Prvním cílem diplomové práce je prostudování základních principů komprimace obrazových signálů. Seznámení se s technikami používanými pro redukci zbytečnosti a nadbytečnosti v obrazovém signálu. Druhým cílem je, na základě těchto informací, realizovat jednotlivé komprimační nástroje v programovém prostředí Matlab a sestavit tak jednoduchý model video kodeku. Diplomová práce obsahuje popis realizace tří základních komprimačních bloků a sice - kódování uvnitř snímku, mezi snímkové kódování a kódování s proměnnou délkou slova - podle standardu MPEG-2.
MPEG-4 Part Visual
vs.
Vyhodnocení vektoru pohybu
Porovnávání aktuálního snímku předchozím (následným),
hledání stejných makrobloků, základě jejich vzájemné
pozice vytváří vektor pohybu. MPEG-4 Part 10: H.264/AVC nebo VC-1/SMPTE 421M). Irelevantní data jsou naopak data přímo spojená obsahem obrazového signálu,
ale díky nedokonalosti lidského vnímání možné tyto data odstranit bez většího dopadu na
výslednou kvalitu obrazového signálu, respektive kvality celého videozáznamu. lze
rozdělit dvě úrovně kódování to: kódování uvnitř snímku (Intra-frame), kódování
mezisnímkové (Inter-frame) úroveň zajištující zpracování dat výstupní bitového toku [1].
Předpověď
Vytvoření předpovědi vektorů pohybu a
předešlého/následného snímku. Redukce
irelevance tedy úprava ztrátová. Přehled hlavních nástrojů kodéru standardu MPEG-2 [1].)
Transformace obrazových vzorků prostorového oblasti na
frekvenční koeficienty frekvenční oblasti.
Kvantování Dělení matice frekvenčních koeficientů kvantizační maticí. Nejrozšířenějším video
kodekem doposud MPEG-2 popis principů komprimace bude tedy zahrnovat především
komprimační nástroje tohoto standardu [6], [7].
Kódování uvnitř snímku tvořeno bloky:
Přímá transformace DCT
(Diskrétní kosinová trans.
1. Při snímku typu rozdíl nevytváří.
Existuje velká řada kodeků, které využívají celou škálu komprimačních nástrojů
a různých přístupů samotné komprimaci obrazového signálu (např.
.
Paměti pro předchozí a
následný snímek
Do paměti ukládá rekonstruovaný snímek
a slouží jako reference pro předpověď.
Bloky pro zpracování dat výstupního bitového toku:
Entropické kódování
(Kódování délky běhu,
Huffmanovo kódování)
„cik cak“ čtení frekvenčních koeficientů následné
kódování.1 Blokové zapojení kodéru dekodéru
Pro návrh modelu video kodeku jeho následnou realizaci bude vycházet standardu
MPEG-2 (ISO/IEC 13818), viz tab.
Tab.2
1 ZÁKLADNÍ PRINCIPY KOMPRIMACE
Princip komprimace obrazového signálu spočívá redukci redundantních (nadbytečných)
a irelevantních (zbytečných) dat obrazového signálu. Zapojení kodéru standardu MPEG-2, viz obr. Redundantní data obrazového signálu
jsou taková data, která uměle navyšují velikost, jejich potlačení odstranění tedy úprava
bezeztrátová.
Inverzí kvantování, inverzní
transformace
Rekonstrukce rozdílového snímku, zpětné násobení
kvantované matice zpětná transformace DCT-1
.
Mezisnímkové kódování tvořeno bloky:
DPCM
(Diferenciální pulsní kódová
modulace)
Vytváří rozdíl mezi aktuálním předchozím (následným)
snímkem
