Введение в сжатие видео

Дмитрий Ватолин

Московский Государственный УниверситетCS MSU Graphics&Media Lab

Version 2.4

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

2

Пути повышения степени Пути повышения степени сжатиясжатия

Изменение алгоритма сжатия I-кадров (DCT >> Wavelet)

Изменение алгоритма сжатия без потерь (Huffman >> Arithmetic)

Постфильтрация получающихся кадров (Deblocking, deringing и т.п.)

Интра-фильтрация изображения (Loop-filtering)

Улучшение качества более значимых объектов (face detection)

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

3

Пути повышения степени Пути повышения степени сжатия (2)сжатия (2)

Применение обработки коэффициентов (фильтрация DCT коэффициентов)

Предварительная обработка фильма (префильтрация, подавление шумов, дрожания, артефактов черезстрочной развертки)

Улучшение алгоритмов масштабирования видео (билинейный >> бикубический)

Применение контекстного моделирования (CABAC)

Применение оценочного сжатия

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

4

Пути повышения степени Пути повышения степени сжатия (3)сжатия (3)

Изменение алгоритмов компенсации движения Учет реальной степени сжатия получаемых

блоковИзменение формы разбиения блоковМинимальный размер 4х4¼-пиксельная точность сдвига блокаНесколько базовых изображений (больше 2)

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

5

Артефакты фильмовАртефакты фильмов

Шум камеры (характерен для цифровых и веб-камер) – увеличивает размер

Мусор, царапины, дрожжание кадра (для материала, перегоняемого с пленки) – увеличивает размер

Блочность (для DVD, USB-1.0 веб-камер) – увеличивает размер, неприятна для глаз

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

6

ПрефильтрацияПрефильтрация

Позволяет значительно поднять качество за счет подавления шумов

Позволяет подавить шумы во временной и пространственной области

Делает изображение более удобным для дальнейшей обработки

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

7

Схема работы цепочки Схема работы цепочки фильтровфильтров

Применение фильтра

Исходный кадр

Обработан-ный кадр

Параметры битрейта

Применение фильтра

…

Параметры

Применение фильтра

Применение фильтра

…

Параметры

Применение фильтра

Применение фильтра

…

Параметры

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

8

Префильтрация - былоПрефильтрация - было

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

9

Префильтрация - сталоПрефильтрация - стало

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

10

Префильтрация: Префильтрация: межкадровая разницамежкадровая разница

Уменьшение шума в простой межкадровой разнице (без компенсации движения).

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

11

Интра-фильтрация – было Интра-фильтрация – было

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

12

Интра-фильтрация – стало Интра-фильтрация – стало

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

13

Постфильтрация - Постфильтрация - деблокингдеблокинг

Пример визуального уменьшения блочности.

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

14

Постфильтрация - Постфильтрация - дерингингдерингинг

Пример визуального уменьшения рингинга.

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group) http://www.compression.ru/video/

15

Постфильтрация - Постфильтрация - перемешиваниеперемешивание

Межкадровая разница: Оригинал, «обычный» кодек, кадр с перемешиванием