DTV skola. Videosignāla kompresija.

 

Ievads

Digitālās TV (DTV) klasiskās virszemes apraides sagatavošanas ķēdi, sākot ar atbilstošo signālu avotiem un beidzot ar antenas torni, var iedalīt trīs galvenos blokos. Tie ir: avota kodēšana, kanāla kodēšana un t. s. COFDM modulēšana (sk. SP 1998/4,17. lpp.). Šai apskatā aplūkota signālu apstrāde tikai pirmajā – avota kodēšanas - blokā, kurā notiek arī nepieciešamā signāla kompresija. Avota kodēšana visā pasaulē akceptētā MPEG2 standartā nemainītā veidā tiek izmantota arī citos DTV izplatīšanas veidos – satelītu un kabeļtelevīzijā.

 

 

Kompresijas nepieciešamība

Signālu kompresija ir mūsdienu elektronikas attīstības stāvokļa nepieciešamība. Nekompresētu DTV signālu var pārraidīt ar 270 Mbps (10 biti uz nolasi) vai 216 Mbps (8 biti uz nolasi) bitu plūsmu. Šādas vienas DTV programmas pārraidei būtu nepieciešams ap desmit analogo TV (ATV) frekvenču joslu, kas radioviļņu spektra deficīta apstākļos nav pieļaujami. Tāpat jāņem vērā, ka izplatītie SDH, STM-1 (Eiropā) vai STS-3, OC-3 (ASV) digitālie telekomunikāciju tīkli darbojas ar 155 Mbps bitu plūsmām. Pa šādu tīklu nevarētu pārraidīt pat vienu nekompresētu DTV 4:2:2 formāta programmu! Vienīgā izeja – signālu kompresija. Izmantojot MPEG2 standartu, to var veikt tik efektīvi, ka, attēla kvalitāti praktiski nepasliktinot, vienā ATV frekvenču kanālā var izvietot 4-5 PAL kvalitātes DTV programmas.

 

 

Jauna tehnoloģija!?

Kļūdās tie, kas domā, ka kompresija ir jauna tehnoloģija. Taču, ideju gan sevišķi nereklamējot, kompresiju izmanto arī ATV. Šajā sistēmā attēls sākotnēji tiek veidots no trīs pamatkrāsu signāliem RGB (komponentsignāla). Ja to pārraidītu kā lineāras gaismas progresīvi izvērstu attēlu, būtu nepieciešama apmēram desmit reižu plašāka frekvenču josla. Signālu kompresiju iegūst ar:

·komponentsignāla (RGB) pārveidi spilgtuma (Y) un krāsu starpības signālos (CB, CR), t. i., kompozītsignālā (kompresija 3:2);

·krāsu starpības signālu uzsēdināšanu uz subnesēja (kompresija 2:1);

·gamma efekta (spilgtuma - sprieguma nelinearitāte) izmantošanu (kompresija 1,7:1);

·pārlecošās jeb rindpārleces izvēršanas lietošanu (kompresija 2:1).

Iepriekšminētā otrā analogo signālu apstrādes procesā TV kompozītsignāls tiek pilnībā noformēts, izmantojot amplitūdas - fāzes (QAM) modulētu subnesēju (PAL un NTSC, bet ne SECAM!). Pirmajā procesā, kurā kompozītsignālu sāk formēt, kopā ar otro tātad kompresija sasniedz 6:2 (t. i., 3:1). Kompresija visuzskatāmāk izpaužas ceturtajā, t. i., pārlecošās attēla izvēršanas metodē. Tā kadru rekonstruē no diviem noraidītiem puskadriem (laukiem), nospiežot kadru frekvenci no 50 uz 25 Hz. Bet līdz ar to ATV videosignālu aizņemtā frekvenču josla samazinās uz pusi (no apm. 10-12 MHz uz 5-6 MHz). Summārā signālu kompresija visos četros apstrādes procesos ir apm. 10:1. Bez signālu kompresijas arī ATV rastos problēmas pārmērīgi lielās nepieciešamās frekvenču joslas dēļ.

 

Kompresijas faktors

Kompresijas būtība slēpjas principā: KAS DERĪGS, TO ATSTĀT, LIEKO ATMEST. Kompresijas efektivitāti mēra ar kompresijas faktoru jeb attiecību. Tā ir oriģinālo, sākotnējo datu daudzuma un datu daudzuma pēc kompresijas attiecība. Ņemot vērā, ka sarežģītajam avota kodēšanas posmam seko kanāla kodēšanas posms, var izmantot arī telekomunikāciju starptautiskā konsultanta Dž. Vatkinsona definīciju: kompresijas faktors ir datu plūsmas ātruma attiecība avota un kanāla kodēšanas posmu (bloku) ieejā. Tātad attiecību var veidot arī datu (derīgo bitu) plūsmu ātrumi, dažreiz kompresijas faktora novērtēšanai izmanto pat atbilstošo signālu aizņemtās frekvenču joslas.

 

Dažādās kompresijas

Izšķir bezzudumu (lossless) kompresiju un kompresiju ar zudumiem (lossy compresion). Bezzudumu kompresija likvidē viegli nosakāmo redundanci (sk. tālāk), signālus saspiežot relatīvi mazā mērā. To plaši izmanto datortehnikā. Videotehnikā kompresija 2:1 vai mazāka tiek dēvēta arī par bezzudumu kompresiju, jo attēls ir praktiski identisks ar oriģinālu. Kompresija ar zudumiem var nodrošināt daudz lielākus kompresijas faktorus. Taču datu zudumus var palielināt līdz līmenim, kamēr attēla vai skaņas neatbilstības oriģinālam skatītājs/klausītājs gandrīz neievēro. Prakse rāda, ka videosignālu kompresija no 20:1 līdz 30:1 skatītājam grūti samanāma. Tāpēc šāda kodēšana iespējama tikai, izzinot un analizējot cilvēka subjektīvās psihovizuālās vai psihoakustiskās uztveres likumsakarības.

 

Redundance un irrelevance

Kompresijas sakarībā lieto divus jēdzienus: redundance un irrelevance. Redundance ir pārmērības datu daudzumā, to virsdaudzums jeb pārbagātība. Redundanci samazinot, informācija netiek zaudēta. Redundantie dati var tikt novākti koderā, bet dažreiz atjaunoti dekoderā. Tam pretēji, samazinot irrelevanci, atbilstošie dati tiek neatgūstami zaudēti. Tādēļ par irrelevantiem datiem uzskatāmi tādi, kurus cilvēka dzirdes vai redzes aparāts uztver ļoti vāji vai neuztver nemaz (piemēram, skaņu signāli, kas atrodas zem dzirdamības sliekšņa). Bet redundance vai irrelevance nemētājas visapkārt.

Lai realizētu kompresiju, redundantos un irrelevantos datus vispirms jācenšas sameklēt, atklāt un precīzi noteikt datu atmešanas iespējas. Izšķir, piemēram, psihovizuālo, statistisko un kodēšanas redundanci, kā arī strukturālo irrelevanci. Pēdējo nosaka TV attēla izvēršanas likumi. ATV rindu un puskadru dzēsošo impulsu pārraidei patērē ļoti daudz laika. DTV šo informāciju pārraida ārkārtīgi lietderīgi, nododot to DTV uztvērējam ar ļoti īsiem signāliem, tā ietaupot pat vairāk par 20 procentiem noraidāmās bitu plūsmas.

Visi kompresijas standarti – JPEG, MPEG-1, MPEG-2 u. c. – pamatā izmanto datu transformāciju (lietojot speciālu matemātisko aparātu) ar sekojošu kvantēšanu, kuras mērķis – sadalīt lielo datu daudzumu divās kolekcijās vai kopās. Pirmā satur svarīgo, būtisko informāciju, bet otrā – nesvarīgo, lieko un tāpēc atsijājamo. Otrajai kolekcijai piederošie dati ir redundantie un irrelevantie dati.

 

 

Videosignālu kompresija MPEG-2 standartā

Datu kompresiju panāk ar šādām metodēm.

 

Mazāka izšķiršana krāsām

Spilgtuma signāls Y = 0,6G + 0,3R + 0,1B un krāsu starpības signāli CB = B-Y un CR = R-Y tiek pārraidīti ar dažādu izšķirtspēju. Cilvēka acs neizšķir krāsas sīkās attēla detaļās. Tās raksturo tikai Y signāls. Tādēļ šos trīs signālus var pārraidīt nevis 4:4:4 formātā ar visiem signāliem vienādu diskretizācijas frekvenci (13,5 MHz), bet gan 4:2:2 vai pat  4:2:0 formātā ar krāsu starpības signāliem paredzēto 6,75 MHz, t. i., divreiz zemāku diskretizācijas frekvenci (1. zīm.). Formāta 4:2:0 apzīmējums nenozīmē, ka viens krāsu starpības signāls apstrādē pazudis. Tas nozīmē tikai to, ka krāsu izšķiršana ir samazināta ne tikai pikseļu rindas horizontālā, bet arī pikseļu kolonnas vertikālā virzienā, izmantojot tikai vienu CB un CR pikseli uz četriem spilgtuma signāla Y pikseļiem (2. zīm.). Rezultātā uz 4 Y blokiem t. s. galvenajā profilā iegūst tikai divus tam piederošus krāsu starpības signālu blokus (3. zīm.). Tā izdodas samazināt TV kompozītsignāla psihovizuālo irrelevanci.

Ja videosignāli būtu pilnīgi nejauši lielumi, pat niecīgākā signālu kompresija nenovēršami izraisītu attēla kvalitātes pasliktināšanos. Par laimi videosignāli ir strukturēti – tie atkārtojas laikā un korelējas attēla plaknē. Svarīga ir attēla starppikseļu redundance, kas balstās uz blakus pikseļu statistiskām likumsakarībām. Blakus pikseļu korelācija ir ļoti liela gan koordinātas (x,y) virzienā (spatial correlation), ko izmanto t. s. iekškadra kodēšanā, gan vēl lielāka laikā (temporal correlation), ko izmanto starpkadru kodēšanā.

 

DCT (diskrētā cos transformācija)

Videosignālu kompresijas standarti (izņemot JPEG-2000) izmanto DCT transformāciju. DCT būtība: ar diskrēto kosinusa transformāciju dati no x,y plaknes tiek pārveidoti uz frekvenču plakni. Šeit ir runa par t. s. spatiālām frekvencēm – spilgtuma vai krāsu izmaiņu frekvencēm koordinātu virzienos (skat. 4. zīm.). Pēc transformācijas iegūtie DCT koeficienti ir daudz piemērotāki kompresijai, jo tiek noņemta pikseļu pārlieku stiprā korelācija - tos ērtāk sadalīt būtisko un nebūtisko datu kolekcijās

Nelielā pikseļu blokā (8x8), kas ir DCT apstrādes vienība, tipveida TV kadram attēla dati ir izsmērēti pa visiem pikseļiem, bet spatiālo frekvenču plaknē tos satur galvenokārt nulles frekvence (to sauc arī par līdzstrāvas komponenti) un zemo frekvenču komponentes. Augsto frekvenču komponenšu absolūtās vērtības nav lielas – pēc komponenšu (DCT koeficientu) kvantēšanas to lielākā daļa pārvēršas nullēs. Nulles frekvences DCT koeficients (8x8 pikseļbloka kreisā augšējā stūrī) atbilst visa bloka pikseļu kopas vidējai vērtībai – pelēkā toņa (vai krāsas) caurmēra gradācijai. Tādēļ tā pārraidei pievērš īpašu uzmanību.

Parasti kvantēšanu veic, 8x8 bloka pikseļu vērtības izdalot ar atbilstošiem skaitļiem no 8x8 kvantēšanas tabulas (5. zīm.), rezultātu noapaļojot līdz veselam skaitlim. MPEG-2 koders var lietot īpašu mēroga faktoru, lai ļoti strauji mainītu kvantēšanu no 16x16 pikseļu makrobloka uz makrobloku. Izmainot kvantēšanas tabulas, var panākt augstāku vai zemāku izšķiršanu.

Ja transformāciju veic pretējā virzienā (inversi), atpakaļ pie pikseļiem, var konstatēt, ka attēlu kvalitāte praktiski nav pasliktinājusies. Tā izdodas atbrīvoties no TV skatītāja acij it kā nevajadzīgo irrelevanto un redundanto datu kolekcijas.

 

DPCM (diferences impulsu koda modulācija)

Praktiski videosignāla kompresiju veic, izmantojot DCT transformāciju kopā ar DPCM metodi (sk. nodalījumu 1). DPCM pamatideja ir samazināt kustīga attēla redundanci ar prognozi, pie kam netiek pārraidīti visi attēla, TV kadra dati, bet gan tikai diferences jeb atšķirības, kuras izveidojas pārraidāmo kadru secībā. Tātad koders kodē un pārraida tikai diferenci (atšķirību) starp kadru un prognozi, kādam tam vajadzētu izskatīties. Kā iegūt diferences?

Koders (un dekoders) izmanto, piemēram, I kadru (1. kadrs) kā references jeb enkurkadru, lai prognozētu, kā attēls izskatīsies turpmāk. Pienākot kadram 2, katram attēla blokam tiek iegūtas reāli prognozētās diferences D (2-1), kuras tiek pārraidītas dekoderam. Dekoders pievieno D (2-1) pie atmiņā ierakstītā 1. kadra un iegūst 2. kadru, to noglabājot arī atmiņā. Tālāk koders izmanto 2. kadru kā enkurkadru un noraida diferenci D (3-2). Dekoders savukārt šo diferenci piesummē no atmiņas izņemtajam 2. kadram, tādējādi iegūstot 3. kadru, vienlaikus to noglabājot atmiņā.

Taču šāda sistēma darbojas slikti, jo diferences D kodēšanas procesā tiek rupji kvantētas, nāk klāt arī kļūdas pārraides procesā, tāpēc dekodera atmiņā ierakstītie kadri kļūst arvien atšķirīgāki no patiesajiem, reāli secīgajiem kadriem. Kā rīkoties?

Koderā izveido negatīvās atgriezeniskās saites cilpu, tajā iebūvējot lokālu dekoderu, uztvērējā izvietotā dekodera kopiju. Tā koderā iegūst precīzu pēdējā kodētā kadra dekodēto versiju, kas palīdz samazināt prognozes kļūdas (6. zīm.) (Skatīties ????BOX???ietonēto daļu … lpp.). Taču šādai prognozei ir nepieciešami relatīvi lieli datu apstrādes ātrumi, jo katra turpmākā prognoze bāzējas uz iepriekšējo kadru. Lai no tā izvairītos, DPCM veic prognozi nevis nākošajam kadram, bet vēl tālāk nākotnē, parasti 2-3 kadrus uz priekšu t. s. P kadram. Turklāt tiek aizpildītas tukšās kadru vietas ar interpolētiem, divos virzienos prognozētiem t. s. B kadriem (sk. nodalījumu 2).

Taču arī šādā pārraidē var rasties nepatikšanas. Ko darīt, ja attēla scēna pēkšņi mainās, tajā parādās nebijuši objekti? Lai gan DPCM prognozes koders no normālā darba režīma netiek izsists, kādas D diferences tas kodēs? Situāciju glābj jauns enkurkadrs (I kadrs) ar svaigu informāciju par katru attēla pikseli. Tālāk pārskats par dažādiem DTV kadriem.

 

Dažādie kadri

I, P un B kadri ir MPEG-2 videosignālu kompresijas pamatelementi.

·I (Intra – iekš) kadrs jeb enkurkadrs, etalons, kurā izmanto tikai starppikseļu redundanci šai pašā kadrā. Tāpēc I kadrus neizdodas tik stipri kompresēt – var atmest relatīvi maz datu. Taču tas noder kā enkurs vai balsts citiem kadriem: P un B kadru apstrādē. Attālums starp diviem I kadriem nosaka attēla grupu GOP (Group Of Pictures) – vislielāko vienību videosignāla apstrādes hierarhijā. Jo GOP garāka, jo mazāk bitu vajag, lai iegūtu uzdoto attēla kvalitāti. Vai otrādi – jo tā īsāka, jo lielāka attēla kvalitāte noteiktā bitu plūsmā.

·P (Predictive – prognozētais) kadrs, kurā izmanto kā starppikseļu, tā starpkadru (temporālo) redundanci. Šos redundances veidus samazinot, P kadru izdodas kompresēt stiprāk nekā I kadru. Tā prognoze izmanto iepriekšējo I vai P kadru. Kustību kompensētā prognoze P kadram vērsta tikai uz priekšu (forward prediction). Savukārt P kadrs ir enkurs B kadriem, tāpēc I un P kadru rekonstrukcija nepieciešama gan koderā, gan dekoderā, lai varētu apstrādāt B kadrus. Ja P kadra kodēšanas laikā attēlā parādās nezināms objekts, tad makrobloki tiek kodēti kā I kadrā, tātad P kadrs tiek nomainīts ar I kadru. Attālums GOP struktūrā starp P kadriem nosaka, cik sarežģīta būs videosignālu kompresijas sistēma, kā arī attēla kvalitāte. Ja tas liels, rodas problēmas kustību novērtēšanā (nepieciešams jaudīgāks procesors) un vajadzīga ietilpīgāka atmiņa.

·B (Bidirectional – divvirziena) kadrs. Tas pieļauj vislielāko kompresiju. Galvenā atšķirība starp P un B kadriem slēpjas ar kustībām saistīto datu apstrādē. Pretēji P kadriem, B kadrus prognozē divos virzienos – nākotnē, uz priekšu, un pagātnē, atpakaļ –, izmantojot divvirzienu kustību kompensāciju no I un P enkurkadriem. Tādēļ GOP struktūrā B kadrus sakārto starp tiem. Dekoders izmanto interpolētos kustību vektorus, lai noteiktu, kur kustīgie objekti atrodas, kamēr kadrs tiek veidots. B kadrus prognozei neizmanto. Koders tos nerekonstruē.

 

Divvirzienu prognozes virtuve

Koders izmanto I kadru (1. kadru), lai prognozētu uz priekšu, piemēram, trīs kadrus. Izmantojot sava lokālā dekodera atmiņā ieslēpto I kadru (1. kadru), koders uz mirkli patur operatīvā RAM atmiņā pienākošo 2. un 3. kadru. Pienākot ceturtajam, P kadram, koders sūta diferences D (4-1) bloks pēc bloka uztvērēja dekoderam.

Dekoders tās izmanto, lai rekonstruētu P kadru (4. kadru). Noslēpjot to atmiņā, dekoderam jau ir divi enkurkadri, kas atrodas tā atmiņā: I un P. Kā koders, tā dekoders izmanto šos kadrus, lai makrobloku līmenī no I un P kadru pikseļu sajaukuma aprēķinātu interpolēto prognozi 2. kadram. Atskaitot šo divvirzienu prognozi (B) no faktiskā 2. kadra, kas atrodas kodera pagaidu atmiņā, kodera izejā tiek iegūta diference D (2-B), t. i., patiesā otrā un prognozētā kadra diference.

Kļūdu, ko rada 4. kadra prognoze, vēl koriģē, sūtot detalizētu diferenci D (4-1), un tādējādi B kadra prognoze tiek uzlabota ar interpolāciju, t. i., diferences D (2-B) un D (3-B) tiek sūtītas B kadru makrobloku lielākajai daļai.

No 4. kadra (P kadra) tiek atkal prognozēti uz priekšu trīs kadri, izmantojot interpolāciju 5. un 6. kadra prognozei un prognozējot 7. kadru (P kadru). Mazmainīgai  attēlu sērijai trīs P kadru prognozes ir tipiskas, līdz kamēr atkal I enkurkadrs tiek ievietots kadru secībā. Līdz ar to jauna attēla kadru grupa GOP uzņem startu. Pie lēni mainīgiem attēliem GOP parasti satur 12 kadrus.

 

Kustību kompensētā prognoze

Saprotams, ka prognozēs var ienest neprecizitātes objektu kustība, it īpaši, ja ar DPCM paņēmienu jāprognozē vairākus kadrus uz priekšu.

Lai to novērstu, lokālā dekodera prognozes bloks satur kadru atmiņu un procesorus, kas novērtē un analizē objektu kustību. Lai informāciju par kustību saistītu atsevišķi ar katru pikseli, vajadzētu milzīgus skaitļošanas resursus. Tas būtu pārāk dārgi un sarežģīti. Nedrīkst DTV uztvērēju pārvērst superdatorā! Izrādās, ka pietiek, ja informāciju par kustību saista ar 16x16 pikseļu makroblokiem, tiem piekārtojot t. s. kustību vektorus. Tie norāda, kur makrobloks atradies iepriekšējā kadrā. Kur tas atradīsies turpmāk, to aprēķina dekodera procesors, izmantojot kustības vektoru un analizējot iepriekšējā kadra saturu (6. zīm.).

Nedaudz par jēdzienu kustību kompensēts (motion compensated). Vispirms jādefinē optiskā plūduma ass. Tā ir taisne, uz kuras atrodas viens un tas pats kustīgā objekta punkts secīgo kadru virknē. Kustīgais objekts pret šo asi kļūst nekustīgs! Optiskā plūduma ass atrašana, ko veic kodera procesori, tad arī ir t. s. kustību novērtēšana (motion estimation). Ja aprēķini tiek veikti attiecībā pret optiskā plūduma asi, rezultātus dēvē par kustību kompensētiem.

B kadri uzskata, ka kustība no I līdz P kadram ir lineāra un kustības vektori tiek mērogoti proporcijās, kas atbilst B kadra izvietojumam IBBBP...vai IBBP... kadru secībā. Nākošie B kadri (5. un 6.) kustību kompensētām prognozēm kā enkurkadrus izmanto 4. un 7. kadru (P kadrus).

 

Kadru secība

I, P un B kadri koderā ienāk secībā, kas parādīta 7. zīm. Taču šī kadru secība tiek sajaukta, īslaicīgi tos saglabājot atmiņā. Tāpēc kadri atstāj jau citā virknējumā. Tā ir pārraides kadru secība, kas atbilst kadru apstrādes secībai dekoderā. Šādi izdodas samazināt nepieciešamo atmiņas ietilpību dekoderā. Dekoderā uz priekšu prognozētie P kadri tiek apstrādāti, pirms notiek divos virzienos prognozēto B kadru apstrāde (7. zīm.).

 

Kodēšanas redunance

Bez minētiem redunances veidiem vēl jāpiemin kodēšanas redunanci. Izkārtojot, ka varbūtīgākiem, biežākiem signāliem atbilst īsāki kodi, bet mazākvarbūtīgākiem, kas parādās retāk, atbilst garāki kodi, izdodas samazināt arī kodēšanas redunanci. Šim nolūkam izmanto Hafmana kodu. Kodēšanas redunances samazināšana notiek VLC un RLC blokos (6.zīm.).

 

Prognozes koders

Japāņu izgudrotā (sk. SP 1998/4 17. lpp.) prognozes kodera darbības principi skaidrojami ar kodera vienkāršotu blokshēmu (A zīm.). Prognozes koders pareģo videosignāla nolasē iegūto pikseļa vērtību, bāzējoties uz kodētā signāla iepriekšējo vēsturi, t. i., iepriekšējo kadru saturu. Tāpēc prognozes blokam ir atmiņa. Te svarīgas abas zīmējumā redzamās atgriezeniskās saites cilpas. Pirmā veic temporālo prognozi, kas balstās uz informāciju par iepriekšējo kadru pikseļiem (starpkadru prognoze), otrā realizē spatiālo prognozi, kas izmanto informāciju par pikseļu sakārtojumu šai pašā kadrā (iekškadra prognoze). Prognozes kļūda tiek salīdzināta abām cilpām, taču tikai 8x8 pikseļbloka līmenī. Tikai mazākais prognozes signāls tiek pārvadīts turpmākai apstrādei. šis triks, ko veic prognozes koders, iespējams tikai tāpēc, ka tā izgudrotāji līdztekus noteica arī cilvēka psihovizuālās uztveres īpatnības: ja kodera prognozes signāls ir ļoti liels (piemēram, brāzmaini straujas objekta kustības vai haotiski pārraidītas scēnas detaļas, strauji pārvietojot TV kameras redzes lauku), tad izrādās, ka skatītāja acs to nespēj pamanīt. Bet prognozes bloks pēc pārstūrēāanās tālāk darbojas normālā mazo signāla diferenču režīmā. Prognozes koders seviāķi efektīvi darbojas kombinācijā ar signāla transformācijas metodēm.

 

 

 

Videosignālu apstrādes hierarhija kompresijas procesā

 

Video secība (Video Sequence),

kura veido bitu video elementārplūsmu (ES). Video secība un turpmāk minētie elementi (GOP, kadrs, strēmele, makrobloks) ES tiek iezīmēti ar atbilstošām galvenēm (headers).

 

GOP (Group Of Pictures)

Attēlu, kadru grupa, kas sastāv no dažādiem kadriem. Kadru grupa veido I kadrs līdz nākošajam I kadram.

 

Kadrs (Picture)

Attēls (kadrs). Izšķir I, P un B kadrus, katru no tiem koders (dekoders) apstrādā citādi.

 

Strēmele, šķēle (Slice)

Attēla (kadra) strēmele 16 pikseļu platumā. Blakus makrobloku virkne kadra horizontālā virzienā. Strēmelē tiek uzdotas makrobloku adreses.

 

Makrobloks (Macroblock)

16x16 pikseļu bloks. 4:2:0 formātā makrobloku veido 4 spilgtuma signāla (Y) un tam piederošie 2 krāsu starpības (CR un CB) signālu bloki. Makrobloku kodē ar DCT/DPCM metodi, tam piekārtojot arī kustību vektorus. Ja makrobloks no kadra uz kadru neizmainās un to kustību vektors ir nulle, koders (dekoders) tā pikseļu apstrādi neveic. Tas ir fiksētais makrobloks.

 

Bloks (Block)

8x8 pikseļu bloks. Bloks ir DCT/DPCM apstrādes vienība, taču apstrāde tiek veikta līdz pikseļu līmenim.

 

Pikselis (Pixel)

Jaunvārds no angļu picture un element kombinācijas. TV vai datora attēla (kadra) vismazākais elements jeb punkts. Videosignāla (spilgtuma Y un krāsu starpību CR un CB signālu) vismazākā proporcija. DCT transformācijas procesā atbilst DCT koeficientam.

 

 

Arnolds VĪTOLS,

ekskluzīvi Sakaru Pasaulei

 

Informācijas avots:

1.      Rohde & Schwarz Training Center, TR212-9 V2.10E.