Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Анализ и компенсация движения в динамических изображениях

При цифровом сжатии и кодировании видеосигналов по стандарт MPEG-1 и MPEG-2 исключение внутрикадровой избыточности изображения осуществляется аналогично методу JPEG благодаря использованию дискретного косинусного преобразования (ДКП) и

последующего квантования коэффициентов. Для исключения межкадровой избыточности применяется компенсация движения. Межкадровое кодирование с компенсацией движения позволяет, с одной стороны, при одинаковом качестве передаваемого изображения увеличить степень сжатия информации в 2 - 4 раза. С другой стороны, анализ и компенсация движения - один из наиболее вычислительно-затратных этапов цифрового кодирования, требующий дорогостоящих сигнальных процессоров с высоким быстродействием. Использование таких процессоров значительно повышает общую стоимость MPEG кодера.

Согласно стандарту MPEG все кадры последовательности делятся на три типа: I, Р и В. I - кадр передается без предсказания движения (обычно один раз в группе кадров и является опорным для кодирования и восстановления остальных кадров); Р - кадр кодируется с предсказанием движения в одну сторону и для его восстановления необходим I -, или другой опорный Р - кадр. Для кодирования Р - кадра все изображение разбивается на макроблоки размером 16x16 пикселов, и каждому макроблоку ставится в соответствие наиболее «похожий» участок изображение из опорного кадра, сдвинутый на вектор, называемый вектор движения (ВД). Кодером передаются только разности сигналов яркости и цветоразности между макроблоком и соответствующим участком изображения опорного кадра. В случае В-кадра межкадровая избыточность исключается с предсказанием Во в времени в обе стороны, для чего используется два ВД и два опорных кадра (I- или Р - типа). Такой способ позволяет увеличить сжатие примерно в 2 раза по сравнению с кодирование только с предсказанием во времени в одну сторону. В обоих способах для текущего и опорного кадров необходимо определить набор макроблоков, что является относительно сложной задачей, требующая большого количества вычислений. Несмотря на то что известно большое количество схем анализа движения, разработка и поиск различных эффективных алгоритмов анализа и компенсации движения представляет огромный интерес.

Другие статьи по теме:

Преобразователь двоичной последовательности из фиксированного числа байт в ЧМ-сигнал Микроконтроллер (MCU) - микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, може ...

Исследование влияния параметров движения объекта, находящегося за препятствием, на эффективность улучшения его радиоголографического изображения методом пространственной фильтрации моделирование изображение радиоголографический компьютерный Тема работы весьма актуальна, поскольку в наше время может возникнуть необходимость в обнаружении людей, объектов за различными ...

Исследование динамических характеристик системы автоматического управления При проектировании автоматических систем приходиться решать такие задачи, как обеспечение устойчивости и точности процесса регулирования, имеющие противоречивый характ ...