Огромные скорости видеопотоков, фигурирующие в табл. 3.1, неприемлемы для практики, поэтому Международным телекоммуникационным союзом (ITU, International Telecommunication Union) были разработаны различные стандарты по компрессии аудиовизуальных сигналов.

Первый из них - Н.261 - был создан еще до эры Интернета для ISDN-сетей. В нем используется прогнозирование видеоизображения с целью устранения временной избыточности. Поясним суть его рабо­ты на примере простейшего формата GIF. По горизонтали этот фор­мат разбивается пополам, а по вертикали на 12 частей- В итоге по­лучается 12 блоков размером 176x48 пикселов. Эти блоки называют GOB (Groups of Blocks), что значит группы простых блоков. Каждый GOB в свою очередь делится на 11 частей по горизонтали и 3 части по вертикали и в итоге получается 33 простейших блока, называемых MB (Macro Block). MB имеет размер 16x16 пикселов. Далее MB делится на четыре элементарных блока, имеющих размер 8x8 пик­селов. Такой элементарный блок кодируется сигналами яркости - Y. красного цветоразностного - CR и синего цветоразностного - CR.

Основой стандарта Н.261 является обнаружение и кодирование пространственной и временной неоднородностей блоков и макробло­ков видеосигнала. Пространственные — области внутри кадра, кото­рые отличаются по уровню яркости и цвету от окружающего фона, Временные изменения или перемещения объектов серии кадров, Для знакомства с подробностями сжатия и кодирования динамиче­ских видеоизображений, впервые предложенных в Н.261, отсылаем читателя к [2, 3].

Второй модернизированный метод сжатия и кодирования, опре­делен стандартом H.2G3 (его еще часто называют кодек Н.263). В нем достигнуто увеличение качества и степени сжатия видеоизображе­ний. Кодек Н.263 применим для любых форматов видеоизображений, которые классифицированы следующим образом: QCIF (176x144); GIF (352x288); 4CIF (704x576); 16CIF (1408x1152).

В этом кодеке увеличена точность прогноза и компенсации дви­жения компонентов изображения, что позволяет в два раза снизить объем передаваемых данных при том же качестве изображения по сравнению с обработкой по методу H.2G1.

Другая серия стандартов под названием MPEG (Moving Picture Expert Group) создавалась группой экспертов ISO (International Orga­nization of Standardization). Первый из них - MPEG-1 - был выпу­щен в 1992 г., он учитывал все передовые наработки стандарта Н.261, а также тот прогресс, который к этому времени был достигнут в области создания цифровых СБИС и дешевой БИС памяти, Кодек MPEG-1 был предназначен для сжатия видеофильмов до скорости 1,5 Мбит/с и записи их на оптические диски. При этом ставились следующие условия: объем стандартного видеофильма не должен превышать 600 Мбайт (максимальный файл), а качество видеоизоб­ражения должно быть не хуже качества, обеспечиваемого видеокас­сетой VHS. Для обеспечения такого компромисса между скоростью потока данных и максимальным файлом было принято, что на каж­дый стандартный опорный кадр типа I (Intra Picture - начальный кадр) приходится четырнадцать прогнозируемых кадров. Из числа прогнозируемых кадров четыре являются кадрами типа Р (Predictive Picture - предсказуемый по одному направлению кадр) и десять кадров типа В (Bi-directional Predictive Pictures - предсказуемый по двум направлениям кадр).

Кодек MPEG-1 оказался очень удачным и явился прообразом более продвинутых кодеков как для компрессии видеоизображений (MPEG-2 и MPEG-4), так и для компрессии аудиофайлов (MPEG Layer I, MPEG Layer 2, MPEG Layer 3). Некоторые из них рас­смотрим далее более подробно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Производственная практика длилась в течение 4 недель на кафедре «Сети связи и системы коммутации» МТУСИ. Основная часть практики была посвящена изучению сетей кабельного телевидения различных видов, структур и тонкостей.

Практика дала мне возможность закрепить свои новые знания и навыки, полученные в университете.