Trong thập kỷ trước, cỏc thuật toỏn dựng chế độ chuyển mạch được nghiờn cứu giỳp cho một quỏ trỡnh mó hoỏ cú thể kết hợp với cỏc quỏ trỡnh mó hoỏ khỏc để nộn tớn hiệu video một cỏch tối ưu. Đỉnh cao của quỏ trỡnh nghiờn cứu này là sự kết hợp của cỏc kỹ thuật mó hoỏ nguồn và mó hoỏ kờnh để tạo ra tốc độ bit một cỏch thớch nghi và giỳp tăng tỷ lệ nộn của bộ mó hoỏ trong cỏc phương tiện truyền thụng cú tớnh chất thay đổi theo thời gian.
Bờn cạnh đú, khả năng chống lỗi và phục hồi dữ liệu như cỏc kỹ thuật che giấu lỗi trong cỏc chuẩn H.263+, H.263++, MPEG4 và H.264 đó giỳp chống lại những ảnh hưởng của lỗi kờnh trong mụi trường lỗi khụng mong muốn. Việc đề xuất H.26L, chớnh là H.264 sau này cho truyền thụng video tốc độ bớt rất thấp là sự kết hợp của cỏc kỹ thuật nộn đang tồn tại như dự đoỏn đường của ảnh (Image Wrapping Prediction), bự
khối chuyển động chồng chộo OBMC (Overlapped Block Motion Compresnation) và thuật nộn dựa trờn biến đổi súng con giỳp tăng chất lượng trung bỡnh cỡ 0,5 1,5 dB so với kỹ thuật H.263++.
Điểm mới của chuẩn H.26L là việc sử dụng biến đổi DCT truyền thống trong cỏc chuẩn trước đõy. Chuẩn này sử dụng chớnh xỏc 1/6 phần tử ảnh trong quỏ trỡnh dự đoỏn chuyển động và sử dụng cỏc khối cú kớch thước 4x4 làm đơn vị mó hoỏ thay vỡ cỏc khối 8x8 trong cỏc thuật toỏn mó hoỏ khối trước đõy. Vào thỏng 3 năm 2000, tổ chức ISO đó đưa ra bản nhỏp đầu tiờn của thuật toỏn mới là JPEG2000 mó hoỏ ảnh dựa vào súng con. Đồng thời ISO cũng phỏt triển bản nhỏp của chuẩn nộn mới dựa vào đối tượng gọi là JBIG2 dành cho nộn tổn hao và nộn khụng tổn hao cho cỏc ảnh lưỡng mức. Mục đớch thiết kế JBIG2 là phỏt triển nộn khụng tổn hao tốt hơn so với cỏc chuẩn nộn trước và nộn cú tổn hao với tỷ lệ nộn cao hơn so với cỏc chuẩn trước mà khụng làm giảm chất lượng video. Mục tiờu của chuẩn nộn này là tăng tỷ lệ nộn gấp 3 lần với nến khụng tổn hao và gấp 8 lần với nộn cú tổn hao so với cỏc chuẩn trước đõy. Điều này đỏnh dấu một bước phỏt triển vượt bậc của cụng nghệ video số và cỏc kỹ thuật xử lý tớn hiệu số.
Hỡnh 3.1 Quỏ trỡnh mó hoỏ và giải mó tớn hiệu video
Hỡnh 3.1 hiển thị quỏ trỡnh tổng quỏt của việc mó hoỏ và giải mó tớn hiệu video. Mỗi khung đầu vào phải đi qua một số bộ xử lý để nộn dữ liệu. Trước khi vào bộ mó hoỏ thỡ những tớn hiệu khụng mong muốn như nhiễu cần được loại bỏ để giỳp cho quỏ trỡnh dự đoỏn chuyển động trở nờn chớnh xỏc hơn. Tương tự, trước khi vào bộ giải mó tớn hiệu cũng cần qua bộ lọc nhiễu. Sau đú, cỏc khung video được đưa vào một thuật toỏn biến đổi giỳp chuyển đổi cỏc phần tử ảnh sang một miền khụng gian khỏc. Việc
Điều khiển Lượng tử hoỏ Giải lượng tử Mó hoỏ Giải mó Đệm Biến đổi Biến đổi ngược Hậu xử lý Tiền xử lý Đệm
chuyển đổi này cú thể sử dụng phộp biến đổi cosin rời rạc hay biến đổi súng con để triệt tiờu những dư thừa về mặt khụng gian trong chuỗi video.
Hệ thống biến đổi chớnh là trỏi tim của hệ thống nộn video. Giai đoạn thứ ba là lượng tử hoỏ trong đú mỗi khung của cỏc phần tử ảnh biến đổi được gỏn một giỏ trị trong tập cỏc ký tự hữu hạn ở đầu ra. Vỡ thế, dải cỏc giỏ trị của phần tử ảnh được biến đổi giảm xuống nhưng khụng làm giảm chất lượng. Tại bộ giải mó thỡ quỏ trỡnh lượng tử ngược ỏnh xạ cỏc ký tự vào cỏc giỏ trị tương ứng. Trong giai đoạn này quỏ trỡnh mó hoỏ gỏn cỏc từ mó cho dữ liệu video được lượng tử hoỏ và được biến đổi. Thụng thường, cỏc thuật toỏn khụng tổn hao như thuật toỏn Huffman sử dụng ưu điểm về sự khỏc biệt mang tớnh xỏc suất xảy ra trờn mỗi ký tự. Dựa vào cỏc hoạt động về mặt thời gian của tớn hiệu video và cỏch mó hoỏ dựa vào chiều dài biến đổi mà tốc độ bit khi mó hoỏ cú thể biến đổi.
Để điều chỉnh lại tốc độ bit lối ra của bộ mó hoỏ video cho truyền thụng thời gian thực thỡ một bộ đệm được đặt ở giữa bộ mó hoỏ và giải mó làm nhiệm vụ điều khiển luồng. Bờn cạnh đú, để trỏnh tràn dữ liệu hay chưa đủ dữ liệu thỡ kỹ thuật điều khiển phản hồi được ỏp dụng.
Những phương phỏp nộn làm nền tảng trong cỏc tiờu chuẩn mó hoỏ video được trỡnh bày dưới đõy.