Введение
РАЗДЕЛ 1. Методы сжатия видеоинформации 12
1.1 Обобщенная схема системы сжатия видеоинформации 12
1.2 Сжатие информации без потерь 17
1.2.1 Код Хаффмана 17
1.2.2 Арифметическое кодирование 19
1.3 Сжатие информации с потерями 21
1.3.1 Кодирование источников с заданным критерием качества . 21
1.3.2 Равномерное скалярное квантование и функция скорость/искажение 23
1.4 Устранение пространственной избыточности видеоинформации . 25
1.4.1 Преобразование цветового пространства 25
1.4.2 Дискретное косинусное преобразование 26
1.4.3 Дискретное вейвлетное преобразование 27
1.5 Устранение временной избыточности видеоинформации 28
1.5.1 Оценка движения в задача сжатия видеоинформации . 28
1.5.2 «Быстрые» алгоритмы оценки движения 32
1.5.3 Алгоритмы оценки движения, учитывающие битовые затраты на векторы движения 35
1.6 Краткая характеристика стандартов сжатия видеоинформации . 39
1.7 Выводы по разделу 40
РАЗДЕЛ 2. Управление арифметическим кодером в задачах сжатия видеоинформации 41
2.1 Арифметическое кодирование в задачах сжатия видеоинформации 41
2.2 Практическая реализация двоичного арифметического кодирования 43
2.3 Контекстное адаптивное двоичное арифметическое кодирование . 47
2.4 Алгоритм адаптивной оценки с периодическим масштабированием счетчиков 48
2.5 «Скользящее окно» и его аппроксимации 50
2.6 Реализация алгоритмов оценки вероятности при помощи конечного автомата 52
2.7 Алгоритм «виртуального скользящего окна» 54
2.7.1 Описание алгоритма и выбор параметров 54
2.7.2 Оценка сложности алгоритма и практические результаты . 56
2.8 Алгоритм адаптивного «виртуального скользящего окна» . 61
2.8.1 Постановка задачи 61
2.8.2 Универсальное кодирование с учетом функции цели 62
2.8.3 Кодирование с учетом функции цели для случая «виртуального скользящего окна» 62
2.9 Выводы по разделу 66
РАЗДЕЛ 3. Алгоритмы оценки движения при сжатии на низких битовых скоростях 68
3.1 Оценка движения для случая передачи видеоданных по низкоскоростным каналам связи 68
3.2 Алгоритм «иерархической оценки движения» 70
3.3 Модифицированный алгоритм «иерархической оценки движения» 73
3.3.1 Иерархическое разбиение Р-кадра 73
3.3.2 Кодирование векторов движения Р-кадра 81
3.3.3 Оценка движения, разбиение и кодирование векторов движения для В-кадров 82
3.4 Модифицированный алгоритм «иерархической оценки движения» с ограничением 84
3.4.1 Случай ограничения количества бит или уровня искажения на кадр 84
3.4.2 Случай минимаксного ограничения уровня искажения на кадр 87
3.5 Оценка сложности алгоритма и практические результаты . 89
3.6 Управление скоростью кодирования для группы видеоисточников 92
3.6.1 Управление скоростью кодирования для одного видеоисточника 92
3.6.2 Постановка и решение задачи для группы видеоисточников . 93
3.7 Выводы по разделу 97
РАЗДЕЛ 4. Управление скоростью кодирования при ограничениях на объем памяти и задержку 98
4.1 Особенности систем сжатия и передачи с ограничением на память 98
4.2 Задержка в системе сжатия и передачи видеоинформации 100
4.3 Управление скоростью кодирования по минимаксному критерию искажения 104
4.3.1 Постановка минимаксной оптимизационной задачи 104
4.3.2 Решение минимаксной задачи последовательным поиском 107
4.3.3 Алгоритм управления скоростью кодирования при ограничении на память 110
4.4 Управление скоростью кодирования по минимаксному критерию искажения с учетом «смены сцены» 114
4.4.1 Постановка расширенной минимаксной оптимизационной задачи 114
4.4.2 Определение момента «смены сцены» 115
4.4.3 Алгоритм управления скоростью кодирования при ограничениях на память с учетом «смены сцены» 116
4.5 Выбор параметров алгоритмов и практические результаты 120
4.6 Методика тестирования алгоритмов управления при помощи модели источник/кодер видеоинформации 124
4.6.1 Недостатки традиционных подходов к тестированию алгоритмов управления скоростью кодирования 124
4.6.2 Допущения модели источник/кодер видеоинформации 125
4.6.3 Классификация состояний видеоисточника 126
4.6.4 Выбор модели функции скорость/искажение 127
4.6.5 Методика тестирования алгоритмов управления 127
4.7 Выводы по разделу 131
Заключение 132
Список использованных источников 134
