Video kodlayıcının blok diaqramı.
MPEG video kodlayıcısının blok diaqramı şəkildə göstərilmişdir. Struktur sxemin mərkəzində EGPEG alqoritmində istifadə olunan elementlər asanlıqla ayırd edilir: diskret kosin transformasiyası (DCT), Q kvantlaşdırma, statistik kodlaşdırma metodları ilə ehtiyatın azaldılması. Yəni, kadr yaddaşından istifadə edərək diferensial kodlaşdırmadır. Konvensiyalı DPCM alqoritmi yalnız təsvirlərdə yaxşı proqnoz verir. Dinamik obyektlərdə proqnoz səhvləri böyük ola bilər.
V
DCL
-
MK
Kadr yaddaşının
proqnozu
Hərəkət
qiymətləndirilməsi
Q
Q `
DC
|
|
|
|
Statistik
|
|
|
|
|
Idarəetmə
|
kodlaşdırma
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
multipleksor
Kadr
dəyişdirmə
Sətirdə
Şəkil 3.13. MPEG kodlayıcı blok sxemi
Görüntülərdə ən çox görülən hərəkət translationaldır. Bundan əlavə, tədricən hərəkət edən cisimlər insan gözü ilə izlənə bilər. Eyni zamanda, yüksək bir məkan qətnaməsi qorunur və transformatorların coarer kəmiyyətləşməsindən istifadə nəzərə çarpacaqdır. Buna görə, MPEG, kodlanmış kadrın hər bir fərdi makrobloku (16 x 16 piksel) ilə eyni olan əvvəlki (istinad) kadrın eyni ölçülü bir makrobloku ilə əlaqələndirən hərəkət vektorlarından istifadə edərək proqnozdan
75
istifadə edir ki, bu makrobloklar arasında maksimum nisbətdə əlaqə əldə olunsun DIKM etdi. Hərəkət vektoru da adlandırılan belə bir ofsetin miqyası hərəkət qiymətləndirmə blokunda müəyyən edilir. Əldə edilənə görə hərəkət kompensasiya proseduru, makroblokları əvvəlki şəkillərdəki makrobloklarla əvəz etməkdən ibarətdir. Makroblokların proqnozları əvvəlki yenidən qurulmuş kadrlardan müvafiq 16 x 16 blokdan formalaşır. Makroblokun əvvəlki görüntüsündə, hüdudlarından başqa heç bir məhdudiyyət yoxdur. Enkoder iki kodlaşdırma rejimini tətbiq edir: intraframe kodlaşdırma ("VK" mövqeyində keçid) və proqnozlaşdırma və hərəkət kompensasiyası ilə interframe kodlaşdırma ("MK" mövqeyinə keçid). Kvantlaşdırma səhvlərinin yığılmasını aradan qaldırmaq üçün, "sonrakı" görüntü kodlayıcısında şifrələnmiş "əvvəlki" şəkil (və orijinal deyil) istifadə olunmalıdır. Bunun üçün kodlayıcıda tam bir dekoder var (tərs kvantlaşdırma, tərs diskret kosin çevrilməsi). Beləliklə, şifrəli "əvvəlki" görüntü yaranır, bunun əsasında (və hərəkət çarxlarına əsasən) bir proqnoz daha da artırılır. Proqnozlaşdırılan şəkil alınan orijinaldan (kodlayıcın girişindəki toplama işləmə sxemi) çıxarılır. Bu şəkildə dolu olan diferensial görüntü kodlanır. Kodlaşdırılmış video məlumatları multiplexer vasitəsilə "əvvəlcə, əvvəlcədən" prinsipi ilə işləyən bir tampon yaddaşına (BZU) ötürülür. BZU tipli funksiyalardan biri, real vaxtda deşifrə edərkən ciddi sabit bir bit sürəti ilə kodlandıqdan sonra qeyri-bərabər bir məlumat axınının əlaqələndirilməsi idi. CCD-yə daxil olan məlumat axınının qeyri-bərabər olması, ilk növbədə müxtəlif növ kadrların olması ilə əlaqədardır. CCD-dən məlumatların oxunması sabit bir sürətlə aparılır. CCD-nin doldurulma dərəcəsi zamanla dəyişir, daxil olan məlumatların axını artdıqca və axının azalması ilə azalır. Kadrlar növlərindəki fərqə əlavə olaraq, ötürülən görüntünün təbiəti CCD-nin doldurulma dərəcəsinə təsir göstərə bilər. Şəkildə çox sayda kiçik detal varsa, məkan-tezlik spektrinin yüksək tezlikli komponentlərinin sayı və səviyyəsi artır, yəni sıfırdan fərqli DCT əmsallarının sayı. Bu, məlumat axınının artmasına səbəb olur. "Hamar" şəkillər ötürülərkən, sıfır olmayan DCT əmsallarının sayı azalır, çünki görüntünün məkan-tezlik spektri əsasən aşağı tezlikli komponentlərə malikdir. Sistemi
76
optimallaşdırmaq üçün CCD-nin doldurma səviyyəsini təxminən sabit saxlamaq istənir. CCD dolu olduqda, məlumat itkisi baş verəcək, tamamilə təmizləndikdə sıfır ("boş") blokları ötürmək lazımdır, bu kodlayıcının səmərəliliyini azaldır. İstənməyən halların qarşısını almaq üçün görüntü kodlayıcısında siqnal miqdarı ilə idarə olunan bir idarəetmə birliyi ilə əlaqə quruldu.DCT əmsalları. Bu vəziyyətdə bir əmsal başına bitlərin sayı azalır və məlumat axınının səviyyəsi nisbətən sabit saxlanılır. "Düzgün" şəkillər ötürüldükdə, kvantlaşdırma daha dəqiq olur. Bu üsul insan görmə xüsusiyyətlərinə uyğundur: incə təsvirlərdə, parlaqlıq səviyyəsinin ötürülməsindəki qeyri-dəqiqliklər daha az nəzərə çarpır, çünki hissələrin konturları ilk növbədə qavranılır. Kvantlaşdırma parametri həm kadrı, həm də növünü nəzərə alaraq kodladıqdan sonra və hər bir dilim kodlandıqdan sonra bir kadr daxilində dəyişdirilə bilər. Kvantlama parametr məlumatları dilim başlıqlarında ümumi məlumat axınına daxil edilir. Məlumat axınının quruluşu və axının formalaşdırılması üsulları MPEG standartlarının hazırlanmasında xüsusi diqqət mərkəzində olmuşdur. Tərtibatçılar müxtəlif multimedia və televiziya şirkətlərinin istehsalçılarının audio və video məlumatların təşkili kimi mövcud standartları nəzərə alaraq məlumat axınının təşkili üçün vahid qaydalara uyğun tələblərini birləşdirmək vəzifəsi ilə üzləşdilər. Problemlərin həlli paketləmə interfeysi ideyasına əsaslanır.
|
