 2005–2006 ovat suorituskyvyltään paljon korkeammat kuin H.264-teknologiatuotteet.
Lähetys: Verrattuna uuteen MPE: henG-4-tekniikan tuotteessa H.264 on seuraavia vikoja:
1. Ääni- ja videosynkronointi: H.264-ääni- ja -videosynkronoinnilla on joitain ongelmia, lähinnä viiveiden suhteen. H.264: n lähetysteho vastaa Microsoftin Windows Media Player 9.0: ta (WM9). Tällä hetkellä Huayi-verkkovideopalvelimen hyväksymä MPEG-4-tekniikka saavuttaa alle 0.15 sekunnin (150 millisekunnin) viiveen videovalvonnassa ja videoneuvotteluissa, mikä on H.264-tuotteiden ulottumattomissa;
2. Verkon siirtotehokkuus: H.2
Meidän muiden tuotteiden:
