MPEG4 is een compressietechnologie die geschikt is voor bewaking
MPEG4 werd aangekondigd in november 1998. De internationale standaard MPEG4, die oorspronkelijk in januari 1999 in gebruik zou worden genomen, is niet alleen bedoeld voor video- en audiocodering met een bepaalde bitsnelheid, maar besteedt ook meer aandacht aan de interactiviteit en flexibiliteit van multimediasystemen. De experts van de MPEG-expertgroep werken hard aan de formulering van MPEG-4. De MPEG-4-standaard wordt voornamelijk gebruikt in videotelefoon, video-e-mail en elektronisch nieuws, enz. De vereiste transmissiesnelheid is relatief laag, tussen 4800-64000 bits / sec en de resolutie tussen 4800-64000 bits / sec. Het is 176x144. MPEG-4 gebruikt een zeer smalle bandbreedte, comprimeert en verzendt gegevens via frame-reconstructietechnologie om de minste gegevens te verkrijgen en de beste beeldkwaliteit te verkrijgen.
In vergelijking met MPEG-1 en MPEG-2 is het kenmerk van MPEG-4 dat het geschikter is voor interactieve AV-diensten en bewaking op afstand. MPEG-4 is de eerste dynamische beeldstandaard die je verandert van passief in actief (niet langer alleen kijken, je laten meedoen, dat wil zeggen interactief); een ander kenmerk ervan is zijn volledigheid; van de bron probeert MPEG-4 natuurlijke objecten te vermengen met door de mens gemaakte objecten (in de zin van visuele effecten). Het ontwerpdoel van MPEG-4 heeft ook een groter aanpassingsvermogen en schaalbaarheid. MPEG4 probeert twee doelen te bereiken:
1. Multimedia-communicatie met een lage bitsnelheid;
2. Het is de synthese van multimediacommunicatie in meerdere industrieën.
Volgens dit doel introduceert MPEG4 AV-objecten (Audio / Visaul Objects), waardoor meer interactieve bewerkingen mogelijk worden. De resolutie van de videokwaliteit van MPEG-4 is relatief hoog en de gegevenssnelheid is relatief laag. De belangrijkste reden is dat MPEG-4 gebruikmaakt van ACE-technologie (Advanced Decoding Efficiency), een reeks coderingsalgoritme-regels die voor het eerst in MPEG-4 worden gebruikt. Doelgerichtheid gerelateerd aan ACE kan zeer lage gegevenssnelheden mogelijk maken. In vergelijking met MPEG-2 kan het 90% opslagruimte besparen. MPEG-4 kan ook op grote schaal worden geüpgraded in audio- en videostreams. Wanneer de video tussen 5kb / s en 10Mb / s wisselt, kan het audiosignaal worden verwerkt tussen 2kb / s en 24kb / s. Het is vooral belangrijk om te benadrukken dat de MPEG-4-standaard een objectgeoriënteerde compressiemethode is. Het is niet simpelweg het opdelen van de afbeelding in enkele blokken zoals MPEG-1 en MPEG-2, maar volgens de inhoud van de afbeelding, de objecten (objecten, karakters, achtergrond) Het is gescheiden om intra-frame en inter-frame codering uit te voeren en compressie, en maakt flexibele toewijzing van codesnelheden tussen verschillende objecten mogelijk. Er worden meer bytes toegewezen aan belangrijke objecten en minder bytes aan secundaire objecten. De compressieverhouding wordt dus aanzienlijk verbeterd, zodat het betere resultaten kan verkrijgen bij een lagere codesnelheid. De objectgeoriënteerde compressiemethode van MPEG-4 zorgt er ook voor dat de beelddetectiefunctie en nauwkeurigheid beter worden weerspiegeld. Dankzij de beelddetectiefunctie heeft het videorecordersysteem met harde schijf een betere videobewegingsalarmfunctie.
Kort gezegd is MPEG-4 een gloednieuwe videocoderingsstandaard met een lage bitsnelheid en een hoge compressieverhouding. De transmissiesnelheid is 4.8 ~ 64 kbit / s en neemt relatief weinig opslagruimte in beslag. Bijvoorbeeld, voor een kleurenscherm met een resolutie van 352 × 288, wanneer de ruimte die door elk frame wordt ingenomen 1.3 KB is, en u 25 frames / seconde selecteert, is dit 120 KB per uur, 10 uur per dag, 30 dagen per maand nodig. en 36 GB per kanaal per maand. Als het 8 kanalen is, is 288 GB vereist, wat uiteraard acceptabel is.
Er zijn veel soorten technologieën op dit gebied, maar de meest basale en tegelijkertijd meest gebruikte zijn MPEG1, MPEG2, MPEG4 en andere technologieën. MPEG1 is een technologie met een hoge compressieverhouding maar een slechtere beeldkwaliteit; terwijl MPEG2-technologie zich voornamelijk richt op beeldkwaliteit en de compressieverhouding klein is, dus het vereist een grote opslagruimte; MPEG4-technologie is tegenwoordig een meer populaire technologie, het gebruik van deze technologie kan zijn. Het bespaart ruimte, heeft een hoge beeldkwaliteit en vereist geen hoge netwerktransmissiebandbreedte. MPEG4-technologie daarentegen is relatief populair in China en wordt ook erkend door experts uit de industrie.
Aangezien de MPEG4-standaard telefoonlijnen als transmissiemedium gebruikt, kunnen volgens de inleiding decoders ter plaatse worden geconfigureerd volgens de verschillende vereisten van de toepassing. Het verschil met de compressiecoderingsmethode op basis van speciale hardware is dat het coderingssysteem open is en dat er op elk moment nieuwe en effectieve algoritmemodules kunnen worden toegevoegd. MPEG4 past de compressiemethode aan op basis van de ruimtelijke en temporele kenmerken van het beeld, om een grotere compressieverhouding, een lagere compressiecodestroom en een betere beeldkwaliteit te verkrijgen dan MPEG1. De toepassingsdoelen zijn voor smalbandtransmissie, hoogwaardige compressie, interactieve bewerkingen en uitdrukkingen die natuurlijke objecten integreren met door de mens gemaakte objecten, terwijl ze ook in het bijzonder de nadruk leggen op breed aanpassingsvermogen en schaalbaarheid. Daarom is MPEG4 gebaseerd op de kenmerken van scènebeschrijving en bandbreedtegeoriënteerd ontwerp, wat het zeer geschikt maakt voor het gebied van videobewaking, wat vooral tot uiting komt in de volgende aspecten:
1. Opslagruimte wordt bespaard - de ruimte die nodig is om MPEG4 te gebruiken is 1/10 van die van MPEG1 of M-JPEG. Bovendien, omdat MPEG4 de compressiemethode automatisch kan aanpassen aan scèneveranderingen, kan het ervoor zorgen dat de beeldkwaliteit niet verslechtert voor stilstaande beelden, algemene sportscènes en intense activiteitsscènes. Het is een effectievere videocoderingsmethode.
2. Hoge beeldkwaliteit - De hoogste beeldresolutie van MPEG4 is 720x576, wat het beeldeffect van dvd benadert. MPEG4 op basis van de AV-compressiemodus bepaalt dat het een goede definitie van bewegende objecten kan garanderen en dat de tijd / tijd / beeldkwaliteit kan worden aangepast.
3. De vereiste bandbreedte voor netwerktransmissie is niet hoog - omdat de compressieverhouding van MPEG4 meer dan 10 keer die van MPEG1 en M-JPEG van dezelfde kwaliteit is, is de bandbreedte die tijdens netwerkoverdracht wordt ingenomen slechts ongeveer 1/10 daarvan van MPEG1 en M-JPEG van dezelfde kwaliteit. . Onder dezelfde beeldkwaliteitseisen heeft MPEG4 alleen een smallere bandbreedte nodig.
====================
Technische hoogtepunten van de nieuwe videocoderingsstandaard H.264
Overzicht:
Voor praktische toepassingen is de H.264-aanbeveling die gezamenlijk is opgesteld door de twee grote internationale normalisatieorganisaties, ISO / IEC en ITU-T, een nieuwe ontwikkeling in videocoderingstechnologie. Het heeft zijn unieke kenmerken in bewegingsschatting in meerdere modi, transformatie van gehele getallen, uniforme VLC-symboolcodering en gelaagde coderingssyntaxis. Daarom heeft het H.264-algoritme een hoge coderingsefficiëntie en zijn toepassingsvooruitzichten vanzelfsprekend.
Trefwoorden: videocodering beeldcommunicatie JVT
Sinds de jaren 1980 luidde de introductie van twee grote series internationale videocodeerstandaarden, MPEG-x geformuleerd door ISO / IEC en H.26x geformuleerd door ITU-T, een nieuw tijdperk in van videocommunicatie- en opslagtoepassingen. Van aanbevelingen voor H.261-videocodering tot H.262 / 3, MPEG-1/2/4, enz., Er is een gemeenschappelijk doel dat constant wordt nagestreefd, namelijk om zoveel mogelijk te verkrijgen met de laagst mogelijke bitsnelheid (of opslagcapaciteit). Goede beeldkwaliteit. Bovendien wordt, naarmate de vraag naar beeldoverdracht op de markt toeneemt, het probleem van de aanpassing aan de overdrachtskarakteristieken van verschillende kanalen steeds duidelijker. Dit probleem moet worden opgelost door de nieuwe videostandaard H.264, gezamenlijk ontwikkeld door IEO / IEC en ITU-T.
H.261 is de eerste suggestie voor videocodering, het doel is om de videocoderingstechnologie te standaardiseren in ISDN-netwerkconferentie-tv en videotelefoontoepassingen. Het algoritme dat het gebruikt, combineert een hybride coderingsmethode van interframevoorspelling die tijdelijke redundantie kan verminderen en DCT-transformatie die ruimtelijke redundantie kan verminderen. Het komt overeen met het ISDN-kanaal en de outputcodesnelheid is p × 64 kbit / s. Als de waarde van p klein is, kunnen alleen beelden met een lage resolutie worden verzonden, wat geschikt is voor persoonlijke tv-oproepen; als de waarde van p groot is (zoals p> 6), kunnen conferentie-tv-beelden met een betere definitie worden verzonden. H.263 beveelt een beeldcompressiestandaard met lage bitsnelheid aan, wat technisch gezien een verbetering en uitbreiding is van H.261, en ondersteunt toepassingen met een bitsnelheid van minder dan 64 kbit / s. Maar in feite zijn H.263 en later H.263 + en H.263 ++ ontwikkeld om toepassingen met volledige bitsnelheid te ondersteunen. Het is te zien aan het feit dat het vele afbeeldingsformaten ondersteunt, zoals Sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF en zelfs 16CIF en andere formaten.
De codesnelheid van de MPEG-1-standaard is ongeveer 1.2 Mbit / s en kan 30 frames aan afbeeldingen van CIF-kwaliteit (352 × 288) leveren. Het is ontwikkeld voor de video-opslag en weergave van cd-rom-schijven. Het basisalgoritme van het MPEG-l-standaard videocoderingsgedeelte is vergelijkbaar met H.261 / H.263, en maatregelen zoals bewegingsgecompenseerde interframe-voorspelling, tweedimensionale DCT en VLC-runlengtecodering worden ook toegepast. Bovendien worden concepten zoals intra-frame (I), voorspellend frame (P), bidirectioneel voorspellend frame (B) en DC-frame (D) geïntroduceerd om de coderingsefficiëntie verder te verbeteren. Op basis van MPEG-1 heeft de MPEG-2-standaard enkele verbeteringen aangebracht in het verbeteren van de beeldresolutie en compatibiliteit met digitale tv. De nauwkeurigheid van zijn bewegingsvector is bijvoorbeeld een halve pixel; bij coderingsoperaties (zoals bewegingsschatting en DCT) Maak een onderscheid tussen "frame" en "veld"; introduceer coderingstechnologieën voor schaalbaarheid, zoals ruimtelijke schaalbaarheid, temporele schaalbaarheid en schaalbaarheid van signaal-ruisverhouding. De MPEG-4-standaard die de afgelopen jaren is geïntroduceerd, heeft codering geïntroduceerd op basis van audiovisuele objecten (AVO: Audio-Visual Object), waardoor de interactieve mogelijkheden en coderingsefficiëntie van videocommunicatie aanzienlijk worden verbeterd. MPEG-4 heeft ook een aantal nieuwe technologieën overgenomen, zoals vormcodering, adaptieve DCT, video-objectcodering met willekeurige vorm, enzovoort. Maar de basisvideo-encoder van MPEG-4 behoort nog steeds tot een soort hybride encoder vergelijkbaar met H.263.
Kortom, de H.261-aanbeveling is een klassieke videocodering, H.263 is de ontwikkeling ervan en zal deze in de praktijk geleidelijk vervangen, voornamelijk gebruikt in communicatie, maar de talrijke opties van H.263 maken gebruikers vaak met verlies. De MPEG-reeks standaarden is geëvolueerd van toepassingen voor opslagmedia naar toepassingen die zich aanpassen aan transmissiemedia. Het basiskader van de kernvideocodering is consistent met H.261. Onder hen is het in het oog springende "object-gebaseerde codering" -gedeelte van MPEG-4 nog steeds te wijten aan technische obstakels, en het is moeilijk universeel toe te passen. Daarom overwint het nieuwe videocoderingsvoorstel H.264 dat op deze basis is ontwikkeld de zwakke punten van de twee, introduceert een nieuwe coderingsmethode in het kader van hybride codering, verbetert de coderingsefficiëntie en wordt geconfronteerd met praktische toepassingen. Tegelijkertijd is het gezamenlijk geformuleerd door de twee grote internationale normalisatie-instellingen en moeten de toepassingsmogelijkheden ervan vanzelfsprekend zijn.
1. JVT's H.264
H.264 is een nieuwe digitale videocoderingsstandaard ontwikkeld door het gezamenlijke videoteam (JVT: gezamenlijk videoteam) van VCEG (Video Coding Experts Group) van ITU-T en MPEG (Moving Picture Coding Experts Group) van ISO / IEC. Het is deel 10 van ITU-T's H.264 en ISO / IEC's MPEG-4. Het verzoek om concepten begon in januari 1998. Het eerste concept werd voltooid in september 1999. Het testmodel TML-8 werd ontwikkeld in mei 2001. Het FCD-bestuur van H.264 werd aangenomen op de 5e vergadering van JVT in juni 2002.. De standaard is momenteel in ontwikkeling en zal naar verwachting in de eerste helft van volgend jaar officieel worden aangenomen.
H.264 is, net als de vorige standaard, ook een hybride coderingsmodus van DPCM plus transformatiecodering. Het neemt echter een beknopt ontwerp aan van "terugkeer naar de basis", zonder veel opties, en verkrijgt veel betere compressieprestaties dan H.263 ++; het versterkt het aanpassingsvermogen aan verschillende kanalen en neemt een "netwerkvriendelijke" structuur en syntaxis aan. Bevorderlijk voor de verwerking van fouten en pakketverlies; een breed scala aan toepassingsdoelen om te voldoen aan de behoeften van verschillende snelheden, verschillende resoluties en verschillende transmissie- (opslag) gelegenheden; het basissysteem is open en er is geen copyright vereist voor gebruik.
Technisch gezien zijn er veel hoogtepunten in de H.264-standaard, zoals uniforme VLC-symboolcodering, zeer nauwkeurige, multi-mode verplaatsingsschatting, transformatie van gehele getallen op basis van 4 × 4 blokken en gelaagde coderingssyntaxis. Deze maatregelen zorgen ervoor dat het H.264-algoritme een zeer hoge coderingsefficiëntie heeft, onder dezelfde gereconstrueerde beeldkwaliteit kan het ongeveer 50% van de codesnelheid besparen dan H.263. De codestreamstructuur van H.264 heeft een sterk netwerkaanpassingsvermogen, vergroot de mogelijkheden voor foutherstel en kan zich goed aanpassen aan de toepassing van IP- en draadloze netwerken.
2. Technische hoogtepunten van H264
Gelaagd ontwerp
Het H.264-algoritme kan conceptueel in twee lagen worden verdeeld: de videocoderingslaag (VCL: Video Coding Layer) is verantwoordelijk voor een efficiënte weergave van video-inhoud en de netwerk-abstractielaag (NAL: Network Abstraction Layer) is verantwoordelijk voor de juiste manier vereist door het netwerk. Verpak en verzend gegevens. De hiërarchische structuur van de H.264-encoder wordt getoond in Figuur 1. Een pakketgebaseerde interface is gedefinieerd tussen VCL en NAL, en verpakking en bijbehorende signalering maken deel uit van NAL. Op deze manier worden de taken van hoge coderingsefficiëntie en netwerkvriendelijkheid respectievelijk door VCL en NAL voltooid.
De VCL-laag bevat op blokken gebaseerde hybride codering voor bewegingscompensatie en enkele nieuwe functies. Net als de vorige videocoderingsstandaarden, bevat H.264 geen functies zoals voorverwerking en nabewerking in het concept, wat de flexibiliteit van de standaard kan vergroten.
NAL is verantwoordelijk voor het gebruik van het segmentatieformaat van het lagere netwerk om gegevens in te kapselen, inclusief framing, logische kanaalsignalering, gebruik van timinginformatie of sequentie-eindsignaal, enz. NAL ondersteunt bijvoorbeeld videotransmissieformaten op circuitgeschakelde kanalen, en ondersteunt videotransmissie-indelingen op internet met behulp van RTP / UDP / IP. NAL omvat zijn eigen kopinformatie, segmentstructuurinformatie en feitelijke belastingsinformatie, dat wil zeggen de VCL-gegevens van de bovenste laag. (Als gegevenssegmentatietechnologie wordt gebruikt, kunnen de gegevens uit verschillende delen bestaan).
Zeer nauwkeurige bewegingsschatting in meerdere modi
H.264 ondersteunt bewegingsvectoren met een precisie van 1/4 of 1/8 pixel. Met een nauwkeurigheid van 1/4 pixel kan een 6-tap filter worden gebruikt om hoogfrequente ruis te verminderen. Voor bewegingsvectoren met een nauwkeurigheid van 1/8 pixel kan een complexer 8-tap filter worden gebruikt. Bij het uitvoeren van bewegingsschatting kan de encoder ook "verbeterde" interpolatiefilters selecteren om het effect van voorspelling te verbeteren
In de bewegingsvoorspelling van H.264 kan een macroblok (MB) worden onderverdeeld in verschillende subblokken volgens figuur 2 om 7 verschillende modi van blokgroottes te vormen. Deze multi-mode flexibele en gedetailleerde indeling is geschikter voor de vorm van de werkelijk bewegende objecten in het beeld, en verbetert aanzienlijk
De nauwkeurigheid van de bewegingsschatting is verbeterd. Op deze manier kan elk macroblok 1, 2, 4, 8 of 16 bewegingsvectoren bevatten.
In H.264 mag de encoder meer dan één vorig frame gebruiken voor bewegingsschatting, de zogenaamde multi-frame referentietechnologie. Als bijvoorbeeld 2 of 3 frames gewoon gecodeerde referentieframes zijn, zal de encoder een beter voorspellingsframe selecteren voor elk doelmacroblok, en voor elk macroblok aangeven welk frame wordt gebruikt voor voorspelling.
4 × 4 blok integer transformatie
H.264 is vergelijkbaar met de vorige standaard, waarbij gebruik wordt gemaakt van blokgebaseerde transformatiecodering voor het residu, maar de transformatie is een bewerking met gehele getallen in plaats van een bewerking met een reëel getal, en het proces is in wezen vergelijkbaar met dat van DCT. Het voordeel van deze methode is dat dezelfde precisie-transformatie en inverse transformatie zijn toegestaan in de encoder en de decoder, wat het gebruik van eenvoudige vaste-komma-rekenkunde vergemakkelijkt. Met andere woorden, er is hier geen "inverse transformatiefout". De transformatie-eenheid is 4 × 4 blokken, in plaats van 8 × 8 blokken die in het verleden vaak werden gebruikt. Naarmate de grootte van het transformatieblok wordt verkleind, is de verdeling van het bewegende object nauwkeuriger. Op deze manier is niet alleen de hoeveelheid transformatieberekening relatief klein, maar wordt ook de convergentiefout aan de rand van het bewegende object sterk verminderd. Om ervoor te zorgen dat de transformatiemethode van kleine blokken niet het grijsschaalverschil tussen de blokken in het grotere gladde gebied in het beeld produceert, moet de DC-coëfficiënt van 16 4 × 4 blokken van de intra-frame macroblokhelderheidsgegevens (elk klein blok Eén , in totaal 16) voert een tweede 4 × 4 bloktransformatie uit en voert een 2 × 2 bloktransformatie uit op de DC-coëfficiënten van 4 4 × 4 blokken chrominantiegegevens (één voor elk klein blok, 4 in totaal).
Om het vermogen tot snelheidsregeling van H.264 te verbeteren, wordt de verandering van de kwantiseringsstapgrootte gecontroleerd op ongeveer 12.5% in plaats van een constante toename. De normalisatie van de amplitude van de transformatiecoëfficiënt wordt verwerkt in het inverse kwantiseringsproces om de rekencomplexiteit te verminderen. Om de getrouwheid van kleur te benadrukken, wordt een kleine kwantiseringsstapgrootte aangenomen voor de chrominantiecoëfficiënt.
Uniforme VLC
Er zijn twee methoden voor entropiecodering in H.264. Een daarvan is om unified VLC (UVLC: Universal VLC) te gebruiken voor alle te coderen symbolen, en de andere is om content-adaptieve binaire rekenkundige codering te gebruiken (CABAC: Context-Adaptive). Binaire rekenkundige codering). CABAC is een optionele optie, de codeerprestaties zijn iets beter dan UVLC, maar de rekencomplexiteit is ook hoger. UVLC gebruikt een codewoordset van onbeperkte lengte en de ontwerpstructuur is zeer regelmatig, en verschillende objecten kunnen worden gecodeerd met dezelfde codetabel. Deze methode is eenvoudig om een codewoord te genereren en de decoder kan gemakkelijk het voorvoegsel van het codewoord identificeren, en UVLC kan snel hersynchronisatie verkrijgen wanneer er een bitfout optreedt
Hier zijn x0, x1, x2, ... INFO-bits, en zijn 0 of 1. Figuur 4 toont de eerste 9 codewoorden. Het vierde cijferwoord bevat bijvoorbeeld INFO4. Het ontwerp van dit codewoord is geoptimaliseerd voor snelle hersynchronisatie om bitfouten te voorkomen.
intra-jurisdictie
In de vorige H.26x-serie en MPEG-x-serie standaarden worden inter-frame voorspellingsmethoden gebruikt. In H.264 is intra-frame voorspelling beschikbaar bij het coderen van Intra-afbeeldingen. Voor elk 4 × 4 blok (behalve voor de speciale behandeling van het randblok) kan elke pixel worden voorspeld met een verschillende gewogen som van de 17 dichtstbijzijnde eerder gecodeerde pixels (sommige gewichten kunnen 0 zijn), dat wil zeggen, deze pixel 17 pixels in de linkerbovenhoek van het blok. Het is duidelijk dat dit soort intra-frame voorspelling niet in de tijd is, maar een voorspellend coderingsalgoritme dat wordt uitgevoerd in het ruimtelijke domein, dat de ruimtelijke redundantie tussen aangrenzende blokken kan verwijderen en een effectievere compressie kan bereiken.
In het vierkant van 4 × 4 zijn a, b, ..., p 16 te voorspellen pixels en zijn A, B, ..., P gecodeerde pixels. De waarde van punt m kan bijvoorbeeld worden voorspeld door de formule (J + 2K + L + 2) / 4, of door de formule (A + B + C + D + I + J + K + L) / 8, enzovoorts. Volgens de geselecteerde voorspellingsreferentiepunten zijn er 9 verschillende modi voor luminantie, maar er is slechts één modus voor intra-frame voorspelling van chrominantie.
Voor IP- en draadloze omgevingen
Het H.264-concept bevat tools voor het elimineren van fouten om de overdracht van gecomprimeerde video te vergemakkelijken in een omgeving met frequente fouten en pakketverlies, zoals de robuustheid van de verzending in mobiele kanalen of IP-kanalen.
Om transmissiefouten te weerstaan, kan de tijdsynchronisatie in de H.264-videostroom worden bereikt door gebruik te maken van beeldverversing binnen het frame, en de ruimtelijke synchronisatie wordt ondersteund door gestructureerde plakcodering. Tegelijkertijd wordt, om hersynchronisatie na een bitfout te vergemakkelijken, ook een bepaald hersynchronisatiepunt verschaft in de videogegevens van een beeld. Bovendien stellen intra-frame macroblokverversing en meerdere referentiemacroblokken de encoder in staat om niet alleen de coderingsefficiëntie in aanmerking te nemen, maar ook de kenmerken van het transmissiekanaal bij het bepalen van de macroblokmodus.
Naast het gebruik van de verandering van de kwantiseringsstapgrootte om zich aan te passen aan de kanaalcodesnelheid, wordt in H.264 de methode van gegevenssegmentatie vaak gebruikt om het hoofd te bieden aan de verandering van de kanaalcodesnelheid. Over het algemeen is het concept van gegevenssegmentatie het genereren van videogegevens met verschillende prioriteiten in de encoder om de servicekwaliteit QoS in het netwerk te ondersteunen. Er wordt bijvoorbeeld een op syntaxis gebaseerde gegevenspartitioneringsmethode toegepast om de gegevens van elk frame in verschillende delen te verdelen op basis van het belang ervan, waardoor de minder belangrijke informatie kan worden weggegooid wanneer de buffer overloopt. Een vergelijkbare methode voor het partitioneren van gegevens in de tijd kan ook worden gebruikt, wat wordt bereikt door meerdere referentieframes in P- en B-frames te gebruiken.
Bij de toepassing van draadloze communicatie kunnen we grote veranderingen in de bitsnelheid van het draadloze kanaal ondersteunen door de kwantiseringsprecisie of de ruimte / tijdresolutie van elk frame te wijzigen. In het geval van multicast is het echter onmogelijk om de encoder te laten reageren op verschillende bitsnelheden. Daarom gebruikt H.4, in tegenstelling tot de FGS-methode (Fine Granular Scalability) die wordt gebruikt in MPEG-264 (met lagere efficiëntie), stream-switching SP-frames in plaats van hiërarchische codering.
========================
3. TML-8 prestaties
TML-8 is de testmodus van H.264, gebruik deze om de video-coderingsefficiëntie van H.264 te vergelijken en te testen. De PSNR die door de testresultaten wordt geleverd, heeft duidelijk aangetoond dat in vergelijking met de prestaties van MPEG-4 (ASP: Advanced Simple Profile) en H.263 ++ (HLP: High Latency Profile), de resultaten van H.264 duidelijke voordelen hebben. Zoals weergegeven in afbeelding 5.
De PSNR van H.264 is duidelijk beter dan die van MPEG-4 (ASP) en H.263 ++ (HLP). In de vergelijkingstest van 6 snelheden is de PSNR van H.264 gemiddeld 2dB hoger dan MPEG-4 (ASP). Het is gemiddeld 3dB hoger dan H.263 (HLP). De 6 testsnelheden en de bijbehorende voorwaarden zijn: 32 kbit / s-snelheid, 10f / s-framesnelheid en QCIF-formaat; 64 kbit / s-snelheid, 15f / s-framesnelheid en QCIF-indeling; 128kbit / s-snelheid, 15f / s-framesnelheid en CIF-indeling; 256kbit / s-snelheid, 15f / s-framesnelheid en QCIF-indeling; 512 kbit / s-snelheid, 30f / s-framesnelheid en CIF-indeling; Snelheid van 1024 kbit / s, framesnelheid van 30 f / s en CIF-indeling.
4. moeilijkheid van realisatie
Voor elke ingenieur die praktische toepassingen overweegt en tegelijkertijd aandacht schenkt aan de superieure prestaties van H.264, moet het de moeilijkheidsgraad van de implementatie ervan meten. Over het algemeen gaat de verbetering van de H.264-prestatie ten koste van een grotere complexiteit. Met de ontwikkeling van technologie valt deze toename in complexiteit echter binnen het acceptabele bereik van onze huidige of nabije toekomstige technologie. In feite heeft H.264, gezien de beperking van de complexiteit, niet een aantal bijzonder computationeel dure verbeterde algoritmen overgenomen. H.264 maakt bijvoorbeeld geen gebruik van globale bewegingscompensatietechnologie, die wel wordt gebruikt in MPEG-4 ASP. Verhoogde aanzienlijke codeercomplexiteit.
Zowel H.264 als MPEG-4 bevatten B-frames en zijn nauwkeuriger en complex bewegingsinterpolatiefilters dan MPEG-2, H.263 of MPEG-4 SP (eenvoudig profiel). Om de bewegingsschatting beter te kunnen voltooien, heeft H.264 de typen variabele blokgroottes en het aantal variabele referentieframes aanzienlijk vergroot.
H.264 RAM-vereisten worden voornamelijk gebruikt voor afbeeldingen met referentieframes, en de meeste gecodeerde video's gebruiken 3 tot 5 frames met referentiebeelden. Het vereist niet meer ROM dan de gebruikelijke video-encoder, omdat H.264 UVLC een goed gestructureerde opzoektabel gebruikt voor alle soorten gegevens
5. afsluitende opmerkingen
H.264 heeft brede toepassingsmogelijkheden, zoals realtime videocommunicatie, videotransmissie via internet, videostreamingdiensten, meerpuntscommunicatie op heterogene netwerken, gecomprimeerde video-opslag, videodatabases, enz.
De technische kenmerken van H.264-aanbevelingen kunnen worden samengevat in drie aspecten. Een daarvan is om je te concentreren op bruikbaarheid, volwassen technologie toe te passen, een hogere coderingsefficiëntie na te streven en beknopt uit te drukken; de andere is om zich te concentreren op aanpassing aan mobiele en IP-netwerken en hiërarchische technologie toe te passen, die de codering en het kanaal formeel scheidt, in wezen meer rekening houdt met de kenmerken van het kanaal in het broncoderingsalgoritme; de derde is dat onder het basisraamwerk van de hybride encoder, de belangrijkste sleutelcomponenten allemaal worden gemaakt. Belangrijke verbeteringen, zoals bewegingsschatting in meerdere modi, voorspelling binnen het frame, voorspelling van meerdere frames, uniforme VLC, 4 × 4 tweedimensionale transformatie van gehele getallen, enz.
Tot dusver is H.264 nog niet voltooid, maar vanwege de hogere compressieverhouding en het betere kanaalaanpassingsvermogen zal het steeds meer worden gebruikt op het gebied van digitale videocommunicatie of opslag, en het ontwikkelingspotentieel is onbeperkt.
Ten slotte moet worden opgemerkt dat de superieure prestaties van H.264 niet zonder kosten zijn, maar dat de kosten een grote toename in computercomplexiteit zijn. Volgens schattingen is de rekencomplexiteit van het coderen ongeveer driemaal die van H.263 en de complexiteit van het decoderen ongeveer 2 keer van H.263.
===========================
Begrijp de H.264- en MPEG-4-technologieproducten correct en elimineer de valse propaganda van de fabrikant
Erkend wordt dat de H.264-videocodecstandaard een zekere mate van vooruitgang kent, maar het is niet de geprefereerde standaard voor video-encoders, vooral niet als bewakingsproduct, omdat deze ook enkele technische gebreken vertoont.
is opgenomen in de MPEG-4 Part 10-standaard als de H.264-videocodecstandaard, wat betekent dat het alleen is gekoppeld aan het tiende deel van MPEG-4. Met andere woorden, H.264 overschrijdt het bereik van de MPEG-4-standaard niet. Daarom is het onjuist dat de H.264-standaard en de videotransmissiekwaliteit op internet hoger zijn dan MPEG-4. De overgang van MPEG-4 naar H.264 is nog onbegrijpelijker. Laten we eerst de ontwikkeling van MPEG-4 goed begrijpen:
1. MPEG-4 (SP) en MPEG-4 (ASP) zijn de vroege producttechnologieën van MPEG-4
MPEG-4 (SP) en MPEG-4 (ASP) werden voorgesteld in 1998. De technologie heeft zich tot op heden ontwikkeld en er zijn inderdaad enkele problemen. Daarom heeft het huidige technische staatspersoneel dat de mogelijkheid heeft om MPEG-4 te ontwikkelen deze achterwaartse technologie niet in MPEG-4-videobewaking of videoconferentieproducten toegepast. De vergelijking tussen H.264-producten (technische producten van na 2005) en de vroege MPEG-4 (SP) -technologie die op internet wordt gepromoot, is echt ongepast. Kan de prestatievergelijking van IT-producten in 2005 en 2001 overtuigend zijn? . Wat hier moet worden uitgelegd, is dat dit een technisch hype-gedrag van fabrikanten is.
Bekijk de technologievergelijking eens:
Sommige fabrikanten miskende vergelijkingen: bij dezelfde gereconstrueerde beeldkwaliteit verlaagt H.264 de bitsnelheid met 50% in vergelijking met H.263 + en MPEG-4 (SP).
Deze gegevens vergelijken in wezen H.264-productgegevens met nieuwe technologie met productgegevens van vroege MPEG-4-technologie, wat zinloos en misleidend is voor het vergelijken van huidige MPEG-4-technologieproducten. Waarom vergeleken H.264-producten de gegevens niet met nieuwe MPEG-4-technologieproducten in 2006? De ontwikkeling van de H.264-videocoderingstechnologie gaat inderdaad erg snel, maar het video-decoderingsvideo-effect is alleen equivalent aan het video-effect van Microsoft Windows Media Player 9.0 (WM9). Op dit moment heeft bijvoorbeeld de MPEG-4-technologie die wordt gebruikt door Huayi's videoserver en videoconferentieapparatuur de (WMV) technische specificaties voor videodecoderingstechnologie bereikt en is de audio- en videosynchronisatie minder dan 0.15 sec (binnen 150 milliseconden). ). H.264 en Microsoft WM9 kunnen niet matchen
2. De zich ontwikkelende MPEG-4-videodecodertechnologie:
Momenteel ontwikkelt de MPEG-4-videodecodertechnologie zich snel, niet zoals de fabrikanten hype op internet. Het voordeel van de huidige H.264-beeldstandaard zit hem alleen in de compressie en opslag, die 15-20% kleiner is dan het huidige MPEG-4-opslagbestand van Huayi-producten, maar het videoformaat is geen standaardformaat. De reden is dat H.264 geen internationaal gebruikt opslagformaat gebruikt en dat de videobestanden niet kunnen worden geopend met internationaal gebruikte software van derden. Daarom wordt bij sommige binnenlandse regeringen en instanties bij het selecteren van apparatuur duidelijk vermeld dat de videobestanden moeten worden geopend met internationaal aanvaarde software van derden. Dit is erg belangrijk voor het monitoren van producten. Vooral bij diefstal moet de politie bewijs verzamelen, analyseren, enz.
De geüpgradede versie van de MPEG-4-videodecoder is (WMV) en de audio is anders afhankelijk van de coderingstechnologie en ervaring van elke fabrikant. De huidige volwassen MPEG-4 nieuwe technologieproducten van 2005 tot 2006 presteren veel beter dan H.264-technologieproducten.
Qua transmissie: in vergelijking met de nieuwe MPEG-4 technologieproduct H.264, er zijn de volgende defecten:
1. Audio- en videosynchronisatie: H.264-audio- en videosynchronisatie kent enkele problemen, voornamelijk in termen van vertraging. De overdrachtsprestaties van H.264 zijn gelijk aan Windows Media Player 9.0 (WM9) van Microsoft. Op dit moment bereikt de MPEG-4-technologie van de Huayi-netwerkvideoserver een vertraging van minder dan 0.15 seconden (150 milliseconden) op het gebied van videobewaking en videoconferenties, wat buiten het bereik van H.264-producten ligt;
2. Efficiëntie van netwerktransmissie: gebruik H.2
Onze andere producten:
