Các profile đơn giản, được giới thiệu trong phiên bản gốc đầu tiên của MPEG-4 Visual tiêu chuẩn, nhanh chóng trở nên phổ biến với các nhà phát triển vì tín hiệu cải thiện của nó so với các tiêu chuẩn trước đó (chẳng hạn như MPEG-1 và MPEG-2) và dễ dàng tích hợp nó vào hiện tại các ứng
dụng video có sử dụng các khung hình video hình chữ nhật. Việc nâng cao profile đơn giản được thành lập
Lỗi
Sync Header HEC Header
+ MV Texture Sync
Giải mã theo hướng về phía trước Giải mã theo hướng ngược lại
Hình 5.18 Khôi phục lỗi sử dụng RVLCs
thành một phiên bản sau này của tiêu chuẩn với các công cụ để hỗ trợ cải thiện thêm nén ciency và mã hóa video interlaced. Advanced Simple Profile CODEC phải có khả năng giải mã các đối tượng đơn giản cũng như nâng cao các đối tượng đơn giản mà có thể sử dụng các công cụ sau đây ngoài các Profile công cụ đơn giản:
• B-VOP (dự đoán hai chiều Inter-VOP được mã hóa);
• bù chuyển động quý-pixel;
• bù chuyển động toàn cầu;
• quantiser thay thế;
• interlace (công cụ để mã hóa chuỗi video đan xen). B-VOP
Các B-VOP sử dụng dự đoán hai chiều để cải thiện bồi thường chuyển động ciency. Mỗi khối hoặc macroblock có thể được dự đoán sử dụng (a) dự đoán về phía trước từ trước I- hoặc P-VOP, (b) dự đoán ngược từ P-VOP I- tiếp theo hoặc hoặc (c) trung bình của các dự đoán về phía trước và lạc hậu. Chế độ này thường mang lại cho tốt hơn mã hóa tính hiệu hơn dự báo tiếp cơ bản; Tuy nhiên, các bộ mã hóa phải lưu trữ nhiều khung hình trước khi mã hóa mỗi B-VOP làm tăng các yêu cầu bộ nhớ và sự chậm trễ mã hóa. Mỗi macroblock trong một B-VOP được chuyển động bồi thường từ trước đó và / hoặc I- tiếp theo hoặc P-VOP ở một trong những cách sau đây (Hình 5.19).
1. Chuyển dự đoán: Một MV single được phát đi, MVF, đề cập đến trước đó I- hoặc P-VOP. 2. Dự báo lùi: Một MV single được phát đi, MVB, đề cập đến tương lai I- hoặc P-VOP. 3. Hai chiều suy đoán: Hai MV được truyền đi, MVF và MVB, đề cập đến trước đó và tương lai I- hoặc P-VOPs. Các dự đoán chuyển động bồi thường cho các khối mẫu hiện nay được sản xuất bằng cách nội suy giữa luma và sắc độ mẫu trong vùng tham chiếu hai.
4. Bidirectional trực tiếp dự đoán: Các vector chuyển động chỉ vào trước đó và tương lai I- hoặc P- VOPs có nguồn gốc tự động từ các MV của các khối mẫu tương tự trong tương lai I- hoặc P-VOP. A 'đồng bằng MV' chỉnh các MVs tự động tính được truyền đi
V BMV
F
Forward Backward
HÌNH 5.19 Chế độ dự báo cho B-VOP
MB trong B6 MB trong P8
MVF
HÌNH 5.20 chế độ trực tiếp vectors
Ví dụ về phương thức trực tiếp (Hình 5.20)
Previous reference VOP: I4, display time = 2 Current B-VOP: B6, display time = 6 Future reference VOP: P7, display time = 7
MV for same macroblock position in P7, MV7 = (+5, −10) TRB = display time(B6) – display time(I4) = 4
TRD = display time(P7) – display time(I4) = 5 MVD = 0 (no delta vector) MVF = (TRB/TRD).MV = (+4, −8)
MVB = (TRB-TRD/TRD).MV = (−1, +2)
Vectors Chuyển động ¼ điểm ảnh
Các đơn giản Profile hỗ trợ vector chuyển động với độ chính xác một nửa-pixel và công cụ này hỗ trợ vectơ với độ chính xác ¼ điểm ảnh. Các tài liệu tham khảo VOP mẫu số này dùng để vị trí nửa-pixel và sau đó một lần nữa vào các vị trí ¼ điểm ảnh trước khi ước lượng chuyển động và phân compensa-. Điều này làm tăng sự phức tạp của dự toán chuyển động, bồi thường và tái thiết nhưng có thể cung cấp một đạt được trong mã hóa ef fi ciency so với bồi thường nửa-pixel (xem Chương 3).
Bảng 5.5 Trọng số ma trận Ww
10 20 20 30 30 30 40 40 20 20 30 30 30 40 40 40 20 30 30 30 40 40 40 40 30 30 30 30 40 40 40 50 30 30 30 40 40 40 50 50 30 40 40 40 40 40 50 50 40 40 40 40 50 50 50 50 40 40 40 50 50 50 50 50 Quantiser thay thế
Một thay thế thay đổi tỷ lệ ('lượng tử hóa ngược') là phương pháp hỗ trợ trong các chi tiết đơn giản Profile. Intra DC thay đổi tỷ lệ vẫn Các hệ lượng tử hóa coef fi cùng (xem Phần 5.3.2) nhưng khác có thể được thay đổi tỷ lệ sử dụng một method1 thay thế.
Cients lượng tử hóa coef fi FQ (u, v) được thay đổi tỷ lệ sản xuất cients coef fi F (u, v) (trong đó u, Vare tọa độ của cient coef fi) như sau:
F = 0 nếu FQ = 0
F = [(2. FQ (u, v) + k) • Ww (u, v) • QP] / 16 nếu FQ / = 0 (5.3) 0 khối nội
k = + 1 FQ (u, v)> 0, nonintra -1 Frm Q (u, v) <0, nonintra
nơi WW là một ma trận các yếu tố trọng, W0 cho khối macro nội và W1 cho khối macro nonintra. Trong Cách 2 thay đổi tỷ lệ (xem Phần 5.3.2.1), tất cả các hệ số (ngoài nội DC) được lượng tử hóa và thay đổi tỷ lệ với cùng kích thước bước quantiser. Phương pháp 1 tỷ lệ cho phép một bộ mã hóa để thay đổi kích thước bước tùy thuộc vào vị trí của các cient coef fi, sử dụng WW ma trận trọng số. Ví dụ, thực hiện chủ quan tốt hơn có thể đạt được bằng cách tăng kích thước bước cho hệ số tần số cao và giảm hệ số cho tần số thấp. Bảng 5.5 cho thấy một ví dụ đơn giản của một WW ma trận trọng số. Chuyển động toàn phần bù Macroblocks bên trong đối tượng cùng một đoạn video có thể trải nghiệm chuyển động tương tự. Ví dụ, máy ảnh pan sẽ tạo chuyển động tuyến tính rõ ràng của toàn cảnh, camera thu phóng hoặc xoay sẽ tạo ra một chuyển động biểu kiến phức tạp hơn và khối macro trong một đối tượng lớn có thể tất cả các di chuyển theo cùng một hướng. Chuyển động toàn cục bồi thường (GMC) cho phép một bộ mã hóa để truyền tải một số lượng nhỏ các chuyển động (cong
vênh) các thông số mô tả một mặc định 'toàn cầu' chuyển động cho toàn bộ VOP. GMC có thể cải thiện cho việc nén ef fi tính hiệu khi một số fi cant trọng yếu của macroblocks trong VOP chia sẻ các đặc điểm chuyển động tương tự. Các chuyển động toàn cục 1 MPEG-4 Visual tiêu chuẩn mô tả các phương pháp thay đổi tỷ lệ mặc định là "Second Inverse lượng tử hóa Phương pháp 'và thay thế, phương pháp tùy chọn là' First Inverse lượng tử hóa Phương pháp '. Mặc định ('thứ hai') Phương pháp này đôi khi được gọi là 'H.263 lượng tử' và ('First') phương pháp thay thế như 'MPEG-4 lượng tử ".
MV Toàn cục
Hình 5.21 VOP, GMVs và vector nội suy
Hình 5.22 GMC (Bù cho vòng quay)
thông số được mã hóa trong các tiêu đề VOP và các bộ mã hóa chọn một trong hai thông số mặc định GMC hoặc một vector chuyển động cá nhân cho mỗi macroblock.
Khi công cụ GMC được sử dụng, các bộ mã hóa gửi lên đến bốn vector Chuyển động toàn phần (GMVs) cho mỗi VOP cùng với vị trí của mỗi GMV trong VOP. Đối với mỗi vị trí điểm ảnh trong VOP, một vector chuyển động được tính bằng nội suy giữa các GMVs và vị trí điểm ảnh chuyển động bồi thường theo vector này nội suy (Hình 5.21). Cơ chế này cho phép bồi thường cho một loạt các loại chuyển động bao gồm rotation (Hình 5.22), camera thu phóng (Hình 5.23) và cong vênh cũng như tịnh tiến hoặc chuyển động tuyến tính.
M V n ộ i s u y
Việc sử dụng GMC được kích hoạt bằng cách thiết lập các tham số cho phép để sprite 'GMC' trong một Video Object Layer (VOL) tiêu đề. VOPs trong VOL sau đó có thể được mã hoá là S (GMC) -VOPs ('ma' VOPs với GMC), như là một thay thế cho các phương pháp mã hóa 'bình thường' (I- VOP, P-VOP hoặc B-VOP). Thuật ngữ 'ma' được sử dụng ở đây vì một loại bồi thường Chuyển động toàn phần được áp dụng trong chế độ cũ 'sprite mã hóa' (một phần của Main Pro fi le, xem Phần 5.4.2.2).
Hình 5.23 GMC (bù cho phóng to camera )
Hình 5.24 VOP kín và xen kẽ hổn hợp
Video xen kẽ bao gồm hai ruộng cho mỗi khung hình (xem Chương 2) lấy mẫu tại thời điểm khác nhau (thường là 50 Hz hoặc 60 Hz tỷ lệ lấy mẫu thời gian). An VOP interlaced chứa dòng thay thế các mẫu từ hai ruộng. Vì ruộng được lấy mẫu tại thời điểm khác nhau, chuyển động ngang có thể làm giảm sự tương quan giữa các dòng của mẫu (ví dụ, khi đối mặt với chuyển động trong hình 5.24). Các bộ mã hóa có thể chọn để mã hóa các khối mẫu trong khung chế độ DCT, trong đó mỗi khối được biến đổi như bình thường, hoặc trong chế độ Dòng DCT, trong đó các mẫu sáng từ Field 1 được đặt trong tám dòng trên cùng của khối mẫu và các mẫu từ dòng 2 trong tám thấp hơn dòng
của khối mẫu trước khi tính toán DCT (Hình 5.25). Chế độ Dòng DCT cho hiệu suất tốt hơn khi hai dòng được bố trí lại.
Trong chế độ Dòng chuyển động bồi thường (tương tự như 16 × 8 Chuyển động Chế độ bồi thường trong tiêu chuẩn MPEG-hai), các mẫu thuộc hai ruộng trong một macroblock là bù chuyển động
HÌNH 5.25 dòng DCT
một cách riêng biệt để hai vectơ chuyển động được tạo ra cho các khối mẫu, một cho phần thứ nhất và một cho phần thứ hai. Các chế độ trực tiếp được sử dụng trong B-VOPs (xem ở trên) là Modi fied để đối phó với macroblocks có khối tài liệu tham khảo Dòng Chuyển động bù. Hai phía trước và hai vectơ chuyển động ngược dòng được tạo ra, một từ mỗi lĩnh fi trong hướng về phía trước và lạc hậu. Nếu các công cụ video interlaced được sử dụng kết hợp với các đối tượng dựa trên mã hóa (xem phần 5.4), quá trình đệm có thể được áp dụng riêng cho hai ruộng của một macroblock ranh giới.