MPEG4, gözetim için uygun bir sıkıştırma teknolojisidir
MPEG4 Kasım 1998'de duyuruldu. Başlangıçta Ocak 4'da kullanıma sunulması beklenen uluslararası standart MPEG1999, yalnızca belirli bir bit hızında video ve ses kodlaması için değil, aynı zamanda etkileşim ve esneklik özelliklerine de daha fazla önem veriyor. multimedya sistemleri. MPEG uzman grubunun uzmanları, MPEG-4'ün formülasyonu için çok çalışıyorlar. MPEG-4 standardı esas olarak Video Telefon, Video E-posta ve Elektronik Haberlerde kullanılır. İletim hızı gereksinimleri nispeten düşüktür, 4800-64000bit/sn arasındadır ve çözünürlük 4800-64000bit/sn arasındadır. 176X144'tür. MPEG-4, en az veriyi elde etmek ve en iyi görüntü kalitesini elde etmek için çok dar bir bant genişliği kullanır, verileri çerçeve yeniden oluşturma teknolojisi aracılığıyla sıkıştırır ve iletir.
MPEG-1 ve MPEG-2 ile karşılaştırıldığında, MPEG-4'ün özelliği, etkileşimli AV servisleri ve uzaktan izleme için daha uygun olmasıdır. MPEG-4, sizi pasiften aktife çeviren ilk dinamik görüntü standardıdır (artık sadece izlemekle kalmıyor, katılmanıza, yani etkileşimli olmanıza izin veriyor); bir diğer özelliği ise kapsayıcı olmasıdır; kaynaktan, MPEG-4 doğal nesneleri insan yapımı nesnelerle (görsel efektler anlamında) harmanlamaya çalışır. MPEG-4'ün tasarım hedefi ayrıca daha geniş uyarlanabilirliğe ve ölçeklenebilirliğe sahiptir. MPEG4, iki hedefe ulaşmaya çalışır:
1. Düşük bit hızında multimedya iletişimi;
2. Çoklu endüstrilerde multimedya iletişiminin sentezidir.
Bu amaca göre, MPEG4, daha etkileşimli işlemleri mümkün kılan AV nesnelerini (Audio/Visaul Objects) tanıtır. MPEG-4'ün video kalitesi çözünürlüğü nispeten yüksektir ve veri hızı nispeten düşüktür. Bunun temel nedeni, MPEG-4'ün ilk kez MPEG-4'te kullanılan bir dizi kodlama algoritması kuralı olan ACE (Advanced Decoding Efficiency) teknolojisini benimsemesidir. ACE ile ilgili hedef yönlendirmesi çok düşük veri hızlarına olanak sağlayabilir. MPEG-2 ile karşılaştırıldığında, depolama alanından %90 tasarruf sağlayabilir. MPEG-4 ayrıca ses ve video akışlarında yaygın olarak yükseltilebilir. Video 5kb/s ile 10Mb/s arasında değiştiğinde, ses sinyali 2kb/s ile 24kb/s arasında işlenebilir. MPEG-4 standardının nesne yönelimli bir sıkıştırma yöntemi olduğunu vurgulamak özellikle önemlidir. Görüntüyü MPEG-1 ve MPEG-2 gibi bazı bloklara bölmekle kalmaz, görüntünün içeriğine göre nesneler (nesneler, karakterler, Arka Plan) çerçeve içi ve çerçeveler arası kodlama yapmak için ayrılır. ve sıkıştırma ve farklı nesneler arasında kod oranlarının esnek bir şekilde tahsis edilmesini sağlar. Önemli nesnelere daha fazla bayt, ikincil nesnelere ise daha az bayt ayrılır. Böylece sıkıştırma oranı büyük ölçüde iyileştirilir, böylece daha düşük kod hızında daha iyi sonuçlar elde edilebilir. MPEG-4'ün nesne yönelimli sıkıştırma yöntemi ayrıca görüntü algılama işlevini ve doğruluğunu daha fazla yansıtıyor. Görüntü algılama işlevi, sabit disk video kayıt sisteminin daha iyi bir video hareket alarmı işlevine sahip olmasını sağlar.
Kısacası, MPEG-4, düşük bit hızı ve yüksek sıkıştırma oranı ile yepyeni bir video kodlama standardıdır. İletim hızı 4.8~64kbit/s'dir ve nispeten küçük bir depolama alanı kaplar. Örneğin, 352×288 çözünürlüğe sahip renkli bir ekran için, her karenin kapladığı alan 1.3 KB olduğunda, 25 kare/saniye seçerseniz, saatte 120 KB, günde 10 saat, ayda 30 gün gerekir. ve kanal başına ayda 36 GB. 8 kanal ise, 288GB gereklidir ve bu açıkça kabul edilebilir bir durumdur.
Bu alanda pek çok teknoloji türü vardır, ancak en temel ve aynı zamanda en yaygın olarak kullanılanları MPEG1, MPEG2, MPEG4 ve diğer teknolojilerdir. MPEG1, yüksek sıkıştırma oranına sahip ancak daha düşük görüntü kalitesine sahip bir teknolojidir; MPEG2 teknolojisi esas olarak görüntü kalitesine odaklanır ve sıkıştırma oranı küçüktür, bu nedenle büyük bir depolama alanı gerektirir; MPEG4 teknolojisi günümüzde daha popüler bir teknolojidir, bu teknolojiyi kullanmak yerden tasarruf sağlar, yüksek görüntü kalitesine sahiptir ve yüksek ağ iletim bant genişliği gerektirmez. Buna karşılık, MPEG4 teknolojisi Çin'de nispeten popülerdir ve endüstri uzmanları tarafından da kabul görmüştür.
Girişe göre, MPEG4 standardı iletim ortamı olarak telefon hatlarını kullandığından, dekoderler uygulamanın farklı gereksinimlerine göre yerinde yapılandırılabilir. Özel donanıma dayalı sıkıştırmalı kodlama yönteminden farkı, kodlama sisteminin açık olması ve her an yeni ve etkili algoritma modüllerinin eklenebilmesidir. MPEG4, MPEG1'den daha büyük bir sıkıştırma oranı, daha düşük sıkıştırma kodu akışı ve daha iyi görüntü kalitesi elde etmek için sıkıştırma yöntemini görüntünün uzamsal ve zamansal özelliklerine göre ayarlar. Uygulama hedefleri, dar bant iletimi, yüksek kaliteli sıkıştırma, etkileşimli işlemler ve doğal nesneleri insan yapımı nesnelerle bütünleştiren ifadeler ve aynı zamanda özellikle geniş uyarlanabilirlik ve ölçeklenebilirliği vurgulayan ifadelerdir. Bu nedenle, MPEG4, sahne tanımlama ve bant genişliği odaklı tasarımın özelliklerine dayanmaktadır, bu da onu video gözetimi alanı için çok uygun hale getirir ve bu da esas olarak aşağıdaki yönlere yansır:
1. Depolama alanından tasarruf edilir - MPEG4'ü benimsemek için gereken alan, MPEG1 veya M-JPEG'inkinin 10/1'udur. Ayrıca, MPEG4, sahne değişikliklerine göre sıkıştırma yöntemini otomatik olarak ayarlayabildiğinden, hareketsiz görüntüler, genel spor sahneleri ve yoğun aktivite sahneleri için görüntü kalitesinin düşmemesini sağlayabilir. Daha etkili bir video kodlama yöntemidir.
2. Yüksek görüntü kalitesi -- MPEG4'ün en yüksek görüntü çözünürlüğü 720x576 olup, DVD'nin görüntü efektine yakındır. AV sıkıştırma moduna dayalı MPEG4, hareketli nesneler için iyi bir tanımı garanti edebileceğini ve zaman/zaman/görüntü kalitesinin ayarlanabileceğini belirler.
3. Ağ iletim bant genişliği gereksinimi yüksek değildir - MPEG4'ün sıkıştırma oranı aynı kalitedeki MPEG10 ve M-JPEG'in sıkıştırma oranın 1 katından fazla olduğundan, ağ iletimi sırasında kullanılan bant genişliği bunun sadece 1/10'u kadardır. aynı kalitede MPEG1 ve M-JPEG. . Aynı görüntü kalitesi gereksinimleri altında, MPEG4 yalnızca daha dar bir bant genişliğine ihtiyaç duyar.
====================
Yeni Video Kodlama Standardı H.264'ün Teknik Özellikleri
Özet:
Pratik uygulamalar için, iki büyük uluslararası standardizasyon kuruluşu olan ISO/IEC ve ITU-T tarafından ortaklaşa formüle edilen H.264 önerisi, video kodlama teknolojisinde yeni bir gelişmedir. Çok modlu hareket tahmini, tamsayı dönüşümü, birleşik VLC sembol kodlaması ve katmanlı kodlama sözdiziminde benzersiz özelliklere sahiptir. Bu nedenle, H.264 algoritmasının yüksek kodlama verimliliği vardır ve uygulama beklentileri aşikar olmalıdır.
Anahtar Kelimeler: video kodlama görüntü iletişimi JVT
1980'lerden bu yana, ISO/IEC tarafından formüle edilen MPEG-x ve ITU-T tarafından formüle edilen H.26x olmak üzere iki ana uluslararası video kodlama standardı serisinin tanıtımı, yeni bir video iletişimi ve depolama uygulamaları çağını başlattı. H.261 video kodlama tavsiyelerinden H.262/3, MPEG-1/2/4 vb.'ye kadar, sürekli olarak takip edilen ortak bir hedef vardır, yani mümkün olan en düşük bit hızı altında mümkün olduğunca çok şey elde etmek. (veya depolama kapasitesi). İyi görüntü kalitesi. Ayrıca, pazarın görüntü aktarımına yönelik talebi arttıkça, farklı kanalların aktarım özelliklerine nasıl uyum sağlanacağı sorunu giderek daha belirgin hale gelmiştir. IEO/IEC ve ITU-T tarafından ortaklaşa geliştirilen yeni video standardı H.264 tarafından çözülmesi gereken sorun budur.
H.261 en eski video kodlama önerisidir, amaç video kodlama teknolojisini ISDN ağ konferans TV ve görüntülü telefon uygulamalarında standart hale getirmektir. Kullandığı algoritma, geçici fazlalığı azaltabilen çerçeveler arası tahmin hibrit kodlama yöntemini ve uzamsal fazlalığı azaltabilen DCT dönüşümünü birleştirir. ISDN kanalıyla eşleşir ve çıkış kodu oranı p×64kbit/s'dir. p değeri küçük olduğunda, yalnızca yüz yüze TV görüşmeleri için uygun olan düşük çözünürlüklü görüntüler iletilebilir; p değeri büyük olduğunda (p>6 gibi), daha iyi tanımlı konferans TV görüntüleri iletilebilir. H.263, teknik olarak H.261'in iyileştirilmesi ve genişletilmesi olan düşük bit hızlı bir görüntü sıkıştırma standardı önerir ve bit hızı 64 kbit/s'den düşük olan uygulamaları destekler. Ama aslında H.263 ve sonrası H.263+ ve H.263++ tam bit hızı uygulamalarını desteklemek için geliştirilmiştir. Sub-QCIF, QCIF , CIF, 4CIF ve hatta 16CIF ve diğer formatlar gibi birçok görüntü formatını desteklediği gerçeğinden görülebilir.
MPEG-1 standardının kod hızı yaklaşık 1.2Mbit/s'dir ve 30 kare CIF (352×288) kalitesinde görüntü sağlayabilir. CD-ROM disklerinin video depolaması ve oynatılması için formüle edilmiştir. MPEG-l standart video kodlama bölümünün temel algoritması H.261/H.263'e benzerdir ve hareket telafili çerçeveler arası tahmin, iki boyutlu DCT ve VLC çalışma-uzunluk kodlaması gibi önlemler de benimsenmiştir. Ayrıca, kodlama verimliliğini daha da artırmak için çerçeve içi (I), öngörücü çerçeve (P), çift yönlü öngörücü çerçeve (B) ve DC çerçeve (D) gibi kavramlar tanıtılır. MPEG-1 temelinde, MPEG-2 standardı, görüntü çözünürlüğünü ve dijital TV ile uyumluluğu iyileştirmede bazı iyileştirmeler yaptı. Örneğin, hareket vektörünün doğruluğu yarım pikseldir; kodlama işlemlerinde (hareket tahmini ve DCT gibi) "Çerçeve" ve "alan" arasında ayrım yapın; uzamsal ölçeklenebilirlik, zamansal ölçeklenebilirlik ve sinyal-gürültü oranı ölçeklenebilirliği gibi kodlama ölçeklenebilirlik teknolojilerini tanıtın. Son yıllarda tanıtılan MPEG-4 standardı, video iletişiminin etkileşimli yeteneklerini ve kodlama verimliliğini büyük ölçüde artıran görsel-işitsel nesnelere (AVO: Audio-Visual Object) dayalı kodlamayı getirdi. MPEG-4 ayrıca şekil kodlaması, uyarlanabilir DCT, keyfi şekil video nesnesi kodlaması ve benzeri gibi bazı yeni teknolojileri benimsemiştir. Ancak MPEG-4'ün temel video kodlayıcısı hala H.263'e benzer bir tür hibrit kodlayıcıya aittir.
Kısacası, H.261 tavsiyesi klasik bir video kodlamadır, H.263 onun gelişimidir ve pratikte yavaş yavaş yerini alacaktır, çoğunlukla iletişimde kullanılır, ancak H.263'ün sayısız seçeneği genellikle kullanıcıları kaybeder. MPEG serisi standartlar, depolama ortamı uygulamalarından iletim ortamına uyum sağlayan uygulamalara dönüşmüştür. Çekirdek video kodlamasının temel çerçevesi H.261 ile tutarlıdır. Bunlar arasında, MPEG-4'ün göz alıcı "nesne tabanlı kodlama" kısmı, hala teknik engellerin bulunmasından kaynaklanmaktadır ve evrensel olarak uygulanması zordur. Bu nedenle, bu temelde geliştirilen yeni video kodlama önerisi H.264, ikisinin zayıf yönlerini ortadan kaldırıyor, hibrit kodlama çerçevesinde yeni bir kodlama yöntemi getiriyor, kodlama verimliliğini artırıyor ve pratik uygulamalarla karşı karşıya. Aynı zamanda, iki büyük uluslararası standardizasyon kuruluşu tarafından ortaklaşa formüle edilmiştir ve uygulama beklentileri aşikar olmalıdır.
1. JVT'nin H.264'ü
H.264, ITU-T'nin VCEG (Video Kodlama Uzmanları Grubu) ve ISO/IEC'nin MPEG (Hareketli Resim Kodlama Uzmanları Grubu) ortak video ekibi (JVT: ortak video ekibi) tarafından geliştirilen yeni bir dijital video kodlama standardıdır. ITU-T'nin H.10 ve ISO/IEC'nin MPEG-264'ünün 4. bölümüdür. Taslak talebi Ocak 1998'de başladı. İlk taslak Eylül 1999'da tamamlandı. TML-8 test modeli Mayıs 2001'de geliştirildi. H.264'ün FCD kurulu Haziran 5'de JVT'nin 2002. toplantısında kabul edildi. Standart şu anda geliştirme aşamasındadır ve resmi olarak gelecek yılın ilk yarısında kabul edilmesi beklenmektedir.
H.264, önceki standart gibi, aynı zamanda DPCM artı dönüşüm kodlamasının hibrit kodlama modudur. Ancak, pek çok seçenek olmaksızın özlü bir "temel bilgilere dönüş" tasarımını benimser ve H.263++'dan çok daha iyi sıkıştırma performansı elde eder; çeşitli kanallara uyarlanabilirliği güçlendirir ve "ağ dostu" bir yapı ve sözdizimi benimser. Hataların ve paket kaybının işlenmesine elverişli; farklı hızların, farklı çözünürlüklerin ve farklı iletim (depolama) durumlarının ihtiyaçlarını karşılamak için çok çeşitli uygulama hedefleri; temel sistemi açıktır ve kullanım için telif hakkı gerekmez.
Teknik olarak, H.264 standardında birleştirilmiş VLC sembol kodlaması, yüksek hassasiyetli, çok modlu yer değiştirme tahmini, 4×4 bloklara dayalı tamsayı dönüşümü ve katmanlı kodlama sözdizimi gibi birçok önemli nokta vardır. Bu önlemler, H.264 algoritmasının çok yüksek kodlama verimliliğine sahip olmasını sağlar, aynı yeniden oluşturulmuş görüntü kalitesi altında, H.50'e göre kod oranından yaklaşık %263 tasarruf sağlayabilir. H.264'ün kod akışı yapısı, güçlü ağ uyarlanabilirliğine sahiptir, hata kurtarma yeteneklerini artırır ve IP ve kablosuz ağ uygulamalarına iyi uyum sağlayabilir.
2. H264'ün öne çıkan teknik özellikleri
Katmanlı tasarım
H.264 algoritması kavramsal olarak iki katmana ayrılabilir: video kodlama katmanı (VCL: Video Kodlama Katmanı) verimli video içeriği sunumundan sorumludur ve ağ soyutlama katmanı (NAL: Ağ Soyutlama Katmanı) uygun yoldan sorumludur. ağ tarafından gereklidir. Verileri paketleyin ve iletin. H.264 kodlayıcının hiyerarşik yapısı Şekil 1'de gösterilmektedir. VCL ve NAL arasında paket tabanlı bir arayüz tanımlanır ve paketleme ve karşılık gelen sinyalleşme NAL'nin parçasıdır. Bu sayede yüksek kodlama verimliliği ve ağ dostu olma görevleri sırasıyla VCL ve NAL tarafından tamamlanır.
VCL katmanı, blok tabanlı hareket telafisi hibrit kodlama ve bazı yeni özellikler içerir. Önceki video kodlama standartları gibi, H.264 de ön işleme ve son işleme gibi işlevleri taslakta içermez, bu da standardın esnekliğini artırabilir.
NAL, çerçeveleme, mantıksal kanal sinyali, zamanlama bilgisi kullanımı veya dizi bitiş sinyali vb. dahil olmak üzere verileri kapsüllemek için alt katman ağının segmentasyon formatının kullanılmasından sorumludur. Örneğin, NAL, devre anahtarlamalı kanallarda video iletim formatlarını destekler ve RTP/UDP/IP kullanarak internette video aktarım biçimlerini destekler. NAL, kendi başlık bilgisini, segment yapısı bilgisini ve gerçek yük bilgisini, yani üst katman VCL verilerini içerir. (Veri segmentasyon teknolojisi kullanılıyorsa, veriler birkaç bölümden oluşabilir).
Yüksek hassasiyetli, çok modlu hareket tahmini
H.264, 1/4 veya 1/8 piksel hassasiyetli hareket vektörlerini destekler. 1/4 piksel doğrulukta, yüksek frekanslı gürültüyü azaltmak için 6 dokunuşlu bir filtre kullanılabilir. 1/8 piksel doğruluğuna sahip hareket vektörleri için daha karmaşık bir 8-tap filtresi kullanılabilir. Hareket tahmini gerçekleştirirken, kodlayıcı, tahminin etkisini iyileştirmek için "gelişmiş" enterpolasyon filtrelerini de seçebilir.
H.264'ün hareket tahmininde, bir makro blok (MB), Şekil 2'ye göre farklı alt bloklara bölünerek 7 farklı blok boyutu modu oluşturulabilir. Bu çok modlu esnek ve ayrıntılı bölme, görüntüdeki gerçek hareketli nesnelerin şekli için daha uygundur ve büyük ölçüde iyileşir
Hareket tahmininin doğruluğu artırıldı. Bu şekilde, her makro bloğu 1, 2, 4, 8 veya 16 hareket vektörü içerebilir.
H.264'te, kodlayıcının, çoklu çerçeve referans teknolojisi olarak adlandırılan hareket tahmini için birden fazla önceki çerçeveyi kullanmasına izin verilir. Örneğin, 2 veya 3 çerçeve sadece kodlanmış referans çerçeveleriyse, kodlayıcı her hedef makroblok için daha iyi bir tahmin çerçevesi seçecek ve her makroblok için tahmin için hangi çerçevenin kullanıldığını belirtecektir.
4×4 blok tamsayı dönüşümü
H.264, kalıntı için blok tabanlı dönüşüm kodlaması kullanan önceki standarda benzer, ancak dönüşüm, gerçek sayı işlemi yerine tamsayı işlemidir ve işlem temel olarak DCT'ye benzer. Bu yöntemin avantajı, basit sabit nokta aritmetiğinin kullanımını kolaylaştıran kodlayıcı ve kod çözücüde aynı hassas dönüşüme ve ters dönüşüme izin verilmesidir. Yani burada "ters dönüşüm hatası" yoktur. Dönüşüm birimi geçmişte yaygın olarak kullanılan 4×4 bloklar yerine 8×8 bloklardır. Dönüştürme bloğunun boyutu küçüldükçe, hareketli nesnenin bölünmesi daha doğrudur. Bu şekilde, sadece dönüşüm hesaplama miktarı nispeten küçük olmakla kalmaz, aynı zamanda hareketli nesnenin kenarındaki yakınsama hatası da büyük ölçüde azaltılır. Küçük boyutlu blok dönüştürme yönteminin görüntüdeki daha geniş düz alandaki bloklar arasındaki gri tonlama farkını üretmemesi için, çerçeve içi makroblok parlaklık verisinin 16 4×4 bloğunun DC katsayısı (her küçük blok Bir , toplam 16) ikinci bir 4×4 blok dönüşümü gerçekleştirir ve 2 2×4 krominans veri bloğunun DC katsayıları üzerinde 4×4 blok dönüşümü gerçekleştirir (her küçük blok için bir tane, toplamda 4).
H.264'ün hız kontrol kabiliyetini geliştirmek için, nicemleme adım boyutunun değişimi, sabit bir artış yerine yaklaşık %12.5'te kontrol edilir. Dönüşüm katsayısı genliğinin normalleştirilmesi, hesaplama karmaşıklığını azaltmak için ters niceleme işleminde işlenir. Rengin aslına uygunluğunu vurgulamak için, krominans katsayısı için küçük bir niceleme adımı boyutu benimsenmiştir.
Birleşik VLC
H.264'te entropi kodlaması için iki yöntem vardır. Biri, kodlanacak tüm semboller için birleşik VLC (UVLC: Evrensel VLC) kullanmak, diğeri ise içeriğe göre uyarlamalı ikili aritmetik kodlamayı (CABAC: Bağlama Uyarlamalı) kullanmaktır. İkili Aritmetik Kodlama). CABAC isteğe bağlı bir seçenektir, kodlama performansı UVLC'den biraz daha iyidir, ancak hesaplama karmaşıklığı da daha yüksektir. UVLC sınırsız uzunlukta bir kod kelime seti kullanır ve tasarım yapısı çok düzenlidir ve aynı kod tablosu ile farklı nesneler kodlanabilir. Bu yöntemin bir kod sözcüğü oluşturması kolaydır ve kod çözücü, kod sözcüğünün önekini kolayca tanımlayabilir ve UVLC, bir bit hatası oluştuğunda hızlı bir şekilde yeniden senkronizasyon elde edebilir.
Burada x0, x1, x2, ... INFO bitleridir ve 0 veya 1'dir. Şekil 4 ilk 9 kod kelimesini listeler. Örneğin, 4. sayı kelimesi INFO01'i içerir. Bu kod kelimesinin tasarımı, bit hatalarını önlemek için hızlı yeniden senkronizasyon için optimize edilmiştir.
iç konuşma
Önceki H.26x serisi ve MPEG-x serisi standartlarında, çerçeveler arası tahmin yöntemleri kullanılıyordu. H.264'te, Intra görüntüleri kodlarken kare içi tahmin kullanılabilir. Her 4×4 blok için (kenar bloğunun özel muamelesi hariç), her piksel, önceden kodlanmış en yakın 17 pikselin (bazı ağırlıklar 0 olabilir), yani bu piksel 17 pikselin farklı ağırlıklı toplamı ile tahmin edilebilir. bloğun sol üst köşesinde. Açıkçası, bu tür çerçeve içi tahmin, zaman içinde değil, uzaysal alanda gerçekleştirilen, bitişik bloklar arasındaki uzaysal fazlalığı kaldırabilen ve daha etkili sıkıştırma elde edebilen bir tahmine dayalı kodlama algoritmasıdır.
4×4 karede a, b, ..., p tahmin edilecek 16 pikseldir ve A, B, ..., P kodlanmış piksellerdir. Örneğin, m noktasının değeri (J+2K+L+2)/4 formülüyle veya (A+B+C+D+I+J+K+L)/8 formülüyle tahmin edilebilir, ve benzeri. Seçilen tahmin referans noktalarına göre, parlaklık için 9 farklı mod vardır, ancak çerçeve içi krominans tahmini için sadece 1 mod vardır.
IP ve kablosuz ortamlar için
H.264 taslağı, mobil kanallarda veya IP kanallarında iletimin sağlamlığı gibi sık sık hata ve paket kaybı olan bir ortamda sıkıştırılmış video iletimini kolaylaştırmak için hata giderme araçları içerir.
İletim hatalarına direnmek için, H.264 video akışındaki zaman senkronizasyonu, çerçeve içi görüntü yenileme kullanılarak gerçekleştirilebilir ve uzamsal senkronizasyon, dilim yapılı kodlama ile desteklenir. Aynı zamanda, bir bit hatasından sonra yeniden senkronizasyonu kolaylaştırmak için bir görüntünün video verilerinde de belirli bir yeniden senkronizasyon noktası sağlanır. Ek olarak, çerçeve içi makro blok yenileme ve çoklu referans makro blokları, kodlayıcının makro blok modunu belirlerken yalnızca kodlama verimliliğini değil aynı zamanda iletim kanalının özelliklerini de dikkate almasına olanak tanır.
H.264'te kanal kodu hızına uyum sağlamak için nicemleme adım boyutundaki değişikliği kullanmaya ek olarak, kanal kodu hızındaki değişiklikle başa çıkmak için genellikle veri bölümlendirme yöntemi kullanılır. Genel olarak konuşursak, veri segmentasyonu kavramı, ağdaki hizmet QoS kalitesini desteklemek için kodlayıcıda farklı önceliklere sahip video verileri oluşturmaktır. Örneğin, her bir çerçevenin verilerini önemine göre birkaç parçaya bölmek için sözdizimi tabanlı bir veri bölümleme yöntemi benimsenir, bu da arabellek taştığında daha az önemli bilgilerin atılmasına izin verir. P ve B çerçevelerinde çoklu referans çerçeveleri kullanılarak gerçekleştirilen benzer bir zamansal veri bölümleme yöntemi de kullanılabilir.
Kablosuz iletişim uygulamasında, her çerçevenin niceleme hassasiyetini veya uzay / zaman çözünürlüğünü değiştirerek kablosuz kanalın büyük bit hızı değişikliklerini destekleyebiliriz. Bununla birlikte, çok noktaya yayın durumunda, kodlayıcının değişen bit hızlarına yanıt vermesini zorunlu kılmak imkansızdır. Bu nedenle, MPEG-4'te (daha düşük verimlilikle) kullanılan FGS (İnce Granüler Ölçeklenebilirlik) yönteminden farklı olarak, H.264, hiyerarşik kodlama yerine akış anahtarlama SP çerçevelerini kullanır.
========================
3. TML-8 performansı
TML-8, H.264'ün test modudur, bunu H.264'ün video kodlama verimliliğini karşılaştırmak ve test etmek için kullanın. Test sonuçları tarafından sağlanan PSNR, MPEG-4 (ASP: Advanced Simple Profile) ve H.263++ (HLP: High Latency Profile) performansına kıyasla, H.264'ün sonuçlarının bariz avantajlara sahip olduğunu açıkça göstermiştir. Şekil 5'te gösterildiği gibi.
H.264'ün PSNR'si, MPEG-4 (ASP) ve H.263 ++ (HLP) 'den açıkça daha iyidir. 6 hızın karşılaştırma testinde, H.264'ün PSNR'si ortalama olarak MPEG-2'ten (ASP) 4dB daha yüksektir. Ortalama olarak H.3'ten (HLP) 263dB daha yüksektir. 6 test hızı ve bunlarla ilgili koşullar şunlardır: 32 kbit / s hız, 10f / s kare hızı ve QCIF formatı; 64 kbit / sn hız, 15f / sn kare hızı ve QCIF biçimi; 128kbit / s hız, 15f / s Kare hızı ve CIF formatı; 256kbit / s hız, 15f / s kare hızı ve QCIF formatı; 512 kbit / sn hız, 30f / sn kare hızı ve CIF biçimi; 1024 kbit / s hız, 30f / s kare hızı ve CIF formatı.
4. gerçekleştirme zorluğu
Pratik uygulamaları düşünen her mühendis için, H.264'ün üstün performansına dikkat ederken, uygulamasının zorluğunu ölçmek zorundadır. Genel olarak konuşursak, H.264 performansının iyileştirilmesi, artan karmaşıklık pahasına elde edilir. Ancak teknolojinin gelişmesiyle birlikte, karmaşıklıktaki bu artış, mevcut veya yakın gelecekteki teknolojimizin kabul edilebilir aralığı içindedir. Aslında, karmaşıklığın sınırlaması göz önüne alındığında, H.264, özellikle hesaplama açısından pahalı bazı gelişmiş algoritmaları benimsememiştir. Örneğin, H.264, MPEG-4 ASP'de kullanılan global hareket dengeleme teknolojisini kullanmaz. Artan önemli kodlama karmaşıklığı.
Hem H.264 hem de MPEG-4, B-kareleri içerir ve daha hassas ve uyumluMPEG-2, H.263 veya MPEG-4 SP'den (Basit profil) lex hareket enterpolasyon filtreleri. Hareket tahminini daha iyi tamamlamak için H.264, değişken blok boyutlarının türlerini ve değişken referans çerçevelerinin sayısını önemli ölçüde artırdı.
H.264 RAM gereksinimleri esas olarak referans çerçeve görüntüleri için kullanılır ve çoğu kodlanmış video, 3 ila 5 çerçeve referans görüntüsü kullanır. Normal video kodlayıcıdan daha fazla ROM gerektirmez, çünkü H.264 UVLC, tüm veri türleri için iyi yapılandırılmış bir arama tablosu kullanır.
5. sonuç açıklamaları
H.264, gerçek zamanlı video iletişimi, İnternet video iletimi, video akış hizmetleri, heterojen ağlarda çok noktalı iletişim, sıkıştırılmış video depolama, video veritabanları vb. gibi geniş uygulama olanaklarına sahiptir.
H.264 tavsiyelerinin teknik özellikleri üç açıdan özetlenebilir. Birincisi, pratikliğe odaklanmak, olgun teknolojiyi benimsemek, daha yüksek kodlama verimliliği ve özlü ifadeyi sürdürmek; diğeri ise mobil ve IP ağlarına uyum sağlamaya odaklanmak ve kodlamayı ve kanalı resmi olarak ayıran hiyerarşik Teknolojiyi benimsemek, özünde kaynak kodlayıcı algoritmasında kanalın özelliklerini daha çok dikkate almak; üçüncüsü, hibrit kodlayıcının temel çerçevesi altında, ana anahtar bileşenlerinin tamamının yapılmış olmasıdır. Çok modlu hareket tahmini, kare içi tahmin, çoklu kare tahmini, birleşik VLC, 4×4 iki boyutlu tamsayı dönüşümü vb. gibi önemli iyileştirmeler.
Şimdiye kadar H.264 kesinleşmedi, ancak daha yüksek sıkıştırma oranı ve daha iyi kanal uyarlanabilirliği nedeniyle, dijital video iletişimi veya depolama alanında giderek daha yaygın olarak kullanılacak ve geliştirme potansiyeli sınırsız.
Son olarak, H.264'ün üstün performansının maliyetsiz olmadığı, ancak maliyetin hesaplama karmaşıklığında büyük bir artış olduğu belirtilmelidir. Tahminlere göre, kodlamanın hesaplama karmaşıklığı H.263'ün yaklaşık üç katı ve kod çözme karmaşıklığı H.2'ün yaklaşık 263 katıdır.
===========================
H.264 ve MPEG-4 teknoloji ürünlerini doğru bir şekilde anlayın ve üreticinin yanlış propagandasını ortadan kaldırın
H.264 video codec standardının belirli bir ilerleme düzeyine sahip olduğu kabul edilmektedir, ancak özellikle bir gözetim ürünü olarak tercih edilen video kodlayıcı standardı değildir, çünkü bazı teknik kusurları da vardır.
MPEG-4 Part 10 standardına H.264 video codec standardı olarak dahil edilmiştir, bu da MPEG-4'ün yalnızca onuncu bölümüne eklendiği anlamına gelir. Başka bir deyişle, H.264, MPEG-4 standardının kapsamını aşmaz. Bu nedenle, İnternet'teki H.264 standardının ve video aktarım kalitesinin MPEG-4'ten daha yüksek olduğu yanlıştır. MPEG-4'ten H.264'e geçiş daha da anlaşılmaz. İlk olarak, MPEG-4'ün gelişimini doğru bir şekilde anlayalım:
1. MPEG-4 (SP) ve MPEG-4 (ASP), MPEG-4'ün ilk ürün teknolojileridir.
MPEG-4 (SP) ve MPEG-4 (ASP) 1998'de önerildi. Teknolojisi günümüze kadar gelişti ve gerçekten de bazı sorunlar var. Bu nedenle, MPEG-4 geliştirme yeteneğine sahip mevcut devlete ait teknik personel, MPEG-4 video gözetim veya video konferans ürünlerinde bu geriye dönük teknolojiyi benimsememiştir. H.264 ürünleri (2005'ten sonraki teknik ürünler) ile internette tanıtılan ilk MPEG-4 (SP) teknolojisi arasındaki karşılaştırma gerçekten uygunsuz. 2005 ve 2001 yıllarında BT ürünlerinin performans karşılaştırması inandırıcı olabilir mi? . Burada anlatılması gereken, bunun üreticilerin teknik bir yutturmaca davranışı olduğudur.
Lütfen teknoloji karşılaştırmasına bir göz atın:
Bazı üreticiler yanlış yönlendirilmiş karşılaştırmalar: Aynı yeniden yapılandırılmış görüntü kalitesi altında, H.264, H.50+ ve MPEG-263'e (SP) kıyasla bit hızını %4 azaltır.
Bu veriler temel olarak H.264 yeni teknoloji ürün verilerini MPEG-4 erken teknoloji ürün verileriyle karşılaştırır; bu, mevcut MPEG-4 teknolojisi ürünlerini karşılaştırmak için anlamsız ve yanıltıcıdır. H.264 ürünleri neden 4'da verileri yeni MPEG-2006 teknolojisi ürünleriyle karşılaştırmadı? H.264 video kodlama teknolojisinin gelişimi gerçekten çok hızlıdır, ancak video kod çözme video efekti yalnızca Microsoft'un Windows Media Player 9.0 (WM9) video efektine eşdeğerdir. Şu anda, örneğin, Huayi'nin sabit disk video sunucusu ve video konferans ekipmanı tarafından kullanılan MPEG-4 teknolojisi, video kod çözme teknolojisindeki (WMV) teknik özelliklerine ulaşmıştır ve ses ve video senkronizasyonu 0.15s'den azdır (150 milisaniye içinde). ). H.264 ve Microsoft WM9 eşleşemez
2. Gelişen MPEG-4 video kod çözücü teknolojisi:
Şu anda, MPEG-4 video kod çözücü teknolojisi, üreticilerin İnternet'te abarttığı gibi değil, hızla gelişiyor. Mevcut H.264 görüntü standardının avantajı, yalnızca sıkıştırma ve depolamasındadır; bu, Huayi ürünlerinin mevcut MPEG-15 depolama dosyasından %20-4 daha küçüktür, ancak video formatı standart bir format değildir. Bunun nedeni, H.264'ün uluslararası olarak kullanılan bir depolama biçimini benimsememesi ve video dosyalarının uluslararası olarak kullanılan üçüncü taraf yazılımlarla açılamamasıdır. Bu nedenle bazı yerel hükümet ve kurumlarda ekipman seçimi yapılırken video dosyalarının uluslararası kabul görmüş üçüncü parti yazılımlarla açılması gerektiği açıkça belirtilmektedir. Bu, ürünleri izlemek için gerçekten önemlidir. Özellikle hırsızlık meydana geldiğinde polisin delil elde etmesi, analiz etmesi vb.
MPEG-4 video kod çözücünün yükseltilmiş versiyonu (WMV)'dir ve ses, kodlama teknolojisine ve her üreticinin deneyimine göre farklıdır. 4'ten 2005'ya kadar mevcut olgunlaşmış MPEG-2006 yeni teknoloji ürünleri, performans açısından H.264 teknoloji ürünlerinden çok daha yüksektir.
İletim açısından: Yeni MPE ile karşılaştırıldığındaG-4 teknoloji ürünü H.264, aşağıdaki kusurlar vardır:
1. Ses ve video senkronizasyonu: H.264 ses ve video senkronizasyonunun, özellikle gecikme açısından bazı sorunları vardır. H.264'ün aktarım performansı, Microsoft'un Windows Media Player 9.0 (WM9) ile eşdeğerdir. Şu anda, Huayi ağ video sunucusu tarafından benimsenen MPEG-4 teknolojisi, H.0.15 ürünlerinin erişiminin ötesinde olan video gözetimi ve video konferans alanında 150 saniyeden (264 milisaniye) daha az bir gecikme elde ediyor;
2. Ağ iletim verimliliği: H.2'yi benimseyin
Bizim diğer ürün:
