Πολυμέσα. Συμπίεση δεδομένων Κωδικοποίηση MPEG. Δρ. Γεώργιος Π. Παυλίδης ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ

Σχετικά έγγραφα
Κωδικοποίηση βίντεο (MPEG)

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 13: Κωδικοποίηση βίντεο: MPEG Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

ΕΙΔΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ Ενδο-πλαισιακή κωδικοποίηση (Intra- frame Coding): Δια-πλαισιακή κωδικοποίηση (Inter-frame Coding):

ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜ. ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡ/ΚΗΣ & ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Γ. ΓΑΡΔΙΚΗΣ. Κωδικοποίηση εικόνας

Αρχές κωδικοποίησης. Τεχνολογία Πολυμέσων και Πολυμεσικές Επικοινωνίες 08-1

MPEG-4 : Διαδραστικές εφαρμογές πολυμέσων

MPEG-4: Διαδραστικές εφαρμογές πολυμέσων

ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜ. ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡ/ΚΗΣ & ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Γ. ΓΑΡΔΙΚΗΣ. MPEG 2 bitstream και πολυπλεξία

Κωδικοποίηση βίντεο (H.261 / DVI)

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 12: Κωδικοποίηση βίντεο: H.26x Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

Θέματα Συστημάτων Πολυμέσων. Ενότητα # 8: MPEG Διδάσκων: Γεώργιος Πολύζος Τμήμα: Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Επιστήμη των Υπολογιστών

ITU-T : H.261 (1990), H.262 (1996), H.263 (1995) MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4. Αποθήκευση, Μετάδοση, Επικοινωνίες, ίκτυα

Αρχές κωδικοποίησης. Τεχνολογία Πολυµέσων 08-1

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 8: Αρχές κωδικοποίησης Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

Συστήματα Πολυμέσων. Ενότητα 16: Διαμορφώσεις και Πρότυπα Ψηφιακού Βίντεο. Θρασύβουλος Γ. Τσιάτσος Τμήμα Πληροφορικής

Δ11 Δ12. Συμπίεση Δεδομένων

Κωδικοποίηση βίντεο (MPEG)

Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών ΗΥ-474. Ψηφιακό βίντεο. Αναλογικό βίντεο / ψηφιοποίηση Διεπαφές Εκτίμηση κίνησης μπλοκ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ,

Πολυμέσα. Συμπίεση δεδομένων Κωδικοποίηση JPEG. Δρ. Γεώργιος Π. Παυλίδης ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ

Πολυμέσα πάνω από κινητά δίκτυα

Τι συσχετίζεται με τον ήχο

Γιώργος Τζιρίτας Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

Συµπίεση Εικόνας: Το πρότυπο JPEG

3. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ

Η ανάγκη για συμπίεση

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΚΡΗΤΗΣ

Συμπίεση Δεδομένων

MPEG-4: Βασικά Χαρακτηριστικά

Δ10. Συμπίεση Δεδομένων

Κωδικοποίηση ήχου. Κωδικοποίηση καναλιού φωνής Κωδικοποίηση πηγής φωνής Αντιληπτική κωδικοποίηση Κωδικοποίηση ήχου MPEG

Συστήματα Πολυμέσων. Ενότητα 12: Συμπίεση Ψηφιακού Ήχου. Θρασύβουλος Γ. Τσιάτσος Τμήμα Πληροφορικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ,

VIDEO ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ. Υπάρχουσες εφαρμογές:

Πληροφορική Ι. Μάθημα 9 ο Συμπίεση δεδομένων. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Δρ.

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΚΡΗΤΗΣ

Κωδικοποίηση εικόνων κατά JPEG

Συµπίεση Ψηφιακών Εικόνων: Συµπίεση µε Απώλειες. Πρότυπα Συµπίεσης Εικόνων

Ραδιοτηλεοπτικά Συστήματα Ενότητα 4: Ψηφιοποίηση και συμπίεση σημάτων εικόνας

ΒΕΣ 04: Συµπίεση και Μετάδοση Πολυµέσων. Περιεχόµενα. Βιβλιογραφία. Συµπίεση εικόνων: Το πρότυπο JPEG. Εισαγωγή. Ευθύς µετασχηµατισµός DCT

Ιστορική Αναδρομή. Σύγχρονες τάσεις στις τηλεπικοινωνίες και τεχνολογίες αιχμής, ΤΕΕ, Αθήνα, 10 Ιαν.,

Περιεχόµενα. ΕΠΛ 422: Συστήµατα Πολυµέσων. Βιβλιογραφία. Εισαγωγή. Συµπίεση εικόνων: Το πρότυπο JPEG. Εισαγωγή. Ευθύς µετασχηµατισµός DCT

Τεράστιες ανάγκες σε αποθηκευτικό χώρο

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 10: Κωδικοποίηση ήχου Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

ΕΣΔ 200: ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΙΙ. Ακαδημαϊκό Έτος , Χειμερινό Εξάμηνο Διδάσκων Καθ.: Νίκος Τσαπατσούλης

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 11: Κωδικοποίηση εικόνων: JPEG Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

Βίντεο. Τεχνολογία Πολυμέσων και Πολυμεσικές Επικοινωνίες 06-1

Ψηφιακή Επεξεργασία Σηµμάτων

Κωδικοποίηση ήχου. Σύστημα ακοής MP3 / MP4 Κωδικοποίηση φωνής

Θέματα Συστημάτων Πολυμέσων. Ενότητα #3: Ιδιότητες μέσων Διδάσκων: Γεώργιος K. Πολύζος Τμήμα: Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Επιστήμη των Υπολογιστών

Βασικές έννοιες. Αναλογικό Βίντεο. Ψηφιακό Βίντεο. Κινούμενα γραφικά (animation)( Πλαίσιο (frame, καρέ) Ρυθμός πλαισίων (frame rate)

Ήχος. Τεχνολογία Πολυμέσων και Πολυμεσικές Επικοινωνίες 04-1

χωρίςναδηµιουργείταιαίσθησηαπώλειαςτηςποιότηταςτηςανακατασκευασµένηςεικόνας.

DVB (DVB-S, DVB-C, DVB-T, DVB-H)

Group (JPEG) το 1992.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ, ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

DIP_06 Συμπίεση εικόνας - JPEG. ΤΕΙ Κρήτης

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 14: Κωδικοποίηση βίντεο: Η.264 Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

Περιεχόµενα. ΕΠΛ 422: Συστήµατα Πολυµέσων. Μέθοδοι συµπίεσης ηχητικών. Βιβλιογραφία. Κωδικοποίηση µε βάση την αντίληψη.

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ. Ενότητα 9: Πρότυπο Συμπίεσης Βίντεο MPEG

Συστήματα Επικοινωνιών ΙI

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Συµπίεση Δεδοµένων: Συµπίεση Ψηφιακού Βίντεο

Εφαρμογές που συνδυάζουν ταυτόχρονα πολλαπλά μέσα : Κί Κείμενο, Εικόνα, Ήχος, Video, Animation. Στα υπερμέσα η πρόσπέλαση της πληροφορίας γίνεται

Αφήγηση Μαρτυρία. Μουσική. Ενίσχυση μηνύματος Μουσική επένδυση Ηχητικά εφέ

Τι συσχετίζεται με τον ήχο

Ραδιοτηλεοπτικά Συστήματα Ενότητα 5: Ψηφιοποίηση και συμπίεση σημάτων ήχου

Πολυμέσα σε Δίκτυα Κινητών Συσκευών

Συμπίεση Πολυμεσικών Δεδομένων

Συστήματα Πολυμέσων. Ενότητα 15: Συμπίεση Ψηφιακού Βίντεο. Θρασύβουλος Γ. Τσιάτσος Τμήμα Πληροφορικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΜΟΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

Τι είναι τα πολυμέσα;

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα Ι

Συστήματα Πολυμέσων. Ενότητα 7: Συμπίεση Εικόνας κατά JPEG. Θρασύβουλος Γ. Τσιάτσος Τμήμα Πληροφορικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΕΣΔ 200: ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΙΙ. Ακαδημαϊκό Έτος , Χειμερινό Εξάμηνο Διδάσκων Καθ.: Νίκος Τσαπατσούλης

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 4: Ήχος Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

Παλμοκωδική Διαμόρφωση. Pulse Code Modulation (PCM)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Ήχος και φωνή. Τεχνολογία Πολυµέσων 04-1

Θέμα: «ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΥΜΕΣΑ» Εισηγητής: Παναγιώτης Γιώτης 20 Μαϊου 2007 Αθήνα

Ανάκτηση πολυμεσικού περιεχομένου

Παλμοκωδική Διαμόρφωση. Pulse Code Modulation (PCM)

Περιεχόµενα. ΕΠΛ 422: Συστήµατα Πολυµέσων. Γιατί Συµπίεση; Βιβλιογραφία

υπολογιστικών συστημάτων. Παρουσίαση με τίτλο "Περιεχόμενο, διαδικασία μαθήματος και εισαγωγή"

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Πληροφορική Ι. Ενότητα 9 : Συμπίεση δεδομένων. Δρ. Γκόγκος Χρήστος

28 ΕΠΙΓΕΙΑ ΚΑΙ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΨΗΦΙΑΚΗ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ να έχουν περάσει από την αναλογική μετάδοση στην ψηϕιακή μετάδοση. 2.2 Συμπίεση Η συμπίεση ή αλλιώς κωδικο

Συµπίεση Δεδοµένων: Συµπίεση Ψηφιακού Βίντεο

Εισαγωγή. Τεχνολογία Πολυµέσων 01-1

Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή. 1.1 Εισαγωγή

Συγχρονισµός πολυµέσων

19/3/2007 Πολυµέσα και Συµπίεση εδοµένων

Δημιουργία Περιλήψεων από Ακολουθίες Βίντεο στο Συμπιεσμένο Πεδίο

Ψηφιοποίηση και Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Δ13b. Συμπίεση Δεδομένων

Παλμοκωδική Διαμόρφωση. Pulse Code Modulation (PCM)

Κεφάλαιο 3 Συμπίεση Βίντεο

Μετάδοση σήματος PCM

ηµοτικό ιαδικτυακό Ραδιόφωνο και Τηλεόραση

Συμπίεση Βίντεο: Αρχές και Πρότυπα Συμπίεσης

Transcript:

Πολυμέσα Συμπίεση δεδομένων Κωδικοποίηση MPEG Δρ. Γεώργιος Π. Παυλίδης

Συμπίεση Δεδομένων Περιεχόμενα Γνωστοίαλγόριθμοισυμπίεσης MPEG Χρησιμοποίηση Εφαρμογές Εκμάθηση Σχεδίαση Διασύνδεση χρήστη Υπηρεσίες Ανάλυση περιεχομένου Έγγραφα Ασφάλεια... Συγχρονισμός Επικοινωνία ομάδας Βάσεις δεδομένων Προγραμματισμός Συστήματα Server Μέσων Λειτουργικά Συστήματα Επικοινωνία Οπτική αποθήκευση Ποιότητα υπηρεσιών Δίκτυα Βασικά Αρχιτεκτονική υπολογιστών Γραφικά & Εικόνες Συμπίεση Κίνηση Βίντεο Ήχος Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 2/30

MPEG συμπίεση MPEG: Motion Picture Expert Group Πρώτο πρότυπο συμπίεσης: MPEG-1 Επιτρέπει συμπίεση οπτικοακουστικών δεδομένων σε περίπου 1.5 Mbps Βασίζεται σε τεχνογνωσία αποκτημένη από τα πρότυπα JPEG και H.261 Επόμενα πρότυπα MPEG-2 MPEG-4 MPEG-7 MPEG-21 Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 3/30

MPEG - χαρακτηριστικά Συμμετρική και ασύμμετρη συμπίεση Σταθερόςρυθμόςδεδομένων Πρέπει να είναι μικρότερος από 1856 kbit/s Αρχικός στόχος για ρυθμό δεδομένων 1.2 Mbps μαζί με τον ήχο Δηλαδή 1CD-ROM, για αποθήκευση ταινιών σε CDs ή για τοπική αποθήκευση Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 4/30

MPEG Βίντεο: βήμα προετοιμασίας Σταθερό format εικόνας Δειγματοληψεία χρώματος Y, Cb, Cr 4:2:0 Ανάλυση Πρέπει να είναι το μέγιστο 768 x 576 pixels 8 bit/pixel σε κάθε χρωματική συνιστώσα 14 pixel aspect ratios 8 frame rates Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 5/30

MPEG Βίντεο: βήμα επεξεργασίας 4 τύποι frames Ι-frames Αντίστοιχα με JPEG εικόνες Απαίτηση για αποκωδικοποίηση σε πραγματικό χρόνο P-frames (predictive coded frames) Αναφορά σε προηγούμενα I- ή P-frames Διάνυσμα κίνησης Δεν καθορίζεται πως θα υπολογιστεί το διάνυσμα κίνησης Η διαφορά των όμοιων macroblocks κωδικοποιείται κατά DCT Οι συντελεστές DC και AC κωδικοποιούνται κατά μήκος B-frames (bi-directional predictive coded frames) Αναφορά σε προηγούμενα και επόμενα (I ή P) frames Παρεμβολή μεταξύ των macroblocks D-frames (DC-coded frames) Μόνο οι DC συντελεστές κωδικοποιούνται κατά DCT Επιτρέπουν γρήγορες διαδικασίες forward και rewind Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 6/30

Ι-frames MPEG Κωδικοποίηση Βίντεο Κωδικοποιημένα χωρικά P-frames Κωδικοποιημένα με πρόβλεψη B-frames Κωδικοποιημένα και προς τις 2 κατευθύνσεις D-frames Κωδικοποίηση των DC Εικονοσειρά (Sequence) Ορίζεται από την εφαρμογή Π.χ. IBBPBBPBBIBBPBBPBB Η διάταξη της μετάδοσης είναι διαφορετική IPBBPBBIPBB Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 7/30

MPEG Βίντεο Τυχαία πρόσβαση Σε I-frames Σε P-frames, αφού αποκωδικοποιηθεί το προηγούμενο I-frame πρώτα Σε B-frames, αφού αποκωδικοποιηθούν τα προηγούμενα I- και P- frames Editing Σε αποκωδικοποιημένα δεδομένα Απώλεια ποιότητας (συμπίεση-αποσυμπίεση-συμπίεση ) Ωστόσο εφαρμογή όλων των λειτουργιών editing Σε συμπιεσμένα δεδομένα (πριν την κωδικοποίηση εντροπίας) Διατήρηση της ποιότητας Εφφέ μετάβασης: συνάρτηση στο πεδίο του DCT Σε συμπιεσμένα δεδομένα Διατήρηση της ποιότητας Πολύ πολύπλοκο Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 8/30

MPEG Συμπίεση ήχου: Βασικά Χρήση απόκρυψης στην συχνότητα Κατώφλι απόκρυψης Τυχαίος θόρυβος μικρού εύρους ζώνης Εξαρτάται από την συχνότητα Χρήση απόκρυψης στον χρόνο Πριν και μετά το γεγονός Εξαρτάται ως ένα βαθμό από το πλάτος Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 9/30

MPEG Συμπίεση ήχου Κανάλι ήχου Ανάμεσα στα 32 και 448 kbit/s Σε βήματα των 16 kbit/s Ορισμός τριών επιπέδων ποιότητας Υψηλότερο επίπεδο: πιο πολύπλοκο, μπορεί να διαχειριστεί και χαμηλότερα επίπεδα Επίπεδο 1 (layer 1): μέγιστο 448 Kbit/s (περίπου 1:4 συμπίεση) Επίπεδο 2(layer 2): μέγιστο 384 Kbit/s (περίπου 1:6-8 συμπίεση) Επίπεδο 3(layer 3): μέγιστο 320 Kbit/s (περίπου 1:10-12 συμπίεση) MP3 Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 10/30

MPEG Συμπίεση ήχου Δειγματοληψία Ρυθμοί: 32 KHz, 44.1 KHz, 48 KHz Ακρίβεια δειγματοληψίας: 16 bit/δείγμα Κανάλια ήχου Μονοφωνικός: ένα κανάλι Στέρεο: 2 κανάλια Παράδειγμα εφαρμογής: DAB - Digital Audio Broadcasting Χρησιμοποιεί MPEG layer 2 (η συμπίεσηείναιγνωστήκαιωςmusicam) Καθυστερήσεις σε VLSI υλοποιήσεις Μέγιστο 30 ms κωδικοποίηση Μέγιστο 10 ms αποκωδικοποίηση Οι υλοποιήσεις σε λογισμικό οδηγούν σε καθυστερήσεις που ποικίλουν για διαφορετικά επίπεδα, υλοποιήσεις και υπολογιστές Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 11/30

MPEG Ρεύματα δεδομένων ήχου και βίντεο Ρεύματα δεδομένων ήχου Frames (ήχου) Ηχητικές μονάδες πρόσβασης (Audio Access Units) Slots Ρεύματα δεδομένων βίντεο Στρώμα εικονοσειράς (video sequence) Στρώμα ομάδας εικόνων (Group of pictures) Στρώμα μεμονωμένης εικόνας (single picture) Στρώμα οριζόντιας σειράς macroblock (slice) Στρώμα macroblock Στρώμα block Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 12/30

MPEG-2, MPEG-2 Για υψηλότερους ρυθμούς δεδομένων και μεγαλύτερη ποιότητα ήχου και εικόνας Για πολλαπλά levels και profiles συμπίεσης MPEG-3 Αρχικά ορίστηκε για HDTV συμπίεση Ενσωματώθηκε στο MPEG-2 MPEG-4 Αρχικά για χαμηλούς ρυθμούς δεδομένων π.χ. για κινητές επικοινωνίες Μετά εστίαση σε κωδικοποίηση και επιπρόσθετες λειτουργίες βασισμένες στα περιεχόμενα της εικόνας MPEG-7 Περιγραφή περιεχομένου Βάση για αναζήτηση και ανάκτηση MPEG-21 Πλαίσιο για όλη την αλυσίδα εμπορικών πολυμεσικών εφαρμογών και την μετάδοση πολυμεσικών δεδομένων σε αυτές Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 13/30

MPEG-2 Από το MPEG-1 στο MPEG-2 Βελτίωση στην ποιότητα Δεν υπάρχουν πλέον οι περιορισμοί αποθήκευσης σε CD-ROM Υψηλότεροι ρυθμοί δεδομένων MPEG-1: 1.5 Mbit/s MPEG-2: 2-100 Mbit/s Το χρησιμοποιούμενο πρότυπο για ψηφιακή τηλεόραση σε DVB (Digital Video Broadcasting) δίκτυα Διαθέσιμες εμπορικές υλοποιήσεις MPEG-2 Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 14/30

MPEG-2 Βίντεο Συμπερίληψη του διαπλεκόμενου (Interlaced) format Άρτιες και περιττές γραμμές, 2 πεδία ανά frame Αύξηση της χωρικής ανάλυσης Μεγαλύτερη από την CCIR 601 Ορίζει 5 προφίλ (απλό, κύριο, κτλ.) 4 επίπεδα (με αυξανόμενη χωρική ανάλυση) Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 15/30

MPEG-2 Βίντεο: βαθμοποίηση (scaling) Κίνητρο Ανάγκη ανοχής σε σφάλματα μετάδοσης Χωρικό scaling Μείωση της χωρικής ανάλυσης Προσέγγιση Η εικόνα δειγματοληπτείται με μισή χωρική ανάλυση Εφαρμόζονται οι MPEG αλγόριθμοι Το αποτέλεσμα επεξεργάζεται με καλύτερο FEC BASE LAYER! Η εικόνα αποκωδικοποιείται Αφαιρείται από την αρχική Εφαρμόζονται οι MPEG αλγόριθμοι στην διαφορά Το αποτέλεσμα επεξεργάζεται με χειρότερο FEC ENHANCEMENT LAYER! Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 16/30

MPEG-2 Βίντεο: βαθμοποίηση (scaling) SNR scaling Εισαγωγή θορύβου από Λάθη κβάντισης και ορατές μπλοκ δομές Προσέγγιση Base layer: τα πιο σημαντικά bits της DCT εξόδου κωδικοποιούνται με καλύτερο FEC Enhancement layer: τα λιγότερα σημαντικά bits της DCT εξόδου κωδικοποιούνται με χειρότερο FEC Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 17/30

MPEG-2 Βίντεο: επίπεδα και προφίλ Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 18/30

MPEG-2 Ήχος Μικρές επεκτάσεις σε σχέση με τον MPEG-1 ήχο Χαμηλές συχνότητες δειγματοληψίας ½ των MPEG-1: 16, 22.05, 24kHz Κβαντισμός σε 8 bits/δείγμα Περισσότερα από 2 κανάλια 5 κανάλια (surround σύστημα) Αριστερό και δεξί μπροστά Κεντρικό μπροστά Αριστερό και δεξί πίσω Πολυγλωσσική επέκταση: μέχρι 12 κανάλια (για διαφορετικές γλώσσες) Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 19/30

MPEG-2 Σύστημα Βήματα Ο ήχος και το βίντεο συνδυάζονται σε Packetized Elementary Stream (PES) Τα PES συνδυάζονται σε Program Stream ήσεtransport Stream Program Stream Σε περιβάλλον χωρίς λάθη Πακέτα μεταβλητού μήκους Ένα μεμονωμένο ρεύμα δεδομένων με μια χρονική αναφορά Transport Stream Σε περιβάλλον με θόρυβο Πολύπλεξη πολλών προγραμμάτων με ένα ή περισσότερες βάσεις χρόνου Πακέτα των 188 bytes ΔυνατήημετατροπήμεταξύProgram και Transport Streams Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 20/30

MPEG-4 Στόχοι Για την υποστήριξη αρχικά εφαρμογών όπως κινητές επικοινωνίες, βιντεοτηλέφωνα Μέγιστοι ρυθμοί δεδομένων και διαστάσεις Ανάμεσα σε 4800 και 64000 bits/s 176 στήλες x 144 γραμμές x 10 frames/s Πλέον παροχή εξελιγμένης λειτουργικότητας για την ανάλυση και διαχείριση του περιεχομένου των εικόνων Υποστήριξη σύνθετων πολυμέσων, τυποποιημένοι τρόποι για: Την αναπαράσταση μονάδων ηχητικού, οπτικού ή οπτικοακουστικού περιεχομένου Ορισμός audio/visual objects (AVOs) Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 21/30

MPEG-4 Στόχοι Κωδικοποίηση σε επίπεδο αντικειμένου ανεξάρτητα από τα άλλα αντικείμενα, περιβάλλον και φόντο Σύνθεση των αντικειμένων μεταξύ τους Δημιουργία σύνθετων αντικειμένων που ορίζουν οπτικοακουστικές σκηνές Πολύπλεξη και συγχρονισμός των δεδομένων κάθε AVO Για την μετάδοση σε δικτυακά κανάλια και την παροχή QoS (Quality of Service) Υποστήριξη συνθετικών αντικειμένων Δημιουργημένων με υπολογιστή, συνθετικών, ήβάσειμοντέλων(πχ. πρόσωπο) Υποστήριξη πραγματικά διαδραστικών εφαρμογών Διάδραση με την οπτικοακουστική σκηνή που αναπαράγεται στον αποκωδικοποιητή Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 22/30

MPEG-4: Κωδικοποίηση βίντεο και εικόνας Κωδικοποίηση/αποκωδικοποίηση Eικόνων και βίντεο με ορθογώνιο σχήμα Παρόμοια με MPEG-1/2 κωδικοποίηση Πρόβλεψη κίνησης Κωδικοποίηση υφής Εικόνων και βίντεο με τυχαίο σχήμα Με τον συμβατικό τρόπο, χρησιμοποιώντας 8x8 DCT ή προσαρμοζόμενο στο σχήμα DCT Κωδικοποίηση του σχήματος και της πληροφορίας διαφάνειας Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 23/30

MPEG-4: Κωδικοποίηση βίντεο και εικόνας Κωδικοποίηση/αποκωδικοποίηση Κωδικοποιητής Πρέπει να παράγει πληροφορία χρόνου Η ταχύτητα του ρολογιού του κωδικοποιητή = βάση χρόνου Ορισμός επιθυμητού χρόνου αποκωδικοποίησης Με χρήση time stamps προσαρμοσμένων στο ρεύμα δεδομένων Μπορεί να ορίσει τις ελάχιστες απαιτήσεις σε μνήμη για την αποκωδικοποίηση Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 24/30

MPEG-4: Σύνθεση σκηνών Η περιγραφή σκηνής περιλαμβάνει Δέντρο για τον ορισμό ιεραρχικών σχέσεων ανάμεσα στα αντικείμενα Θέσεις των αντικειμένων στο χώρο και στον χρόνο Μετασχηματίζοντας των χώρο συντεταγμένων του αντικειμένου σε ολικό χώρο συντεταγμένων Επιλογή της τιμής ιδιοτήτων π.χ. κύρια συχνότητα ήχου, χρώμα, υφή, παράμετροι animation Η περιγραφή βασίζεται σε βασικές έννοιες της VRML Υποστήριξη διάδρασης με σκηνές Π.χ. αλλαγή οπτικής γωνίας, μετακίνηση ενός αντικειμένου, επιλογή γλώσσας Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 25/30

MPEG-4: Παράδειγμα σύνθεσης Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 26/30

MPEG-4: Scaling Τρεις προσεγγίσεις Χωρική scalability Ο αποκωδικοποιητής προβάλει τις υφές και τα οπτικά αντικείμενα σε μειωμένη χωρική ανάλυση Αποκωδικοποιώντας μόνο ένα υποσύνολο του συνολικού συρμού δεδομένων Μέγιστο 32 επίπεδα για υφές και ακίνητες εικόνες Μέγιστο 3 επίπεδα για εικονοσειρές βίντεο Χρονική scalability Ο αποκωδικοποιητής προβάλει το βίντεο σε μειωμένη χρονική ανάλυση Αποκωδικοποιώντας μόνο ένα υποσύνολο του συνολικού συρμού δεδομένων Μέγιστο 3 επίπεδα Scalability ποιότητας Ο συρμός δεδομένων (bitstream) διαβάζεται σε έναν αριθμό από στρώματα συρμών δεδομένων με διαφορετικούς ρυθμούς δεδομένων Είτε κατά την μετάδοση είτε στον αποκωδικοποιητή Ένα υποσύνολο αυτών των στρωμάτων καταφέρνει να διατηρήσει το αρχικό περιεχόμενο Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 27/30

MPEG-4: Συνθετικά αντικείμενα Οπτικά αντικείμενα Ανθρώπινο πρόσωπο Αντικείμενο αρχής: πρόσωπο με ουδέτερη έκφραση Το animation επιτυγχάνεται με χρήση των FDPs και/ή FAPs FAP (facial animation parameters): ορίζουν την σύνθεση της τρέχουσας προβολής FDP (facial definition parameters): επιδέχονται διάφορα σχήματα και υφές Αντιστοίχιση υφής και πλέγματος: για 2Δ και3δ πλέγματα Ένα 2Δ πλέγμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την σύνθεση και το animation ενός προσώπου Χρήση μόνο τριγωνικών πλεγμάτων, με κίνηση των κόμβων της Η εικόνα υφής μετασχηματίζεται ανάλογα με την κίνηση Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 28/30

MPEG-4: Συνθετικά αντικείμενα Ηχητικά αντικείμενα Κείμενο-σε-ομιλία Παραγωγή ομιλίας από δοσμένο κείμενο και με χρήση προσοδικών παραμέτρων Έλεγχος του animation του προσώπου Σύνθεση βάσει παρτιτούρας Για την παραγωγή μουσικής από αυτή Πιο γενική από το MIDI Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 29/30

MPEG-4: Ιεραρχική δικτυακή δομή Πολυμέσα Γεώργιος Π. Παυλίδης 30/30