Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Анализ методов и международных рекомендаций по сжатию изображений

Алгоритм сжатия по MPEG стандарту базируется на трех основных операциях : компенсации движения на основе предсказания (АДИКМ) между кадрами: ДКП погрешности предсказания, полученной в результат первой операции сжатия статистическом кодировании.

В стандарте MPEG использованы некоторые рекомендации из стандарта Н.261. Для того, чтобы обеспечить в изображении на приемной стороне плавность движения объектов и сохранить при этом их четкость, передается информация о скорости и направлении движения. Такую информацию называют вектором движения.

При этом осуществляется кодирование сигнала с компенсацией движения и использованием трех кадров. Каждый кадр вначале делится на макроблоки, состоящие из блоков по 16 х 16 элементов изображения по яркости, и двух соответствующих блоков по 8 х 8 элементов для двух компонентов цветности. Блок 16 х 16 по яркости далее делится на четыре блока 8x8. Обработка сигнала осуществляется с применением двумерного ДКП, выполняемого на основе сравнения блоков 8x8 текущего кадра (64 коэффициента) и соответствующих блоков предыдущего кадра, и информации о движении объекта (предсказанные блоки).

Оценка движения осуществляется путем сравнения текущего блока 16 х 16 элементов по яркости с предыдущим блоком (тем же блоком в предыдущем кадре). Сравнивается несколько таких блоков в определенных местах кадра и выбирается пара блоков с минимальным общим абсолютным изменением по отношению к предыдущему кадру. Положение выбранного блока в кадре и называется вектором движения. Дополнительное повышение эффективности сжатия достигается кодированием коэффициентов ДКП статистическим кодом переменной длины Хаффмана или арифметическим кодом.

Основные характеристики алгоритма MPEG приведены в таблице 1.10. В последнее время МККТТ разработал рекомендации Н.221 и Н.242 в которых рассматриваются системные аспекты организации аудиовидео и других видов связи по п х 64 кбит/с каналу (В-канал ISDN). Аппаратные средства сжатия видеоизображений. Наиболее широко используется два подхода к реализации кодеков изображений: первый - чисто программный (применяются либо специализированные автономные программы либо соответствующие методы в программах); второй представляет собой сочетание программных и аппаратных средств. Применение специальных устройств позволяет сократить время цикла «сжатие-восстановление» и повысить эффективность сжатия.

Сегодня уже разработаны и ведется дальнейшее совершенствование СБИС и высокоэффективных сигнальных процессоров для видеокодеков различного назначения. В частности, зарубежом производят специализированные микросхемы (CL-500 и CL-550) для реализации алгоритма JPEG и ведеопроцессор 1750, позволяющий решать все задачи, определяемые алгоритмами JPEG и MPEG в различных форматах

Объявлено также, что фирма Intel совместно с фирмой PictureTel заканчивает разработку программируемого видеопроцессора с быстродействием, на порядок выше используемых. Его производительность оценивается в 1 Bops (миллиард операций в секунду). Процессор будет обеспечивать практически все широко применяемые сегодня алгоритмы сжатия видео: MPEG, JPEG, Н.261, а также PLV и RTV, производя все операции в реальном времени. Дальнейшее развитие алгоритмов сжатия. Один из недостатков алгоритма JPEG - то, что при больших коэффициентах сжатия на восстановленных изображениях становятся видимыми границы фрагментов. Для устранения этого явления предлагается использование быстрого дискретного синус-преобразования, увеличение размеров фрагментов разбиения до величин 15x15 и 31x31, а также синтез матрицы квантования на основе характеристик восприятия изображения глазом человека.

В качестве альтернативных алгоритму JPEG интенсивно разрабатываются алгоритмы фрактального сжатия алгоритмы на базе новых дискретных ортогональных преобразований (например, wavelet), а также новых адаптивных алгоритмов статистического кодирования.

Предварительный анализ литературных источников показывает, что в порядке уменьшения коэффициента сжатия при одинаковом качестве различные алгоритмы располагаются в следующим порядке: фрактальное, wavelet, JPEG. Однако по времени сжатия-восстановления эти алгоритмы располагаются в обратном порядке, т.е. наибольшее время требует фрактальное сжатие, а наименьшее - JPEG. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Другие статьи по теме

Датчики в строительстве Для проведения качественных строительных и ремонтных работ во все времена строители использовали различные измерительные приборы, ведь только они могли указать невидные человеческому гла ...

Использование микроконтроллеров при проектировании цифрового вольтметра Основной задачей при проектировании измерительных приборов было и остается достижение определенных метрологических характеристик. На разных этапах развития вычислительной техники эта зад ...

Усилитель мощности переменного сигнала Темой курсовой работы является разработка усилителя мощности переменного сигнала. Усилитель имеет дифференциальный вход, бестрансформаторный выход и плавную регулировку усиления от «0» д ...