MPEG4 è una tecnologia di compressione adatta alla sorveglianza
MPEG4 è stato annunciato nel novembre 1998. Lo standard internazionale MPEG4, inizialmente previsto per essere messo in uso nel gennaio 1999, non è solo per la codifica video e audio a un certo bit rate, ma presta anche maggiore attenzione all'interattività e alla flessibilità di sistemi multimediali. Gli esperti del gruppo di esperti MPEG stanno lavorando duramente per la formulazione di MPEG-4. Lo standard MPEG-4 è utilizzato principalmente in videotelefoni, video e-mail e notizie elettroniche, ecc. I requisiti di velocità di trasmissione sono relativamente bassi, tra 4800-64000 bit / sec e la risoluzione è compresa tra 4800-64000 bit / sec. È 176X144. MPEG-4 utilizza una larghezza di banda molto stretta, comprime e trasmette i dati attraverso la tecnologia di ricostruzione dei frame, al fine di ottenere il minor numero di dati e ottenere la migliore qualità dell'immagine.
Rispetto a MPEG-1 e MPEG-2, la caratteristica di MPEG-4 è che è più adatto per servizi AV interattivi e monitoraggio remoto. MPEG-4 è il primo standard di immagine dinamico che ti cambia da passivo ad attivo (non più solo guardare, permettendoti di partecipare, cioè interattivo); un'altra caratteristica è la sua completezza; dalla sorgente, MPEG-4 tenta di fondere oggetti naturali con oggetti creati dall'uomo (nel senso di effetti visivi). L'obiettivo di progettazione di MPEG-4 ha anche una maggiore adattabilità e scalabilità. MPEG4 cerca di raggiungere due obiettivi:
1. Comunicazione multimediale a bassa velocità di trasmissione;
2. È la sintesi della comunicazione multimediale in molteplici settori.
Secondo questo obiettivo, MPEG4 introduce oggetti AV (Audio / Visaul Objects), rendendo possibili operazioni più interattive. La risoluzione della qualità video di MPEG-4 è relativamente alta e la velocità dei dati è relativamente bassa. Il motivo principale è che MPEG-4 adotta la tecnologia ACE (Advanced Decoding Efficiency), che è un insieme di regole dell'algoritmo di codifica utilizzato per la prima volta in MPEG-4. L'orientamento al target relativo ad ACE può consentire velocità di trasmissione dati molto basse. Rispetto a MPEG-2, può risparmiare il 90% dello spazio di archiviazione. MPEG-4 può anche essere ampiamente aggiornato nei flussi audio e video. Quando il video cambia tra 5 kb / se 10 Mb / s, il segnale audio può essere elaborato tra 2 kb / se 24 kb / s. È particolarmente importante sottolineare che lo standard MPEG-4 è un metodo di compressione orientato agli oggetti. Non si tratta semplicemente di dividere l'immagine in alcuni blocchi come MPEG-1 e MPEG-2, ma in base al contenuto dell'immagine, gli oggetti (oggetti, caratteri, Sfondo) vengono separati per eseguire la codifica intra-frame e inter-frame e compressione e consente un'allocazione flessibile delle velocità di codice tra diversi oggetti. Più byte vengono allocati a oggetti importanti e meno byte vengono allocati a oggetti secondari. Pertanto, il rapporto di compressione è notevolmente migliorato, in modo che possa ottenere risultati migliori a una velocità di codice inferiore. Il metodo di compressione orientato agli oggetti di MPEG-4 rende anche la funzione di rilevamento delle immagini e l'accuratezza più riflesse. La funzione di rilevamento delle immagini consente al sistema di videoregistratore su disco rigido di avere una migliore funzione di allarme di movimento video.
In breve, MPEG-4 è un nuovissimo standard di codifica video con un bit rate basso e un elevato rapporto di compressione. La velocità di trasmissione è di 4.8 ~ 64 kbit / s e occupa uno spazio di archiviazione relativamente piccolo. Ad esempio, per uno schermo a colori con una risoluzione di 352 × 288, quando lo spazio occupato da ogni fotogramma è di 1.3 KB, se selezioni 25 fotogrammi / secondo, saranno necessari 120 KB all'ora, 10 ore al giorno, 30 giorni al mese e 36 GB per canale al mese. Se si tratta di 8 canali, sono necessari 288 GB, il che è ovviamente accettabile.
Esistono molti tipi di tecnologie in quest'area, ma le più basilari e le più utilizzate allo stesso tempo sono MPEG1, MPEG2, MPEG4 e altre tecnologie. MPEG1 è una tecnologia con un rapporto di compressione elevato ma una qualità dell'immagine inferiore; mentre la tecnologia MPEG2 si concentra principalmente sulla qualità dell'immagine e il rapporto di compressione è piccolo, quindi richiede un ampio spazio di archiviazione; La tecnologia MPEG4 è una tecnologia più popolare al giorno d'oggi, l'utilizzo di questa tecnologia può essere Risparmia spazio, ha un'elevata qualità dell'immagine e non richiede un'elevata larghezza di banda di trasmissione di rete. Al contrario, la tecnologia MPEG4 è relativamente popolare in Cina ed è stata riconosciuta anche da esperti del settore.
Secondo l'introduzione, poiché lo standard MPEG4 utilizza le linee telefoniche come mezzo di trasmissione, i decoder possono essere configurati in loco in base alle diverse esigenze dell'applicazione. La differenza tra questo e il metodo di codifica a compressione basato su hardware dedicato è che il sistema di codifica è aperto e nuovi ed efficaci moduli di algoritmo possono essere aggiunti in qualsiasi momento. MPEG4 regola il metodo di compressione in base alle caratteristiche spaziali e temporali dell'immagine, in modo da ottenere un rapporto di compressione maggiore, un flusso di codice di compressione inferiore e una migliore qualità dell'immagine rispetto a MPEG1. I suoi obiettivi applicativi sono la trasmissione a banda stretta, la compressione di alta qualità, le operazioni interattive e le espressioni che integrano oggetti naturali con oggetti creati dall'uomo, sottolineando anche in particolare l'ampia adattabilità e scalabilità. Pertanto, MPEG4 si basa sulle caratteristiche della descrizione della scena e del design orientato alla larghezza di banda, il che lo rende molto adatto al campo della videosorveglianza, che si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
1. Viene risparmiato spazio di archiviazione: lo spazio necessario per adottare MPEG4 è 1/10 di quello di MPEG1 o M-JPEG. Inoltre, poiché MPEG4 può regolare automaticamente il metodo di compressione in base ai cambiamenti di scena, può garantire che la qualità dell'immagine non venga degradata per le immagini fisse, le scene di sport generali e le scene di attività intense. È un metodo di codifica video più efficace.
2. Alta qualità dell'immagine - La massima risoluzione dell'immagine di MPEG4 è 720x576, che è simile all'effetto immagine del DVD. MPEG4 basato sulla modalità di compressione AV determina che può garantire una buona definizione per gli oggetti in movimento e la qualità di tempo / tempo / immagine è regolabile.
3. Il requisito per la larghezza di banda della trasmissione di rete non è elevato - poiché il rapporto di compressione di MPEG4 è più di 10 volte quello di MPEG1 e M-JPEG della stessa qualità, la larghezza di banda occupata durante la trasmissione di rete è solo di circa 1/10 di quella di MPEG1 e M-JPEG della stessa qualità. . A parità di requisiti di qualità dell'immagine, MPEG4 necessita solo di una larghezza di banda ridotta.
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Aspetti tecnici del nuovo standard di codifica video H.264
Sommario:
Per le applicazioni pratiche, la raccomandazione H.264 formulata congiuntamente dalle due principali organizzazioni internazionali di standardizzazione, ISO / IEC e ITU-T, è un nuovo sviluppo nella tecnologia di codifica video. Ha le sue caratteristiche uniche nella stima del movimento multimodale, nella trasformazione di interi, nella codifica dei simboli VLC unificata e nella sintassi di codifica a strati. Pertanto, l'algoritmo H.264 ha un'elevata efficienza di codifica e le sue prospettive di applicazione dovrebbero essere evidenti.
Parole chiave: codifica video comunicazione immagine JVT
Dagli anni '1980, l'introduzione di due importanti serie di standard internazionali di codifica video, MPEG-x formulato da ISO / IEC e H.26x formulato da ITU-T, ha inaugurato una nuova era di comunicazioni video e applicazioni di archiviazione. Dalle raccomandazioni di codifica video H.261 a H.262 / 3, MPEG-1/2/4, ecc., C'è un obiettivo comune che viene costantemente perseguito, ovvero ottenere il più possibile con il bit rate più basso possibile (o capacità di memoria). Buona qualità dell'immagine. Inoltre, con l'aumentare della domanda di trasmissione di immagini da parte del mercato, il problema di come adattarsi alle caratteristiche di trasmissione dei diversi canali è diventato sempre più evidente. Questo è il problema che deve essere risolto dal nuovo standard video H.264 sviluppato congiuntamente da IEO / IEC e ITU-T.
H.261 è il primo suggerimento per la codifica video, lo scopo è quello di standardizzare la tecnologia di codifica video nelle applicazioni TV per conferenze di rete ISDN e videotelefoni. L'algoritmo che utilizza combina un metodo di codifica ibrido di previsione inter-frame che può ridurre la ridondanza temporale e la trasformazione DCT che può ridurre la ridondanza spaziale. Corrisponde al canale ISDN e la velocità del codice di uscita è p × 64 kbit / s. Quando il valore di p è piccolo, possono essere trasmesse solo immagini a bassa definizione, che è adatta per le chiamate TV faccia a faccia; quando il valore di p è grande (ad esempio p> 6), è possibile trasmettere immagini TV per conferenze con una migliore definizione. H.263 consiglia uno standard di compressione delle immagini a bassa velocità in bit, che è tecnicamente un miglioramento ed un'espansione di H.261 e supporta applicazioni con una velocità in bit inferiore a 64 kbit / s. Ma in realtà H.263 e versioni successive H.263 + e H.263 ++ sono stati sviluppati per supportare applicazioni a velocità di trasmissione completa. Si può vedere dal fatto che supporta molti formati di immagine, come Sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF e persino 16CIF e altri formati.
La velocità di codice dello standard MPEG-1 è di circa 1.2 Mbit / s e può fornire 30 fotogrammi di immagini di qualità CIF (352 × 288). È formulato per l'archiviazione di video e la riproduzione di dischi CD-ROM. L'algoritmo di base della parte di codifica video standard MPEG-l è simile a H.261 / H.263 e vengono adottate anche misure come la previsione inter-frame con compensazione del movimento, DCT bidimensionale e codifica run-length VLC. Inoltre, vengono introdotti concetti come intra frame (I), frame predittivo (P), frame predittivo bidirezionale (B) e frame DC (D) per migliorare ulteriormente l'efficienza della codifica. Sulla base di MPEG-1, lo standard MPEG-2 ha apportato alcuni miglioramenti per migliorare la risoluzione dell'immagine e la compatibilità con la TV digitale. Ad esempio, la precisione del suo vettore di movimento è mezzo pixel; nelle operazioni di codifica (come la stima del movimento e DCT) Distinguere tra "frame" e "field"; introdurre tecnologie di scalabilità di codifica, come scalabilità spaziale, scalabilità temporale e scalabilità del rapporto segnale-rumore. Lo standard MPEG-4 introdotto negli ultimi anni ha introdotto la codifica basata su oggetti audiovisivi (AVO: Audio-Visual Object), che migliora notevolmente le capacità interattive e l'efficienza di codifica delle comunicazioni video. MPEG-4 ha anche adottato alcune nuove tecnologie, come la codifica della forma, la DCT adattiva, la codifica di oggetti video di forma arbitraria e così via. Ma il codificatore video di base di MPEG-4 appartiene ancora a un tipo di codificatore ibrido simile a H.263.
In breve, la raccomandazione H.261 è una classica codifica video, H.263 è il suo sviluppo e la sostituirà gradualmente nella pratica, utilizzata principalmente nelle comunicazioni, ma le numerose opzioni di H.263 spesso mettono in difficoltà gli utenti. La serie di standard MPEG si è evoluta da applicazioni per supporti di memorizzazione ad applicazioni che si adattano ai supporti di trasmissione. La struttura di base della sua codifica video principale è coerente con H.261. Tra questi, la parte accattivante della "codifica basata su oggetti" di MPEG-4 è dovuta ancora. Ci sono ostacoli tecnici ed è difficile da applicare universalmente. Pertanto, la nuova proposta di codifica video H.264 sviluppata su questa base supera i punti deboli dei due, introduce un nuovo metodo di codifica nell'ambito della codifica ibrida, migliora l'efficienza della codifica e affronta le applicazioni pratiche. Allo stesso tempo, è stato formulato congiuntamente dalle due principali organizzazioni internazionali di standardizzazione e le sue prospettive di applicazione dovrebbero essere evidenti.
1. H.264 di JVT
H.264 è un nuovo standard di codifica video digitale sviluppato dal team video congiunto (JVT: team video congiunto) di VCEG (Video Coding Experts Group) di ITU-T e MPEG (Moving Picture Coding Experts Group) di ISO / IEC. Fa parte 10 di H.264 di ITU-T e MPEG-4 di ISO / IEC. La richiesta di bozze è iniziata nel gennaio 1998. La prima bozza è stata completata nel settembre 1999. Il modello di test TML-8 è stato sviluppato nel maggio 2001. Il consiglio di FCD di H.264 è stato approvato alla quinta riunione della JVT nel giugno 5.. Lo standard è attualmente in fase di sviluppo e dovrebbe essere adottato ufficialmente nella prima metà del prossimo anno.
H.264, come lo standard precedente, è anche una modalità di codifica ibrida di DPCM più codifica di trasformazione. Tuttavia, adotta un design conciso di "ritorno alle basi", senza molte opzioni, e ottiene prestazioni di compressione molto migliori rispetto a H.263 ++; rafforza l'adattabilità a vari canali e adotta una struttura e sintassi "network-friendly". Favorevole all'elaborazione di errori e perdita di pacchetti; un'ampia gamma di obiettivi applicativi per soddisfare le esigenze di diverse velocità, diverse risoluzioni e diverse occasioni di trasmissione (archiviazione); il suo sistema di base è aperto e non è richiesto alcun copyright per l'uso.
Tecnicamente, ci sono molti punti salienti nello standard H.264, come la codifica dei simboli VLC unificata, la stima dello spostamento multimodale ad alta precisione, la trasformazione intera basata su blocchi 4 × 4 e la sintassi di codifica a strati. Queste misure fanno sì che l'algoritmo H.264 abbia un'efficienza di codifica molto elevata, a parità di qualità dell'immagine ricostruita, può risparmiare circa il 50% del tasso di codice rispetto a H.263. La struttura del flusso di codice di H.264 ha una forte adattabilità di rete, aumenta le capacità di ripristino degli errori e può adattarsi bene all'applicazione di reti IP e wireless.
2. Punti salienti tecnici di H264
Design a strati
L'algoritmo H.264 può essere suddiviso concettualmente in due livelli: il livello di codifica video (VCL: Video Coding Layer) è responsabile della rappresentazione efficiente dei contenuti video e il livello di astrazione di rete (NAL: Network Abstraction Layer) è responsabile del modo appropriato richiesto dalla rete. Impacchetta e trasmetti dati. La struttura gerarchica dell'encoder H.264 è mostrata nella Figura 1. Un'interfaccia basata su pacchetti è definita tra VCL e NAL, e il packaging e la segnalazione corrispondente fanno parte di NAL. In questo modo, i compiti di alta efficienza di codifica e compatibilità di rete vengono completati rispettivamente da VCL e NAL.
Il livello VCL include la codifica ibrida di compensazione del movimento basata su blocchi e alcune nuove funzionalità. Come i precedenti standard di codifica video, H.264 non include funzioni come la pre-elaborazione e la post-elaborazione nella bozza, il che può aumentare la flessibilità dello standard.
NAL è responsabile dell'utilizzo del formato di segmentazione della rete di livello inferiore per incapsulare i dati, incluso il framing, la segnalazione del canale logico, l'utilizzo delle informazioni di temporizzazione o il segnale di fine sequenza, ecc. Ad esempio, NAL supporta i formati di trasmissione video su canali a commutazione di circuito e supporta i formati di trasmissione video su Internet utilizzando RTP / UDP / IP. NAL include le proprie informazioni di intestazione, informazioni sulla struttura del segmento e informazioni sul carico effettivo, ovvero i dati VCL di livello superiore. (Se viene utilizzata la tecnologia di segmentazione dei dati, i dati possono essere costituiti da più parti).
Stima del movimento multimodale ad alta precisione
H.264 supporta i vettori di movimento con una precisione di 1/4 o 1/8 pixel. Con una precisione di 1/4 pixel, è possibile utilizzare un filtro a 6 tocchi per ridurre il rumore ad alta frequenza. Per i vettori di movimento con una precisione di 1/8 pixel, è possibile utilizzare un filtro a 8 tocchi più complesso. Quando si esegue la stima del movimento, il codificatore può anche selezionare filtri di interpolazione "avanzati" per migliorare l'effetto della previsione
Nella previsione del movimento di H.264, un macro blocco (MB) può essere suddiviso in diversi sottoblocchi secondo la Figura 2 per formare 7 diverse modalità di dimensioni di blocco. Questa divisione multi-modalità flessibile e dettagliata è più adatta alla forma degli oggetti in movimento nell'immagine, migliorando notevolmente
La precisione della stima del movimento è migliorata. In questo modo, ogni macro blocco può contenere 1, 2, 4, 8 o 16 vettori di movimento.
In H.264, l'encoder può utilizzare più di un frame precedente per la stima del movimento, che è la cosiddetta tecnologia di riferimento multi-frame. Ad esempio, se 2 o 3 frame sono solo frame di riferimento codificati, il codificatore selezionerà un frame di previsione migliore per ciascun macroblocco di destinazione e indicherà per ciascun macroblocco quale frame viene utilizzato per la previsione.
Trasformazione di blocchi interi 4 × 4
H.264 è simile allo standard precedente, utilizzando la codifica di trasformazione basata su blocchi per il residuo, ma la trasformazione è un'operazione intera invece di un'operazione con numeri reali, e il processo è fondamentalmente simile a quello di DCT. Il vantaggio di questo metodo è che la stessa trasformazione di precisione e trasformazione inversa sono consentite nell'encoder e nel decoder, il che facilita l'uso della semplice aritmetica a virgola fissa. In altre parole, non vi è alcun "errore di trasformazione inversa" qui. L'unità di trasformazione è blocchi 4 × 4, invece di blocchi 8 × 8 comunemente usati in passato. Man mano che la dimensione del blocco di trasformazione viene ridotta, la divisione dell'oggetto in movimento è più precisa. In questo modo, non solo la quantità di calcolo della trasformazione è relativamente piccola, ma anche l'errore di convergenza sul bordo dell'oggetto in movimento è notevolmente ridotto. Per fare in modo che il metodo di trasformazione dei blocchi di piccole dimensioni non produca la differenza in scala di grigi tra i blocchi nell'area liscia più grande dell'immagine, il coefficiente DC di 16 blocchi 4 × 4 dei dati di luminosità del macroblocco intra-frame (ogni blocco piccolo Uno , per un totale di 16) esegue una seconda trasformazione di blocco 4 × 4 ed esegue una trasformazione di blocco 2 × 2 sui coefficienti DC di 4 blocchi 4 × 4 di dati di crominanza (uno per ogni blocco piccolo, 4 in totale).
Al fine di migliorare la capacità di controllo della velocità di H.264, la variazione della dimensione del passo di quantizzazione è controllata a circa il 12.5% invece di un aumento costante. La normalizzazione dell'ampiezza del coefficiente di trasformazione viene elaborata nel processo di quantizzazione inversa per ridurre la complessità computazionale. Per enfatizzare la fedeltà del colore, viene adottata una piccola dimensione del passo di quantizzazione per il coefficiente di crominanza.
VLC unificato
Esistono due metodi per la codifica entropica in H.264. Uno consiste nell'utilizzare un VLC unificato (UVLC: Universal VLC) per tutti i simboli da codificare e l'altro consiste nell'utilizzare la codifica aritmetica binaria adattiva al contenuto (CABAC: Context-Adaptive). Codifica aritmetica binaria). CABAC è un'opzione opzionale, le sue prestazioni di codifica sono leggermente migliori di UVLC, ma anche la complessità computazionale è maggiore. UVLC utilizza un set di parole in codice di lunghezza illimitata e la struttura del design è molto regolare e oggetti diversi possono essere codificati con la stessa tabella di codici. Questo metodo è facile per generare una parola in codice e il decodificatore può identificare facilmente il prefisso della parola in codice e UVLC può ottenere rapidamente la risincronizzazione quando si verifica un errore di bit
Qui, x0, x1, x2, ... sono bit INFO e sono 0 o 1. La Figura 4 elenca le prime 9 parole in codice. Ad esempio, la quarta parola numerica contiene INFO4. Il design di questa parola in codice è ottimizzato per una rapida risincronizzazione per evitare errori di bit.
intra pdizione
Negli standard della serie H.26x e MPEG-x precedenti, vengono utilizzati metodi di previsione inter-frame. In H.264, la previsione intra-frame è disponibile durante la codifica di immagini Intra. Per ogni blocco 4 × 4 (eccetto per il trattamento speciale del blocco bordo), ogni pixel può essere previsto con una diversa somma ponderata dei 17 pixel codificati in precedenza più vicini (alcuni pesi possono essere 0), cioè questo pixel 17 pixel nell'angolo in alto a sinistra del blocco. Ovviamente, questo tipo di previsione intra-frame non è nel tempo, ma un algoritmo di codifica predittivo eseguito nel dominio spaziale, che può rimuovere la ridondanza spaziale tra blocchi adiacenti e ottenere una compressione più efficace.
Nel quadrato 4 × 4, a, b, ..., p sono 16 pixel da prevedere e A, B, ..., P sono pixel codificati. Ad esempio, il valore del punto m può essere previsto dalla formula (J + 2K + L + 2) / 4 o dalla formula (A + B + C + D + I + J + K + L) / 8, e così via. In base ai punti di riferimento della previsione selezionati, ci sono 9 diverse modalità per la luminanza, ma esiste solo 1 modalità per la previsione intra-frame della crominanza.
Per ambienti IP e wireless
La bozza H.264 contiene strumenti per l'eliminazione degli errori per facilitare la trasmissione di video compresso in un ambiente con frequenti errori e perdita di pacchetti, come la robustezza della trasmissione nei canali mobili o nei canali IP.
Per resistere agli errori di trasmissione, la sincronizzazione temporale nel flusso video H.264 può essere realizzata utilizzando l'aggiornamento dell'immagine intra-frame e la sincronizzazione spaziale è supportata dalla codifica strutturata in sezioni. Allo stesso tempo, per facilitare la risincronizzazione dopo un errore di bit, viene fornito anche un certo punto di risincronizzazione nei dati video di un'immagine. Inoltre, l'aggiornamento dei macroblocchi intra-frame e i macroblocchi di riferimento multipli consentono all'encoder di considerare non solo l'efficienza della codifica, ma anche le caratteristiche del canale di trasmissione quando determina la modalità del macroblocco.
Oltre a utilizzare la modifica della dimensione del passo di quantizzazione per adattarsi alla velocità di codice del canale, in H.264, il metodo di segmentazione dei dati viene spesso utilizzato per far fronte al cambiamento della velocità di codice del canale. In generale, il concetto di segmentazione dei dati consiste nel generare dati video con priorità diverse nell'encoder per supportare la qualità del servizio QoS nella rete. Ad esempio, viene adottato un metodo di partizionamento dei dati basato sulla sintassi per dividere i dati di ogni frame in più parti in base alla sua importanza, il che consente di scartare le informazioni meno importanti quando il buffer va in overflow. È anche possibile utilizzare un metodo di partizionamento dei dati temporali simile, ottenuto utilizzando più frame di riferimento in frame P e B.
Nell'applicazione della comunicazione wireless, possiamo supportare grandi variazioni di bit rate del canale wireless modificando la precisione di quantizzazione o la risoluzione spazio / temporale di ogni frame. Tuttavia, nel caso del multicast, è impossibile richiedere al codificatore di rispondere a velocità di bit variabili. Pertanto, a differenza del metodo FGS (Fine Granular Scalability) utilizzato in MPEG-4 (con minore efficienza), H.264 utilizza frame SP di commutazione di flusso invece della codifica gerarchica.
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3. Prestazioni TML-8
TML-8 è la modalità di test di H.264, usalo per confrontare e testare l'efficienza di codifica video di H.264. Il PSNR fornito dai risultati del test ha mostrato chiaramente che rispetto alle prestazioni di MPEG-4 (ASP: Advanced Simple Profile) e H.263 ++ (HLP: High Latency Profile), i risultati di H.264 hanno evidenti vantaggi. Come mostrato nella Figura 5.
Il PSNR di H.264 è ovviamente migliore di quello di MPEG-4 (ASP) e H.263 ++ (HLP). Nel test comparativo di 6 velocità, il PSNR di H.264 è in media 2dB superiore a MPEG-4 (ASP). In media è superiore di 3dB rispetto a H.263 (HLP). Le 6 velocità di test e le relative condizioni sono: 32 kbit / s rate, 10f / s frame rate e formato QCIF; Velocità di 64 kbit / s, frequenza di fotogrammi 15 f / s e formato QCIF; Velocità di 128 kbit / s, velocità dei fotogrammi 15 f / s e formato CIF; Velocità di 256 kbit / s, frequenza di fotogrammi 15 f / s e formato QCIF; Velocità di 512 kbit / s, frequenza dei fotogrammi di 30 f / s e formato CIF; Velocità di 1024 kbit / s, frequenza dei fotogrammi di 30 f / s e formato CIF.
4. difficoltà di realizzazione
Per ogni ingegnere che considera le applicazioni pratiche, pur prestando attenzione alle prestazioni superiori di H.264, è tenuto a misurare la difficoltà della sua implementazione. In generale, il miglioramento delle prestazioni H.264 si ottiene a scapito di una maggiore complessità. Tuttavia, con lo sviluppo della tecnologia, questo aumento della complessità rientra nella gamma accettabile della nostra tecnologia attuale o del prossimo futuro. Infatti, considerando la limitazione della complessità, H.264 non ha adottato alcuni algoritmi migliorati particolarmente costosi dal punto di vista computazionale. Ad esempio, H.264 non utilizza la tecnologia di compensazione del movimento globale, utilizzata in MPEG-4 ASP. Maggiore complessità di codifica.
Sia H.264 che MPEG-4 includono fotogrammi B e più precisi e compfiltri di interpolazione del movimento lex rispetto a MPEG-2, H.263 o MPEG-4 SP (profilo semplice). Al fine di completare meglio la stima del movimento, H.264 ha aumentato significativamente i tipi di dimensioni dei blocchi variabili e il numero di frame di riferimento variabili.
I requisiti di RAM H.264 vengono utilizzati principalmente per le immagini dei fotogrammi di riferimento e la maggior parte dei video codificati utilizza da 3 a 5 fotogrammi di immagini di riferimento. Non richiede più ROM del solito codificatore video, perché H.264 UVLC utilizza una tabella di ricerca ben strutturata per tutti i tipi di dati
5. considerazioni conclusive
H.264 ha ampie prospettive di applicazione, come comunicazione video in tempo reale, trasmissione video Internet, servizi di streaming video, comunicazione multipunto su reti eterogenee, archiviazione video compressa, database video, ecc.
Le caratteristiche tecniche delle raccomandazioni H.264 possono essere riassunte in tre aspetti. Uno è concentrarsi sulla praticità, adottare una tecnologia matura, perseguire una maggiore efficienza di codifica e un'espressione concisa; l'altro è concentrarsi sull'adattamento alle reti mobili e IP e adottare la tecnologia gerarchica, che separa formalmente la codifica e il canale, in sostanza, tiene conto delle caratteristiche del canale più nell'algoritmo del codificatore di origine; il terzo è che sotto la struttura di base dell'encoder ibrido, i suoi componenti chiave principali sono tutti realizzati. Miglioramenti importanti, come la stima del movimento multimodale, la previsione intra-frame, la previsione multi-frame, VLC unificato, trasformazione intera bidimensionale 4 × 4, ecc.
Finora, H.264 non è stato finalizzato, ma a causa del suo rapporto di compressione più elevato e della migliore adattabilità del canale, sarà sempre più ampiamente utilizzato nel campo della comunicazione o archiviazione video digitale e il suo potenziale di sviluppo è illimitato.
Infine, va notato che le prestazioni superiori di H.264 non sono prive di costi, ma il costo è un grande aumento della complessità computazionale. Secondo le stime, la complessità computazionale della codifica è circa tre volte quella di H.263 e la complessità della decodifica circa 2 volte quella di H.263.
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Comprendere correttamente i prodotti tecnologici H.264 e MPEG-4 ed eliminare la falsa propaganda del produttore
È noto che lo standard di codec video H.264 ha un certo grado di avanzamento, ma non è lo standard di codifica video preferito, soprattutto come prodotto di sorveglianza, perché presenta anche alcuni difetti tecnici.
è incluso nello standard MPEG-4 Part 10 come standard codec video H.264, il che significa che è collegato solo alla decima parte di MPEG-4. In altre parole, H.264 non supera l'ambito dello standard MPEG-4. Pertanto, non è corretto che lo standard H.264 e la qualità di trasmissione video su Internet siano superiori a MPEG-4. Il passaggio da MPEG-4 a H.264 è ancora più incomprensibile. Innanzitutto, comprendiamo correttamente lo sviluppo di MPEG-4:
1. MPEG-4 (SP) e MPEG-4 (ASP) sono le prime tecnologie di prodotto di MPEG-4
MPEG-4 (SP) e MPEG-4 (ASP) sono stati proposti nel 1998. La sua tecnologia si è sviluppata fino ad oggi, e ci sono effettivamente alcuni problemi. Pertanto, l'attuale personale tecnico di proprietà statale che ha la capacità di sviluppare MPEG-4 non ha adottato questa tecnologia arretrata nei prodotti di videosorveglianza o videoconferenza MPEG-4. Il confronto tra i prodotti H.264 (prodotti tecnici dopo il 2005) e la prima tecnologia MPEG-4 (SP) promossa su Internet è davvero inappropriato. Il confronto delle prestazioni dei prodotti IT nel 2005 e nel 2001 può essere convincente? . Ciò che deve essere spiegato qui è che questo è un comportamento di hype tecnico dei produttori.
Si prega di dare un'occhiata al confronto tecnologico:
Alcuni produttori hanno sbagliato i confronti: a parità di qualità dell'immagine ricostruita, H.264 riduce il bit rate del 50% rispetto a H.263 + e MPEG-4 (SP).
Questi dati confrontano essenzialmente i dati dei prodotti della nuova tecnologia H.264 con i dati dei prodotti della tecnologia MPEG-4 delle prime tecnologie, il che è privo di significato e fuorviante per il confronto dei prodotti della tecnologia MPEG-4 attuali. Perché i prodotti H.264 non hanno confrontato i dati con i nuovi prodotti con tecnologia MPEG-4 nel 2006? Lo sviluppo della tecnologia di codifica video H.264 è davvero molto veloce, ma il suo effetto video di decodifica video è equivalente solo all'effetto video di Windows Media Player 9.0 (WM9) di Microsoft. Al momento, ad esempio, la tecnologia MPEG-4 utilizzata dal server video su disco rigido e dalle apparecchiature di videoconferenza di Huayi ha raggiunto le specifiche tecniche (WMV) nella tecnologia di decodifica video e la sincronizzazione audio e video è inferiore a 0.15 s (entro 150 millisecondi ). H.264 e Microsoft WM9 non possono corrispondere
2. La tecnologia di decodifica video MPEG-4 in via di sviluppo:
Al momento, la tecnologia del decodificatore video MPEG-4 si sta sviluppando rapidamente, non come la campagna pubblicitaria dei produttori su Internet. Il vantaggio dell'attuale standard di immagine H.264 è solo nella sua compressione e archiviazione, che è del 15-20% più piccola dell'attuale file di archiviazione MPEG-4 dei prodotti Huayi, ma il suo formato video non è un formato standard. Il motivo è che H.264 non adotta un formato di archiviazione utilizzato a livello internazionale e i suoi file video non possono essere aperti con software di terze parti utilizzato a livello internazionale. Pertanto, in alcuni governi e agenzie nazionali, quando si selezionano le apparecchiature, si afferma chiaramente che i file video devono essere aperti con software di terze parti accettato a livello internazionale. Questo è molto importante per il monitoraggio dei prodotti. Soprattutto quando si verifica un furto, la polizia deve ottenere prove, analizzare, ecc.
La versione aggiornata del decodificatore video MPEG-4 è (WMV) e l'audio è diverso a seconda della tecnologia di codifica e dell'esperienza di ciascun produttore. Gli attuali prodotti della nuova tecnologia MPEG-4 maturi dal 2005 al 2006 sono di gran lunga superiori ai prodotti con tecnologia H.264 in termini di prestazioni.
In termini di trasmissione: rispetto al nuovo MPEProdotto con tecnologia G-4 H.264, ci sono i seguenti difetti:
1. Sincronizzazione audio e video: la sincronizzazione audio e video H.264 presenta alcuni problemi, principalmente in termini di ritardo. Le prestazioni di trasmissione di H.264 sono equivalenti a Windows Media Player 9.0 (WM9) di Microsoft. Attualmente, la tecnologia MPEG-4 adottata dal server video di rete Huayi raggiunge un ritardo inferiore a 0.15 secondi (150 millisecondi) nel campo della videosorveglianza e delle videoconferenze, che è al di fuori della portata dei prodotti H.264;
2. Efficienza della trasmissione della rete: adottare H.2
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