Обзор методов сжатия видео Выполнили: Муравьев А. Пилин Д.

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
?