d. Thứ tự truyền dẫn vμ thứ tự hiển thị ảnh.
2.3.3.4.MPEG-4 AVC/H.264 (Part 10).
MPEG-4 Part 10 mới được thờm vào gần đõy, cũng được gọi là MPEG-4 AVC (mó hoỏ Video tiờn tiến) hay H.264, đưa ra khả năng nộn với tỷ lệ lớn hơn. Nú cú thể cung cấp chất lượng Video DVD với tốc độ bit nhỏ hơn 40% so với MPEG-2 và hứa hẹn thớch hợp cho Video chuyển động đầy đủ qua cỏc kết nối khụng dõy, vệ tinh, và Internet ADSL. Nú cũng là một trong cỏc bộ mó hoỏ/ giải mó Video đó được lựa chọn cho HD DVD Laser Blue Ray.
H.264 cũng sử dụng cỏc dư thừa khụng gian, thời gian và tõm lý thị giỏc để cải thiện hiệu suất nộn Video. Cỏc cấu trỳc thờm so với MPEG-2 chứa trong H.264 bao gồm:
Dự đoỏn chuyển động kớch thước khối thay đổi với cỏc kớch thước khối nhỏ tới 4x4 pixel.
Bự chuyển động độ chớnh xỏc 1/ 4 mẫu cho chuyển động mềm mại hơn.
Cỏc vector chuyển động qua cỏc biờn ảnh tương phản với ảnh tham chiếu được giải mó trước đú.
Bự chuyển động nhiều ảnh tham chiếu, so với chỉ một ảnh trước đú trong cỏc bộ mó hoỏ/ giải mó đó cú.
Tỏch thứ tự tham chiếu từ thứ tự hiển thị cho độ mềm dẻo cao hơn và loại bỏ cỏc trễ phụ liờn kết với mó hoỏ dự đoỏn hai hướng.
Tỏch cỏc phương phỏp thể hiện ảnh với khả năng tham chiếu ảnh. Dự đoỏn lượng giỏ cho phộp tớn hiệu dự đoỏn bự chuyển động được
lượng giỏ và bự một lượng xỏc định bởi bộ mó hoỏ. Điều này cú thể cải thiện hiệu suất nộn rất lớn cho cỏc cảnh chứa cỏc búng mờ, và cũng cú thể được sử dụng mềm dẻo cho cỏc mục đớch khỏc.
Cải thiện suy luận chuyển động "bỏ qua" và "trực tiếp" để mó hoỏ tốt hơn Video chứa chuyển động toàn cục.
Dự đoỏn khụng gian cú hướng cho mó hoỏ Intra, ngoại suy cỏc cạnh của cỏc phần được giải mó trước đú của ảnh hiện thời và dựng nú trong cỏc miền của ảnh được mó hoỏ Intra. Điều này cải thiện chất lượng của dự đoỏn tớn hiệu, và cũng cho phộp dự đoỏn từ cỏc miền lõn cận khụng được mó hoỏ sử dụng mó hoỏ Intra.
Lọc tỏch khối lặp để giảm lỗi khối.
Nộn Video sử dụng H.264/ AVC tạo ra Video ở tốc độ bit thấp hơn điển hỡnh 2 đến 4 lần so với MPEG-2 và chuẩn nộn MPEG-4 trước đú, ở cỏc mức chất lượng Video tương ứng.
Sơ đồ hoạt động của bộ mó hoỏ và giải mó H.264
Bộ mó hoỏ cú thể được chia làm 2 phần chớnh (phõn theo 2 dũng dữ liệu) đú là: phần thuận (từ trỏi qua phải) và phần tỏi tạo (từ phải qua trỏi).
Bộ mó hoỏ (phần thuận) hoạt động như sau:
• Một khung hỡnh hay một mành đầu vào Fn được xử lý ở cỏc đơn vị một khối macroblock.
• Khi chế độ mó hoỏ theo thời gian được tiến hành: ở hỡnh 3.4, Fn được so sỏnh với khung hỡnh tham khảo biểu diễn bởi F’
n-1 trờn hỡnh, tiến hành quỏ trỡnh ước lượng chuyển động ME. Độ sai khỏc thu được khi ước lượng chuyển động giữa vị trớ macroblock hiện tại với macroblock được chọn tham khảo biểu diễn dưới dạng một vector chuyển động. Dựa trờn vector chuyển động, quỏ trỡnh bự chuyển động theo thời gian (MC) diễn ra (tại nỳt P).
Khi chế độ mó hoỏ theo khụng gian được tiến hành, Fn được tiến hành bự chuyển động theo khung hỡnh tại nỳt P, với cỏc hỡnh ảnh tham khảo là cỏc khung hỡnh đó được tỏi tạo trước đú F’
n.
• Dự đoỏn P được trừ từ cỏc macroblock tham khảo cho cỏc macroblock hiện tại để tạo ra macroblock Dn thể hiện độ sai khỏc (độ dư thừa dữ liệu).
• Dn được biến đổi (T) và lượng tử hoỏ Q, cho đầu ra là cỏc hệ số X. Cỏc hệ số đầu ra được sắp xếp lại và mó hoỏ entropy.
• Sau cựng cỏc hệ số, cỏc vector chuyển động, cỏc thụng tin header cho từng macroblock tạo dũng bit qua nộn sẵn sàng cho qua NAL (Network Abstraction Layer) để truyền dẫn và lưu trữ.
52 NAL NAL X D n D’ + - + P Trong ảnh Liờn ảnh F n (Hiện tại) ME MC Chọn dự đoỏn trong ảnh Dự đoỏn trong ảnh T Q Xếp lại thứ tự Mó hoỏ Entropy F’ n-1 (Tham chiếu)
Hỡnh 2.15. Sơ đồ nguyờn lý của bộ mó hoỏ
Bộ mó hoỏ(phần tỏi tạo lại):
• Cỏc hệ số X được thay đổi lại tỉ lệ (Q-1) và biến đổi ngược (T-1) tạo phần sai khỏc D’
n đó qua giải mó.
• Quỏ trỡnh dự đoỏn bự chuyển động P được thờm vào D’
n tỏi tạo một macroblock (uFn); sau khi được đưa qua bộ lọc macroblock này được lưu lại làm khung ảnh tham khảo F’ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
n cho cỏc khung hỡnh mó hoỏ tiếp sau.
Bộ giải mó hoạt động như sau: Bộ giải mó nhận một chuỗi bit nhị phõn đó được nộn từ NAL.
• Tiến hành giải mó entropy luồng bit nộn thành cỏc hệ số lượng tử X. • Mó hoỏ run-level và sắp xếp lại được thiết lập (lỳc này theo chiều
nghịch). X được thay đổi lại tỉ lệ (Q-1) và biến đổi ngược (T-1) tạo phần sai khỏc D’
n đó qua giải mó.
• Sử dụng cỏc thụng tin về header đó giải mó, bộ giải mó tỏi tạo ra cỏc block dự đoỏn P.
• P được thờm vào D’ để tỏi lập ra macroblock uF’
n. Macroblock được tỏi tạo qua bộ lọc sẽ được lưu lại và sử dụng để tạo nờn khung hỡnh được giải mó F’ n. 53D’n X NAL + Liờn ảnh Trong ảnh P F’ n-1 (Tham chiếu) F’ MC Bộ lọc Dự đoỏn trong ảnh T-1 Q-1 Xếp lại Giả mó
Hỡnh 2.16. Sơ đồ nguyờn lý bộ giải mó H.264 ME: ước lượng chuyển động
MC: bự chuyển động T (transform): Biến đổi
Q (Quantisation): Quỏ trỡnh lượng tử húa
Trờn hỡnh vẽ ta thấy cú bộ lọc được sử dụng. Bộ lọc tớch hợp này giỳp cải thiện chất lượng cho ảnh được tỏi tạo (để sử dụng cho quỏ trỡnh dự đoỏn về thời gian), khụng ỏp dụng cho cỏc macroblock được tỏi tạo cho quỏ trỡnh dự đoỏn trong khung hỡnh.