Standarde de compresie pentru imaginile digitale (I) JPEG: Joint Photographic Experts Group
codarea imaginilor fixe MPEG: Motion Picture Experts Group
codarea imaginilor în mişcare
MPEG1:
stocare pe CD, standard ISO MPEG2:
unelte de compresie pentru difuziune
foloseşte toate uneltele MPEG1 plus altele noi
compatibil ascendent: decodor MPEG2 cu date MPEG1 MPEG3:
Destinat iniţial HDTV, scos din uz MPEG4:
pentru comunicaţii video pe canal de voce, 1997
Standarde de compresie pentru imaginile digitale (II)
Aplicaţii ale MPEG2
Rezoluţie
Debit
Divertisment (calitate MPEG1)
360 × 288 25 HZ
1,5 Mbps
Televiziune digitală (4:2:0)
720 × 576 25 HZ
5 ÷ 10 Mbps
Televiziune de rezoluţie extinsă
1920 × 1152 25 HZ
30 ÷ 40 Mbps
Compresia imaginilor în mişcare (I) succesiune de imagini
1
2
3
4
...
k
Compresie JPEG
1.jpg 2.jpg 3.jpg 4.jpg
...
n
Compresia imaginilor în mişcare (II)
MJPEG
aplicarea tehnicii JPEG pentru imagini fixe unei secvenţe de imagini în mişcare paginile sunt codate şi comprimate individual, înlăturându-se doar redundanţa spaţială redundanţa temporală nu este înlăturată Ö codare robustă cu aceiaşi factori de compresie (mici) ca şi în cazul codării imaginilor fixe
Codarea MPEG (I)
Înlăturarea redundanţei spaţiale Înlăturarea redundanţei temporale DCT Compensarea mişcării Predicţie bidirecţională (interpolare)
MPEG utilizează trei tipuri de imagine
Imagine I codare JPEG independent de succesiunea imaginilor mişcare codare robustă independent de erorile precedente factor de compresie scăzut
în
Codarea MPEG (II)
Imagine
este estimată o predicţie a imaginii (compensarea mişcării) este codată diferenţa dintre imaginea actuală şi cea obţinută prin predicţie succesiunea de predicţii poate propaga eventuale erori factor de compresie mai mare
Imagine
P
B
este calculată o imagine interpolată bidirecţional folosind imaginile I şi P estimarea este foarte bună poate propaga erori cel mai bun factor de compresie
Raport de compresie: determinat de M şi N; uzual, M = 12 şi N=3; M - perioada imaginii I, N - perioada imaginii P
Compresia digitală a imaginilor în mişcare grup de imagini, N = 12 M = 12 I1
B2
B3
P4
B5
B6
P7
B8
B9
P10 B11 B12 I13
Compresie se utilizează tehnici diferite rezultă factori diferiţi
Rearanjarea succesiunii de imagini pentru transmisie: 1(I), 4(P), 2(B), 3(B), 7(P), 5(B), 6(B), 10(P), 8(B), 9(B), 13(I), 11(B), 12(B)
Profile MPEG2 (I)
codor şi decodor de complexitate redusă debit mare (factor mic de compresie), foloseşte exclusiv imagini I şi P (fără predicţie bidirecţională - imagini B)
1.Profil simplu
cel mai bun compromis între factorul de compresie şi preţ foloseste toate cele trei tipuri de imagine (I, P, B) codor şi decodor mai coplexe
2.Profil principal
Profile MPEG2 (II) Profile scalabile 3. Profil scalabil SNR (precizie) 4. Profil scalabil spatial (rezoluţie)
codare ierarhică imagine de calitate de bază (nivel de bază) informaţie suplimentară (nivel superior) compatibilitate dificilă – condiţii de recepţie bune compatibilitate standard – decodoare HD
5.Profil înalt
pentru HDTV
Profile MPEG2 (III)
Compatibilitate ascendentă
decodorul unui profil decodează toate profilele inferioare
Compromis între debit, calitatea imaginii şi felul imaginii 4 Mb/s - calitate similară PAL sau SECAM
9 Mb/s – aproape de calitatea de studio CCIR601
Profile scalabile MPEG (I)
codor scalabil secvenţă video
nivel de bază
decodor nivel de bază
nivel superior
+
decodor scalabil
secvenţă calitate scazută
secvenţă calitate ridicată
Profile scalabile MPEG (II)
Profil scalabil SNR PRECIZIE MSB
7 6 5
nivel 0
4 3 2 1 LSB
Profil scalabil spaţial REZOLUŢIE
0
nivel de bază nivel superior 1
nivel 1 nivel 2
nivel superior 2
Combinatii recomandabile profile MPEG2 - niveluri Nivel înalt
1920×1152 80 Mbps
Nivel înalt 1440
1440×1152 60 Mbps
Nivel principal
720×576 15 Mbps
Nivel scăzut Profil simplu
1920×1152 (960×576) 100(80,25) Mbps 1440×1152 (720×576) 60(40,15) Mbps
720×576 15 Mbps
720×576 15(10) Mbps
352×288 4 Mbps
352×288 4(3) Mbps
Profil Profil scalabil principal SNR
1440×1152 (720×576) 80(60,20) Mbps 720×576 (352×288) 20(15,4) Mbps
Profil scalabil spaţial
Profil înalt
Combinaţie importantă : profil principal - nivel principal MP@ML – main profile at main level
Sistemul de televiziune terestru digital (I)
AUDIO codare şi comprimare sursă
transport
codare şi comprimare sursă
multiplex servicii
VIDEO
MUX servicii şi transport
Sistem de transmisie şi RF codare canal
modulaţie
Date de control
Sistemul de televiziune terestru digital (II) RECEPTOR demodulaţie decodare canal demultiplexare expandare şi decodare sursă
Sisteme
Codare video Codare audio
Modulaţie
DVB-T Europa
MPEG2
MUSICAM
OFDM + QPSK
ATSC USA
MPEG2
AC-3
8VSB + QAM