Система сжатия подвижных изображений MPEG-2

Министерство РФ по связи и информатизации

Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики

Кафедра ТВ и РВ

Курсовая работа по дисциплине «Перспективные системы радиосвязи, звуковое и телевизионное вещание».

Тема: «Методы сжатия движущихся изображений MPEG – 2».

Выполнил:

Ст-маг. гр. МТ-32

Гусейнов Т.А.

Проверил:

К.т.н., доц. Горчаков Б.М.

Самара, 2004

Рецензия

Содержание:

 

Введение……………………………………………….…….…………..4

1.   Основные понятия стандарта MPEG-2………….…….………….5

2.   Компрессия изображения в MPEG-2……………….….………….7

2.1.          Процесс сокращения избыточности…………….……….7

2.2.          Процесс кодирования………………………………………8

2.3.          Профили MPEG-2………………………………………….10

2.4.          Особенности стандарта MPEG-2…………………………11

3.   Поток видеоданных MPEG-2………………………………………12

3.1.          Общие сведения о потоке данных. Програм-

мный поток………………………………………..………………....12

3.2.          Транспортный поток………………………………………13

3.3.          Подход к потоку видеоданных MPEG-2 как к потоку

данных………………………………………………………………..15

4.   Кодеры MPEG-2……………………………………………………..17

Заключение……………………………………………………………..20

Список использованных источников……………………………….

Приложение А

Приложение Б

Введение

Стандарты сжатия движущихся изображений MPEG (Motion Picture Experts Group) вырабатываются и принимаются имеющей такое же название группой экспертов при Международной организации стандартизации ISO. Стандарт MPEG-1, используемый в основном при записи видеопрограмм на компакт-диски, был окончательно утвержден в 1993 г., а стандарт MPEG-2, предназначенный в первую очередь для телевизионного вещания, был принят в ноябре 1994 г.

Стандарты MPEG-1 и MPEG-2 имеют много общего, но между ними есть и различия. Метод кодирования движущихся изображений, используемый в стандартах MPEG-1 и MPEG-2, сочетает внутрикадровое кодирование, направленное в основном на уменьшение психофизиологической избыточности в отдельных кадрах, и межкадровое кодирование, с помощью которого уменьшается избыточность, обусловленная межкадровой корреляцией. Подробно оба вида кодирования рассмотрены ниже. Целые кадры и фрагменты могут кодироваться с применением совместно межкадрового и внутрикадрового кодирования (так называемый гибридный метод) или только с применением внутрикадрового кодирования.

Определены три основных части стандарта MPEG-2:

·     13818-1 – Systems – устанавливает правила объединения потоков;

·     13818-3 – Audio – определяет кодовое представление сигналов звукового сопровождения;

·     13818-2 – Video – регламентирует кодовое представление и процесс декодирования, сжатие потока за счет устранения пространственной и временной избыточности.

Представление сигналов в форме MPEG-2 позволяет обращаться с видео и звуковыми потоками как с потоками компьютерных данных.

1.Основные понятия стандарта MPEG-2

Как уже было сказано, представление сигналов в форме MPEG-2 позволяет обращаться с видео и звуковыми потоками как с потоками компьютерных данных. Поток видеоданных представляет собой иерархическую структуру, объединенную между собой определенными синтаксическими и семантическими правилами. Структура включает в себя шесть типов блоков:

·     видеопоследовательность;

·     группа изображений;

·     изображение;

·     срез;

·     макроблок;

·     слайс;

·     блок.

Видеопоследовательность – элемент потока видеоданных высшего уровня. Представляет собой серию последовательных кадров телевизионного изображения. MPEG-2 допускает построчные и чересстрочные последовательности, подробнее на этом мы остановимся позднее. Определены три типа изображений, в соответствии с методом дифференциального кодирования:

I (Intra-coded picture) – изображение кодируется с использованием только той информации, которая заложена в нем самом; устраняется пространственная избыточность;

P (Predictive coded picture) – изображение, при кодировании которого формируется разность между исходным изображением и предсказанием, полученным на основе предшествующих или последующих I.

B (Bidirctory predictive coded picture) – изображение, при кодирование которого используется предсказание, сформированное на основе предшествующих и последующих I или P.

При кодировании Р и В используются межкадровое кодирование, устраняющее и пространственную и временную избыточность. Серия изображений, содержащих одно I называется группой изображений, стрелками показывается направление предсказания. Чем больше группа – тем больше компрессия (Рис.1).

Рис 1.1 Видеопоследовательность трех видов изображений с предсказаниями (стрелками указаны направления предсказаний)