Стандарты mpeg (курсовая работа)

-------------------------------------------------
СТАНДАРТЫ MPEG

КУРСОВАЯ РАБОТА

-------------------------------------------------
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ | 2 |
ВОЗНИКНОВЕНИЕ MPEG | 2 |
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ | 3 |
ТРЕБОВАНИЯ ПРИЛОЖЕНИЙ К АЛГОРИТМУ | 3 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ | 4 |
ОБЗОР СТАНДАРТОВ | 5 |
БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЖАТИЯ ВИДЕО | 8 |
ОПИСАНИЕАЛГОРИТМА КОМПРЕССИИ | 8 |
ОБЩАЯ СХЕМА АЛГОРИТМА | 9 |
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕКТОРОВ СМЕЩЕНИЙ БЛОКОВ | 9 |
ВОЗМОЖНОСТИ ПО РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЮ | 10 |
ДРУГИЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ | 11 |
MOTION-JPEG | 13 |
MPEG-1 | 14 |
H.261 | 15 |
H.263 | 16 |
MPEG-2 | 17 |
MPEG-4 | 18 |
СРАВНЕНИЕ СТАНДАРТОВ | 20 |
ЗВУК В MPEG | 21 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ |22 |

-------------------------------------------------
ВВЕДЕНИЕ

ВОЗНИКНОВЕНИЕ MPEG

В 1988 году группа специалистов международной организации по стандартизации (ISO) приступила к разработке международных стандартов кодирования и сжатия видео- и аудиоинформации. Официальное наименование этой группе было дано совершенно невоспроизводимое - ISO/IECJTC1 SC29 WG11. Впоследствии она сталаизвестна как "Экспертная группа по кинематографии" (Moving Picture Expert Group), а аббревиатура MPEG, образованная от английского варианта обиходного названия этой группы, давно уже используется как обозначение разработанных ею норм и стандартов.

Основной сложностью при работе с видео являются большие объемы дискового пространства, необходимого для хранения даже небольших фрагментов. Причем дажеприменение современных алгоритмов сжатия не изменяет ситуацию кардинально. При записи на один компакт-диск "в бытовом качестве", на него можно поместить несколько тысяч фотографий, примерно 10 часов музыки и всего полчаса видео. Видео "телевизионного" формата 720х576 пикселов 25 кадров в секунду в системе RGB требует потока данных примерно в 240 Мбит/сек (т.е. 1.8 Гб в минуту). При этом традиционные алгоритмысжатия изображений, ориентированные на отдельные кадры, не спасают ситуации, поскольку даже при уменьшении потока в 10 раз он составляет достаточно большие величины.

В основу правил сжатия видеоданных была заложена идея поиска и устранения избыточной информации, не влияющей на конечное восприятие качества изображения. В первую очередь, был учтен "человеческий фактор" - психофизиологическая модельвосприятия человеком видеоизображений (HVS - Human Visual Sense), в частности, тот факт, что градации яркости воспринимаются зрительным аппаратом человека значительно тоньше, чем градации цвета. Это означает, что цветовую информацию можно "загрубить" по сравнению с яркостной, при этом в субъективном восприятии качество изображения не ухудшится. То есть первоочередным направлением в построении алгоритмов всехстандартов MPEG становится отыскание и устранение информации, избыточной с точки зрения субъективного восприятия.

В результате подавляющее большинство сегодняшних алгоритмов сжатия видео являются алгоритмами с потерей данных. При сжатии используется несколько типов избыточности:
- Когерентность областей изображения - малое изменение цвета изображения в соседних пикселах (свойство, котороеэксплуатируют все алгоритмы сжатия изображений с потерями).
- Избыточность в цветовых плоскостях - используется большая важность яркости изображения для восприятия.
- Подобие между кадрами - использование того факта, что на скорости 25 кадров в секунду, как правило, соседние кадры изменяются незначительно.

За десятилетие было разработано целое семейство стандартов; более того, почти все они живут и успешноработают. Лучшим свидетельством тому служит тот факт, что аббревиатуры MPEG и МР стали обиходными на бытовом уровне. Даже потребитель соотносит эти "имена" не со стандартными именами или их разработчиками, а с мультимедиа продукцией.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Определимся с основными понятиями, которые используются при сжатии видео. Видеопоток характеризуется...