Обзор методов сжатия видео Выполнили: Муравьев А. Пилин Д. Зачем сжимать видео? Зачем сжимать видео? Зачем сжимать видео? Зачем сжимать видео? HD видео: 1920х1080, 24 кадра/с, RGB24 1920*1080*24*24 = 1139 Мегабит/с 90*60*1139 = 750 Гигабайт! Классификация методов сжатия Потоковые алгоритмы сжатия (MPEG, H.26*) Работают с последовательностями кадров, кодируя разностную информацию между опорными кадрами Статические алгоритмы сжатия (JPEG, MJPEG) Работают с каждым кадром в отдельности Классификация методов сжатия Алгоритмы сжатия без потерь Алгоритмы сжатия с потерями • Сжатие без заметных потерь с точки зрения восприятия • Сжатие с естественной потерей качества • Сжатие с неестественной потерей качества Алгоритм сжатия JPEG Сжатие изображения в формат JPEG: • • • • • Преобразование цветового пространства Сегментация Дискретное косинусное преобразование Квантование Кодирование Алгоритм сжатия JPEG Алгоритм сжатия MJPEG MJPEG (Motion JPEG) — покадровый метод видеосжатия, основной особенностью которого является сжатие каждого отдельного кадра видеопотока с помощью алгоритма сжатия изображений JPEG. Алгоритм сжатия Wavelet Вейвлет Wave Вейвлет MHAT Вейвлет Морле JPEG, MJPEG, Wavelet Основное применение: • Нелинейный видеомонтаж • IP-камеры • Системы видеонаблюдения Алгоритм сжатия H.261 • Начальный кадр кодируется независимо от остальных • Последующие кадры кодируются в виде информации: 1. О блоках похожих на блоки предыдущего кадра 2. О их перемещении по кадру 3. Разница между этими похожими блоками • Блоки для которых не нашлось подобных предыдущем кадре кодируются независимо в Алгоритм сжатия H.261 Предназначен для работы с потоками ~64 Кбит/с Поддерживаемое разрешение • CIF 352×288 (176×144) • QCIF 176×144 (88×72) • 704×576 Основное применение Видеоконференции Алгоритм сжатия H.263 Основан на алгоритме H.251 с некоторыми улучшениями: • • • • Полупиксельная точность при отыскании подобных блоков Кодирование потока символов кодами переменной длины Арифметическое кодирование вместо Хаффмана Режим предсказания движения с использованием взаимного перекрытия блоков • Режим двустороннего предсказания Алгоритм сжатия H.263 Предназначен для работы с потоками ~128 Кбит/с Поддерживаемое разрешение • 4CIF 704×576 • 16CIF 1408×1152 Основное применение Видеоконференции Алгоритм сжатия MPEG1 I – Intra-frame P – predictive-frame B – bidirectional predictive-frame Алгоритм сжатия MPEG1 Предназначен для работы с потоками до 1,5 Мбит/с Поддерживаемое разрешение • 352×240 30Гц • 352×288 25Гц • Up to 4095×4095 Основное применение Video CD Алгоритм сжатия MPEG2 Program Stream (MPEG1) Transport Stream Алгоритм сжатия MPEG2 Предназначен для работы с потоками до 10 Мбит/с Поддерживаемое разрешение • From 176×144 • Up to 1920×1080 Основное применение Video DVD, Телевидение Алгоритм сжатия MPEG4 MPEG4 использует технологию так называемого фрактального сжатия изображений. Фрактальное сжатие подразумевает выделение из изображения контуров и текстур объектов. Контуры представляются в виде сплайнов и кодируются опорными точками. Текстуры могут быть представлены в качестве коэффициентов пространственного частотного преобразования Алгоритм сжатия MPEG4 Предназначен для работы с потоками до 15 Мбит/с Поддерживаемое разрешение • From 128×96 • Up to 1920×1080 Основное применение Blu-Ray Discs, HD видео, цифровые видеопотоки. Алгоритм сжатия H.264/MPEG4 p.10 Baseline Profile I/P-кадры, прогрессивная развертка, CAVLC Extended Profile I/P/B/SP/SI-кадры, прогрессивная развертка, CAVLC Main Profile I/P/B-кадры, прогрессивная и чересстрочная развертка, CAVLC/CABAC High Profile Main Profile + предсказание intra-блоков 8x8, кодирование видео без потерь, больше форматов представления цвета YUV. Алгоритм сжатия H.264/MPEG4 p.10 Предназначен для работы с потоками до 20 Мбит/с Поддерживаемое разрешение • From 128×96 • Up to 4096×2048 Основное применение Blu-Ray Discs, HD видео. Алгоритмы сжатия MPEG7 и MPEG21 Форматы будущего Примеры Initial: 1920х1080, 24кадра/сек, 10695Кбит/сек H.264: 480x256, 24кадра/сек, 4000Кбит/сек mpeg1: 480x256, 24кадра/сек, 4000Кбит/сек mpeg2: 480x256, 24кадра/сек, 4000Кбит/сек Список литературы http://habrahabr.ru/company/intel/blog/133198/ http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B6%D0%B0%D1%82 %D0%B8%D0%B5_%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B% D1%85_%D1%81_%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D1% 8F%D0%BC%D0%B8 http://kunegin.com/ref/avi/codecs.htm http://www.shocker.ru/articles/18.html http://videocodec.info/%D0%A4%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0 %B0%D1%82%D1%8B+%D0%BA%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%80 %D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F+%D0%B2%D 0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE Вопросы ?