1. АЛГОРИТМ ФРАГМЕНТАРНОГО СЖАТИЯ ВИДЕОПОТОКА Огнев И.В., Огнев А.И., Горьков А.Г. Москва, 2012 г.
2. Постановка задачи Разработать Выбрать параметры Провести эффективный алгоритма, исследованияалгоритм сжатия максимизирующие разработанноговидеопотока без коэффициент алгоритма потерь сжатия
3. Основные определения Термин ОпределениеВидеопоток Массив кадров Набор всех видимых пикселей и их яркостей вКадр конкретный момент времениПиксел Минимальная единица изображенияОкно Прямоугольная область n1*n2 пикселейФрагмент Часть кадра, ограниченная окном Результат выполнения операции исключающееРазность ИЛИ над двумя фрагментами Набор всех разностей, встретившихся вБаза данных разностей видеопотоке Префиксный код, позволяющий однозначноКод разности идентифицировать разность
4. Структура видеопотока
5. Основные методы сжатия видеопотока Кодирование Независимое межкадровых сжатие кадров изменений Алгоритм фрагментарного кодирования
6. Характеристики видеопотокаХарактеристика Выбранное значениеЧастота кадров 24 кадра в секунду*Развѐртка ПрогрессивнаяСоотношение сторон 3/4*Разрешение QVGA (320/240)*Цветовое разрешение 4 bpp* Алгоритм нечувствителен к данному параметру
7. Алгоритм сжатия видеопотока • Для всех окон вычисляются элементы, Формированиебазы элементов реально встречающиеся в видеопотоке • Для полученных элементов строится Построениекоротких кодов кодовое дерево элементов • Для каждого окна соответствующий элемент Кодирование фильма кодируется полученным коротким кодом
8. Формирование базы разностей Формирование локальных Формирование общейФормирование баз кадров баз разностей базы разностей
9. Формирование базы кадра (1) Кадр N Кадр N+1
10. Формирование базы кадра (2) Уплотнѐнная база База кадра кадраОкно Разность Кол-во Разность Кол-во 1 0 1 2 0 1 0 48 3 0 1 4 Р4 1 Р4 1 5 Р5 1 Р5 1 6 Р6 1 7 0 1 Р6 1 … 0 1 13 Р13 1 Р13 1 14 Р14 1 15 Р15 1 Р14 1 16 0 1 … 0 1 Р15 1 54 0 1
11. Формирование ЛБР
12. Формирование общей базы разностейОбщая база разностей получается из локальныхбаз путѐм их объединения. Т.к. объѐм баз непозволяет хранить их в ОЗУ, необходимоиспользовать специальные алгоритмы,оптимизированные для работы с диском.
13. Последовательныеслияние ЛБРК достоинствам данногоалгоритма слиянийотносится простотареализации и возможностьоценить скорость роста базы.Главным недостаткомявляется дополнительныйрасход времени накопирование постояннойчасти базы.
14. Сбалансированныеслияния ЛБРМетод сбалансированныхслияний чуть сложнее вреализации и не позволяетувидеть динамику ростаобщей базы разностей, нонакладные расходы накопирование баз значительноуменьшены.
15. Структура закодированного фильмаОбъѐм сжатого складывается из двух составляющих: базаданных элементов и короткие коды элементов
16. Коэффициент сжатияN1,N2 – Размеры кадраn1,n2 – Размеры окнаM – Количество кадров в фильмеbpp – Глубина цветаNбазы – Количество уникальных разностейpi – частота i-ого элемента базы
17. Эффективное представление базы разностейВместо самой базы разностей можно передавать кодовое дерево.Это позволит значительно уменьшить объѐм передачи
18. Повышение степени сжатияВ формуле Kсжатия все параметры кроме n1,n2являются константами, поэтому степень сжатияконкретного фильма может меняться только приизменении конфигурации (размера и геометрии)фрагмента.
19. Оценка вида функции сжатия
20. Типы анализируемых фильмовТип фильма ОписаниеСтудийные съѐмки Все съѐмки происходят в одном или нескольких помещениях. Кардинальная смена сцены происходит сравнительно редко.Видовые съѐмки Съѐмки природы с множеством маленьких движущихся объектов. Частая смена сцены.Мультфильмы Однообразный фон. Сравнительно простая анимация. Редкая смена сцены.
21. Студийные съѐмки
22. Видовые съѐмки
23. Мультфильмы
24. Результаты• Предложен новый эффективный алгоритм сжатия видеопотока без потерь• Выполнена оценка эффективности предложенного алгоритма• Произведена оптимизация параметров алгоритма с целью повышения коэффициента сжатия.