Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

VIDEO ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ  Υπάρχουσες εφαρμογές: • Αναπαραγωγή αποθηκευμένου οπτικοακουστικού υλικού (εκπαιδευτικές/ψυχαγωγικές π.χ. video on demand) • Οπτικοακουστική.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "VIDEO ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ  Υπάρχουσες εφαρμογές: • Αναπαραγωγή αποθηκευμένου οπτικοακουστικού υλικού (εκπαιδευτικές/ψυχαγωγικές π.χ. video on demand) • Οπτικοακουστική."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 VIDEO ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ  Υπάρχουσες εφαρμογές: • Αναπαραγωγή αποθηκευμένου οπτικοακουστικού υλικού (εκπαιδευτικές/ψυχαγωγικές π.χ. video on demand) • Οπτικοακουστική επικοινωνία πραγματικού χρόνου (ένας-προς-έναν π.χ. ενημέρωση διευθυντή από υπαλλήλους ή ένας-προς-πολλούς π.χ. σεμινάριο για υπαλλήλους ή φοιτητές)

2 ΣΥΛΛΗΨΗ VIDEO  Υποσυστήματα γραφικών: σύνθετο σήμα RGB, σάρωση raster  Τηλεοράσεις: σύνθετο σήμα YUV ή YIQ, πλεκτή (interlaced) σάρωση  Συμπέρασμα: απαιτείται ειδικό υλικό για μετατροπή σήματος

3 ΣΥΛΛΗΨΗ VIDEO  Κάρτες υπέρθεσης video (video overlay boards): παρουσίαση εικόνας σε τμήμα οθόνης, συγχρονισμός, μίξη με κείμενο, γραφικά (όχι ψηφιοποίηση)  Ψηφιοποιητές: ψηφιοποιούν το σήμα PAL ή NTSC από video player, camera, δυνατότητα editing, παρουσίαση οπουδήποτε στην οθόνη  Κάρτες συμπίεσης: DVI (Intel 1989) πρότυπο για εφαρμογές κινούμενης εικόνας, MJPEG (Motion JPEG), MPEG.

4 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ  Χωρικό και χρονικό πλεόνασμα πληροφορίας  Συμπίεση κινούμενης εικόνας: εκμετάλλευση χωρικού (π.χ. MJPEG) ή και χρονικού πλεονάσματος (π.χ. MPEG)  MJPEG: ευκολία επέμβασης σε πλαίσια και ανθεκτικότητα σε λάθη  MPEG: συσχέτιση πλαισίου με προηγούμενα (άρα λάθη), αλλά μεγαλύτεροι λόγοι συμπίεσης

5 Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΨΗΦΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ  Στόχος: οικονομία στο εύρος φάσματος  Ασυμπίεστο τηλεοπτικό σήμα PAL: 5 MHz  Ψηφιακή μετάδοση: 10 MHz (θεώρημα Nyquist)  Τουλάχιστον 8 bits/δείγμα (256 επίπεδα)  Έγχρωμη εικόνα: τρία κανάλια χρώματος  Συνολικά: 3*10*8=240 Mbits/sec  Transfer rate από/προς επεξεργαστή (PCI bus): 133 Mbits/sec  Transfer rate CD-ROM: 60 Mbits/sec  Συμπέρασμα: αδύνατη αποθήκευση/αναπαραγωγή

6 Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΨΗΦΙΑΚΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ  Τυπική κινηματογραφική ταινία 90 min (5400 sec): 162 GB (μεγαλύτερο από συνήθη χωρητικότητα σκληρού δίσκου)  CD-DA: 75 λεπτά ασυμπίεστου στερεοφωνικού ήχου στα 44.1 KHz με 16 bit/sample → 650 ΜΒ  Αποθήκευση ψηφιακού video στο CD: 30 sec  DVD (Digital Versatile Disk): 4.7 GB (θέλω 35 DVD!)

7 ΠΡΟΤΥΠΟ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ MPEG  MPEG (Moving Picture Experts Group): ομάδα ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (1988)  Συντονιστής επιτροπής MPEG: Leonardo Chiariglione («πατέρας» του MPEG)  MPEG: οικογένεια τυποποιήσεων (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21)

8 ΠΡΟΤΥΠΟ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ MPEG  MPEG-1 (Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5 Mbit/sec): • ανάλυση 352  240 pixels (NTSC) ή 352  288 pixels (PAL) • ποιότητα VHS video • Αποθήκευση σε CD-ROM, Video-CD, CD-i • Εφαρμογές με ρυθμό μετάδοσης 4-5 Mbits/sec (όχι καλά αποτελέσματα)

9 ΠΡΟΤΥΠΟ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ MPEG  MPEG-2 (Generic coding of moving pictures and associated audio information): • Ανάλυση 704  480 pixels (NTSC) ή 704  576 pixels (PAL) (broadcast quality) • Εικόνα πλεκτής σάρωσης (interlaced) • Ρυθμός μετάδοσης 3-10 Mbits/sec • Εφαρμογές στην καλωδιακή τηλεόραση (CableTV), στη δορυφορική (Direct Broadcasting Satellite TV), αποθήκευση ταινιών σε DVD.

10 ΠΡΟΤΥΠΟ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ MPEG  MPEG-4 (Coding of audio-visual objects): • Audio-visual objects (AVO): οντότητες που απαρτίζουν την εικόνα (σχήματα, ήχοι κλπ.) • Ανάλυση εικόνας 176  144 pixels • Ρυθμός μετάδοσης Kbits/sec (δίκτυα με μικρό bandwidth) • Εφαρμογές επικοινωνίας πολυμέσων (video- phone, video-conference, video , electronic news κλπ.)

11 ΠΡΟΤΥΠΟ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ MPEG  MPEG-7: πρότυπο κωδικοποίησης με αναπαράσταση περιεχομένου (content representation) για αναζήτηση πληροφοριών σε εφαρμογές πολυμέσων  CPB (Constrained Parameters Bitstream): ορίζει διαστάσεις MPEG σημάτων (επιτρέπονται και υψηλότερες αναλύσεις, χωρίς εγγυημένη αναπαραγωγή)  MPEG-2 έως 1920  1080 pixels, MPEG-1 έως 4095  4095 pixels

12 ΠΡΟΤΥΠΟ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ MPEG  MPEG-2 προσφέρει καλύτερη εικόνα και λόγους συμπίεσης από το MPEG-1 και είναι συμβατό (backwards compatible)  MPEG-3 προοριζόταν για Τηλεόραση Υψηλής Ευκρίνειας (HDTV – High Definition TV) αλλά MPEG-2 κάλυψε τις απαιτήσεις

13 ΠΟΙΟΤΙΚΗ ΑΝΟΧΗ  Δεχόμαστε ένα ποσοστό παραμόρφωσης  Αναβαθμίζουμε το μέσο όρο ανάλυσης σκηνών  Χρυσή τομή ανάμεσα σε ποιότητα και bandwidth  Υποκειμενικές μετρήσεις που βασίζονται σε έμπειρους εκτιμητές  Αποδεκτή συμπίεση: ανεκτές ατέλειες (artifacts) εικόνας  Ήχος προσφέρεται για μεγαλύτερα ποσοστά συμπίεσης

14 ΠΛΕΟΝΑΣΜΟΣ  Στατικός πλεονασμός (Spatial Redundancy): Γειτονικές περιοχές στο ίδιο frame είναι παρόμοιες.  Υποκειμενικός πλεονασμός (Temporal Redundancy): Αντίστοιχες περιοχές σε διαδοχικά frames είναι παρόμοιες.  Εκμετάλλευση υποκειμενικού πλεονασμού στην αναλογική τηλεόραση παλιότερα και τώρα σε ψηφιακή μετάδοση

15 DCT Coding (Discrete Cosine Transform Coding)  Διακριτός μετασχηματισμός συνημίτονου (DCT): Όπου  Κάθε συντελεστής μεταφέρει πληροφορία που αντιστοιχεί σε τμήμα του φάσματος  Ανθρώπινη όραση αντιλαμβάνεται περισσότερο χαμηλές συχνότητες

16 DCT Coding (Discrete Cosine Transform Coding)  Αντίστροφος διακριτός μετασχηματισμός συνημίτονου (IDCT):  Λαμβάνεται σχεδόν ανέπαφη η αρχική πληροφορία (εκτός από σφάλματα στρογγυλοποίησης)

17 ΚΒΑΝΤΟΠΟΙΗΣΗ  Απαλλασσόμαστε από σημαντικό μέρος της πληροφορίας  Μετατροπή σήματος άπειρων τιμών σε σήμα ορισμένων διακριτών τιμών  Παράδειγμα: κβαντοποίηση εικόνας εκατομμυρίων χρωμάτων σε εικόνα 256 τιμών (πρότυπο JPEG)

18 ΚΒΑΝΤΟΠΟΙΗΣΗ  Παράδειγμα: • 45 στο δυαδικό (6 bits) • Με 4 bits είναι 1011 (δηλ. 11) • Με 3 bits είναι 101 (δηλ. 5) κτλ.  Συμπέρασμα: εισάγεται σφάλμα ανάλογο του πλήθους bits που απορρίπτονται (lossy compression)  Διαίρεση τιμών με σταθερές τιμές (uniform quantization) ή με τιμές από πίνακα (quantization table) όπως στο MPEG (intra-frame και inter-frame)

19 ΤΜΗΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΚΙΝΗΣΗΣ (BLOCK MOTION COMPENSATION)  Αποτελεσματική περιγραφή εικόνων με κίνηση  Δια-πλαισιακή (inter-frame) κωδικοποίηση  Περιγραφή με τμήματα που παραμένουν ίδια και διανύσματα που δείχνουν μετακίνηση άλλων τμημάτων  Προβλήματα: τμήματα αλλάζουν θέση αλλά και χρώμα, εμφανίζονται νέα τμήματα  MPEG: καθορίζεται η αναπαράσταση με διανύσματα κίνησης (motion vectors) αλλά δεν καθορίζεται η μέθοδος εύρεσής τους

20 ΤΜΗΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΚΙΝΗΣΗΣ (BLOCK MOTION COMPENSATION)  Συνήθως χρησιμοποιείται το απόλυτο λάθος (Absolute Error):  f(i,j) το τρέχον μπλοκ και g(i,j) το macroblock αναφοράς (περιοχή αναζήτησης)  Το macroblock που δίνει ελάχιστο σφάλμα αντιστοιχεί στο διάνυσμα κίνησης (d x,d y )  Πλήρης αναζήτηση (full search): Απλή αλλά υπολογιστικά πολύπλοκη

21 ΤΜΗΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΚΙΝΗΣΗΣ (BLOCK MOTION COMPENSATION)  Αναζήτηση τριών βημάτων (TSS – Three Step Search): • Υπολογίζεται το AE στο κέντρο και σε οκτώ περιοχές της περιοχής αναζήτησης (μεγέθους 32  32 pixels) • Περιοχή με ελάχιστο AE γίνεται κέντρο νέας αναζήτησης (μισού μεγέθους) • Επανάληψη διαδικασίας τρεις φορές (three steps)

22 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ MPEG  Τρία επίπεδα ρεύματος (stream) MPEG:

23 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ MPEG  Επίπεδο system: πληροφορίες σχετικά με συγχρονισμό, ροή σήματος, σημεία αναφοράς για τυχαία προσπέλαση και για διαχωρισμό video και audio και συγχρονισμένη απεικόνιση  Επίπεδα video και audio: κωδικοποιημένη εικόνα και ήχος αντίστοιχα  Κωδικοποίηση επιπέδων ταυτόχρονη είτε ξεχωριστή  Συνένωση δεδομένων με πολυπλεξία (multiplexing) (real time είτε όχι)

24 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ MPEG  MPEG coding/decoding γίνεται με hardware ή software  Λύση software: φθηνή αλλά χειρότερη ποιότητα εικόνας και απαίτηση υπολογιστικής ισχύος  Λύση hardware: ακριβότερη, αλλά αυτόνομα συστήματα (encoders/decoders) και καλύτερη ποιότητα  Κωδικοποιήσεις όπως Cinepak, Indeo, MJPEG στηρίζονται στο JPEG.

25 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ MPEG  Κωδικοποίηση MPEG επεκτείνει βασικές αρχές JPEG παραμετροποιώντας την κίνηση (μεγαλύτερα ποσοστά συμπίεσης)  Τα πλαίσια (frames) χωρίζονται σε τμήματα (slices)  Τα slices περιέχουν macroblocks (και αυτά με τη σειρά τους blocks μεγέθους 8  8 pixels)  Τα slices περιορίζουν διάδοση σφαλμάτων (error propagation) - βοηθούν στην απόκρυψη σφαλμάτων (error concealment)

26 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ MPEG

27  Δειγματοληψία χρωματικών συνιστωσών αναλογικού σήματος τηλεόρασης (Cr και Cb) στα 6,75 MHz  Δειγματοληψία φωτεινότητας (Υ) στα 13,5 MHz (διπλάσια συχνότητα)  Και τα δύο πολλαπλάσια του 2,25 MHz (ΕΚΠ ρυθμού σάρωσης γραμμών σε PAL και NTSC)  Στην ψηφιακή τους μορφή για κάθε macroblock τρεις πίνακες (ένας 16  16 και δύο 8  8 pixels)  Στους πίνακες αυτούς εφαρμόζεται ο DCT, οι άλλες διαδικασίες συμπίεσης και η πρόβλεψη κίνησης

28 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ MPEG

29 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ  Ενδο-πλαισιακή κωδικοποίηση (Intra- frame Coding): κάθε εικόνα αντιμετωπίζεται και κωδικοποιείται ανεξάρτητα από τις υπόλοιπες (όπως στο JPEG)  Δια-πλαισιακή κωδικοποίηση (Inter-frame Coding): λαμβάνονται υπόψη ομοιότητες πλαισίων, κωδικοποιείται η διαφορά τους (με block motion compensation) → μεγαλύτερη συμπίεση

30 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ  I (Intra frames): • κάνει χρήση intra-frame coding • Κωδικοποιείται ολόκληρο το πλαίσιο • Μεγάλο μέγεθος • Σημεία αναφοράς • Μεταδίδονται ανά τακτό αριθμό πλαισίων (ανά 15 τουλάχιστον) • Εικόνα χωρίζεται σε macroblocks και εκτελείται για καθένα DCT, κβαντοποίηση, zig-zag scanning, run- length encoding, Huffman encoding

31 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ  P (Predicted frames): • Βασίζονται σε προηγούμενο I ή P πλαίσιο • Κωδικοποιείται ο αριθμός του macroblock και το διάνυσμα κίνησης (motion vector) • Αποτελούν κι αυτά σημεία αναφοράς για επόμενα P πλαίσια • Είναι μικρότερα από τα I frames (μεγαλύτερη συμπίεση) • Σύγκριση macroblocks, γραμμικός συνδυασμός παρόμοιων, δημιουργία motion vector, DCT σε κάθε block, κβαντοποίηση, run-length encoding, Huffman encoding

32 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ  P (Predicted frames):

33 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ  B (Bi-directional frames): • Μέσος όρος (σε επίπεδο macroblock) προηγούμενου και επόμενου πλαισίου I και P • Δεν αποτελούν σημεία αναφοράς • Δεν διαδίδουν σφάλματα όσο τα άλλα • Δεν περιέχουν αυθύπαρκτη πληροφορία • Αφαίρεση μέσου όρου macroblocks (προηγούμενου κι επόμενου πλαισίου) από το τρέχον πλαίσιο, συνδυασμός motion vectors (μέσος όρος), και κωδικοποίηση όπως τα I και P πλαίσια

34 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ  B (Bi-directional frames):

35 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ  Χρησιμότητα πλαισίων B: για τις περιπτώσεις που πληροφορία σε επόμενα πλαίσια δεν υπάρχει σε προηγούμενα (π.χ. ανοίγει πόρτα που αποκαλύπτει νέα αντικείμενα)  Συμπεράσματα: • Τα πλαίσια I πρέπει να στέλνονται πριν τα αντίστοιχα P • Τα πλαίσια P και I πρέπει να στέλνονται πριν τα αντίστοιχα Β • Πολλές φορές παρεμβάλλονται περισσότερα Β πλαίσια και τα Ι πλαίσια απέχουν περισσότερο

36 ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ

37  GOP (Group of Pictures): • Η μικρότερη μονάδα που αποκωδικοποιείται ανεξάρτητα. • Περιέχει όλα τα Ι,Ρ,Β πλαίσια που χρειάζονται για αποκωδικοποίηση (χωρίς αναφορά σε άλλα GOP)  Αναλογία πλαισίων σε σήμα MPEG: Είδος σήματοςBit-rateIPB MPEG Mbit/sec150,00050,00020,000 MPEG-24 Mbit/sec400,000200,00080,000

38 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ: ΣΚΗΝΗ 3 ΠΛΑΙΣΙΩΝ

39 ΠΛΑΙΣΙΑ ΠΡΟΒΛΕΨΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΦΟΡΑΣ

40 ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗ ΚΙΝΗΣΗΣ

41 ΠΛΑΙΣΙΑ ΔΙΠΛΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

42 RUN LENGTH ΚΑΙ HUFFMAN CODING  Δε μεταβάλλονται οι τιμές των δειγμάτων  Μειώνεται το πλήθος bits  Run-Length-Encoding: • Πολλά μηδενικά σε διαδοχικές θέσεις • Flags δείχνουν ότι ακολουθεί ομάδα τιμών  Huffman Coding: • Συχνότερα εμφανιζόμενες τιμές -> λίγα bits • Λεξικό για αντιστοίχιση (μαζί με το σήμα)

43 ADAPTIVE CODING  Δύο είδη κωδικοποίησης: inter-frame και intra- frame  Απαιτείται μετάδοση ενός Ι πλαισίου κάθε 15 πλαίσια  Το βίντεο μπορεί να έχει γρήγορες αλλαγές σκηνικών και χρωμάτων  Κωδικοποιητής επιλέγει είδος κωδικοποίησης (πολύπλοκη υλοποίηση)  MPEG-2: μεταβαλλόμενος ρυθμός μετάδοσης

44 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ  Παράδειγμα: κωδικοποίηση ενός Ι-frame

45 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ  Εφαρμόζεται ο μετασχηματισμός DCT: 294,940,32-3,08-1,370,44-0,02-0,420,19 -5,81-4,07-1,19-0,41-0,15 -0,08-0,11 -2,62-2,40-0,340,09-0,290,010,06-0,17 -2,06-0,190,100,650,31-0,170,000,21 -0,25-0,200,280,110,00-0,010,020,16 -0,260,130,32-0,20-0,210,310,33-0,22 -0,270,350,12-0,00-0,120,660,28-0,19 -0,310,36-0,50-0,32-0,520,370,07-0,01

46 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ  Κατωφλίωση (thresholding): 294,940,00-3,08-1,370,00 -5,81-4,07-1,190,00 -2,62-2,400,00 -2,060,00

47 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ  Κβαντισμός (π.χ. στρογγυλοποίηση): 2950,00-30, , ,00 -20,00

48 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ  Σάρωση σε σχήμα zig-zag:

49 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ  Εικόνα μετά από αποκωδικοποίηση:

50 ΠΡΟΤΥΠΟ MPEG-2  Υποστηρίζει μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων (2-80 Mbits/sec)  Χρησιμοποιείται για υψηλής ποιότητας ψηφιακό video (καλωδιακή, δορυφορική μετάδοση, DVD)  Υποστηρίζονται ιεραρχικά/κλιμακωτά προφίλ  Κάθε προφίλ υποστηρίζει χαρακτηριστικά συγκεκριμένης ομάδας εφαρμογών

51 ΠΡΟΦΙΛ MPEG-2 Ανώτερο επίπεδο 1920 εικονοστοιχεία/γραμμή 1152 γραμμές < 80 Mbit/s < 100 Mbit/s Ανώτερο επίπεδο 1440 εικονοστοιχεία/γραμμή 1152 γραμμές. < 60 Mbit/s < 80 Mbit/s Κύριο επίπεδο 720 εικονοστοιχεία/γραμμή 576 γραμμές. < 15 Mbit/s < 20 Mbit/s Κατώτερο επίπεδο 352 εικονοστοιχεία/γραμμή 288 γραμμές. < 4 Mbit/s< 15 Mbit/s ΣΤΡΏΜΑΤΑ Και ΠΡΟΤΥΠΑ Απλό προφίλ Χωρίς πλαίσια τύπου B 4:2:0 Όχι κλιμάκωση Κύριο Προφίλ Πλαίσια τύπου B 4:2:0 Όχι κλιμάκωση SNR Κλιμακωτό Προφίλ Πλαίσια τύπου B 4:2:0 SNR κλιμάκωση Ριποειδές Κλιμακωτό Προφίλ Πλαίσια τύπου B 4:2:0 SNR κλιμακωτό,ή ριποειδές Κλιμακωτό Ανώτερο Προφίλ Πλαίσια τύπου B 4:2:0,ή 4:2:2 SNR Κλιμακωτό, ή ριποιδές κλιμακωτό.

52 ΚΛΙΜΑΚΩΣΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΟ MPEG-2  Χωρική κλιμακωσιμότητα (Spatial scalability): δύο επίπεδα video με διαφορετικές χωρικές αναλύσεις (κωδικοποίηση πυραμίδας).  Χρονική κλιμακωσιμότητα (Temporal scalability): δύο επίπεδα video με το ένα να κάνει χρονική πρόβλεψη ως προς το άλλο.  Τεμαχισμός δεδομένων (Data partitioning): χωρισμός σε κρίσιμα δεδομένα (π.χ. επικεφαλίδες, διανύσματα κίνησης κλπ.) και λιγότερο κρίσιμα (π.χ. ψηλοί DCT συντελεστές).  Κλιμακωσιμότητα εύρους (SNR scalability): δύο επίπεδα video με ίδια χωρική ανάλυση αλλά διαφορετική ποιότητα (προοδευτική ή κατά επίπεδα κωδικοποίηση).

53 ΠΡΟΤΥΠΟ MPEG-4  Αρχικά σχεδιάστηκε για εφαρμογές πολύ χαμηλού ρυθμού δεδομένων (π.χ. κινητές επικοινωνίες)  Βασίζεται στην επιτυχία τριών περιοχών: • Ψηφιακή τηλεόραση • Διαδραστικές εφαρμογές γραφικών (συνθετικό περιεχόμενο) • Διαδραστικά πολυμέσα (WWW, διανομή και πρόσβαση σε περιεχόμενο)

54 ΠΡΟΤΥΠΟ MPEG-4  Το MPEG-4 παρέχει πρότυπους τρόπους για:  Αναπαράσταση μονάδων ακουστικού, οπτικού ή οπτικοακουστικού περιεχομένου, των “media objects” (συνθετικά ή φυσικά)  Περιγραφή της σύνθεσης αυτών των αντικειμένων  Πολυπλεξία και συγχρονισμό των δεδομένων που σχετίζονται με τα media objects  Αλληλεπίδραση με την οπτικοακουστική σκηνή στην πλευρά του δέκτη

55 ΠΡΟΤΥΠΟ MPEG-4  Πρωτογενή media objects: • Σταθερές εικόνες (π.χ. ένα σταθερό φόντο) • Αντικείμενα video (π.χ. ένα άτομο που μιλάει) • Αντικείμενα audio (π.χ. η φωνή που σχετίζεται με αυτό το άτομο, μουσική υπόβαθρου)  Επίσης καθορίζεται η κωδικοποιημένη αναπαράσταση αντικειμένων όπως: • Κείμενο και γραφικά • Ομιλούντα συνθετικά κεφάλια και συσχετιζόμενο κείμενο • Συνθετικός ήχος

56 ΠΡΟΤΥΠΟ MPEG-4  Το MPEG-4 παρέχει ένα πρότυπο τρόπο να συντίθεται μια σκηνή, επιτρέποντας:  Τοποθέτηση media objects οπουδήποτε σε ένα δεδομένο σύστημα συντεταγμένων  Εφαρμογή μετασχηματισμών για να αλλάξει η γεωμετρική και ακουστική εμφάνιση ενός media object  Ομαδοποίηση πρωτογενών media objects για το σχηματισμό σύνθετων  Εφαρμογή ρεύματος δεδομένων σε media objects για να τροποποιηθούν τα χαρακτηριστικά τους  Αλληλεπιδραστική αλλαγή των σημείων θέασης και ακρόασης του χρήστη οπουδήποτε στη σκηνή

57

58 ΠΡΟΤΥΠΟ MPEG-4  Λειτουργίες που επιτρέπεται να εκτελέσει ένας χρήστης περιλαμβάνουν: • Αλλαγή του σημείου θέασης/ακρόασης της σκηνής, π.χ. με πλοήγηση μέσω μιας σκηνής • Τράβηγμα αντικειμένων στη σκηνή σε μια άλλη θέση • Πρόκληση μιας σειράς γεγονότων κλικάροντας σε συγκεκριμένο αντικείμενο, π.χ. εκκίνηση ή σταμάτημα ενός ρεύματος video • Επιλογή της επιθυμητής γλώσσας όταν είναι διαθέσιμα πολλαπλά tracks για τη γλώσσα

59 PROPRIETARY COMPRESSION  DVI (Digital Video Interactive): • Παρουσιάστηκε το 1989 από την Intel • Κάρτες για σύλληψη, συμπίεση, αναπαραγωγή εικόνας με αυτό το πρότυπο • RTV (Real Time Video): επιτρέπει συμπίεση/αποσυμπίεση σε πραγματικό χρόνο (και interactive editing) • PLV (Presentation Level Video): μη συμμετρική τεχνική συμπίεσης υψηλής ποιότητας • Ο αλγόριθμός του DVI στηρίζεται στον DCT

60 PROPRIETARY COMPRESSION  Fractal Image Compression: • Η εταιρεία Iterated Systems προσφέρει προϊόντα τόσο για ακίνητη όσο και για κινούμενη εικόνα • Αποσυμπίεση (χωρίς hardware) σε πραγματικό χρόνο (σε υπολογιστή ΜΗz) • Μέγεθος εικόνας 320×200 pixels • Ρυθμός ανανέωσης 30 fps • Βάθος χρώματος 15 bits

61 PROPRIETARY COMPRESSION  QuickTime: • Τεχνολογία της Apple (για Macintosh και Windows) • Λόγοι συμπίεσης από 5:1 έως 25:1 • Μέγεθος εικόνας 160×120 με ρυθμό 15 fps • Μετέπειτα έκδοση: 320×240 με ρυθμό 10 ως 15 fps • Αποσυμπίεση με λογισμικό  Video for Windows: • Διάφορα είδη συμπίεσης (π.χ. Video και RLE της Microsoft, Indeo της Intel βασιζόμενο στο DVI)


Κατέβασμα ppt "VIDEO ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ  Υπάρχουσες εφαρμογές: • Αναπαραγωγή αποθηκευμένου οπτικοακουστικού υλικού (εκπαιδευτικές/ψυχαγωγικές π.χ. video on demand) • Οπτικοακουστική."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google