    
Раздел: Документация
0 ... 106 107 108 109 110 111 112 ... 122 а на низких скоростях это преимущество почти не заметно. Интересно, что другие инструменты расширенного простого профиля (компенсация движения с шагом в четверть пиксела и альтернативный квантователь) дают еще более слабую производительность в этих тестах. Базовый прсхриль Н.264 превосходит оба профиля MPEG-4 на всех протестированных скоростях, а использование кодирования САВАС вместе с несколькими ссылочными кадрами еще больше увеличивает это превосходство. Например, при PSNR в 35 дБ простой профиль MPEG-4 дает скорость порядка 125 кбит/с, простой расширенный профиль MPEG-4 — 120 кбит/с, базовый профиль Н.264 (с одним ссылочным кадром) — 80 кбит/с, а в сочетании с САВАС и пятью ссылочными кадрами он же обеспечивает меньше 70 кбит/с. Результаты тестирования видеоряда Carphone еще более убедительно свидетельствуют в пользу стандарта Н.264. Возможно, это связано с тем, что клип Carphone был снят профессиональной видеокамерой с высокой точностью воспроизведения изображений, в то время как два других видеофрагмента отсняты высококачественными любительскими видеокамерами и в них присутствовал большой посторонний шум. Другие опыты сравнения производительности. Результаты сравнения производительности простого и расширенного простого профилей MPEG-4 приведены в [35]. В этой работе показано, что инструменты расширенного простого профиля существенно улучшают степень сжатия, давая выигрыш в 30 - 40% при том же качестве видео, но с большей сложностью кодирования. Основной вклад в улучшение производительности делается за счет использования В-снимков (для этого требуется дополнительная память и задержка кодирования), применения компенсации движения с шагом в четверть пиксела и выбора оптимальной модели скорость/искажение (т.е. нахождение для каждого макроблока такой моды кодирования, которая максимизирует степень сжатия). В работе [36] вычислялась производительность Н.264 (и более старой тестовой версии стандарта), которая сравнивалась с производительностью Н.263++ (это вариант Н.263 с оптимизированными модами по производительности). В соответствии с представленными результатами стандарт Н.264 (H.26L) повсеместно превосходит H.263+-t-. Авторы также изучали вклад некоторых дополнительных (опционных) функций Н.264 в общую производительность. Они обнаружили, что модуль САВАС дает значительное повышение степени сжатия по сравнению с кодами VLC. уменьшая скорость в среднем на 7,7% при том же качестве изображения (хотя использованная версия тестовой модели не включала более зерфективные контекстно-адаптивные коды VLC при кодировании коэффициентов). Применение нескольких ссылочных кадров при компенсации движения обеспечивает лучшую производительность, чем использование только одного кадра (среднее улучшение; составляет примерно 5,7%). Малые размеры блоков компенсации движения (до 4x4) также улучшают сжатие по сравнению с одним вектором движения на макроблок (при этом сберегается в среднем 16,4% битовой скорости), хотя большая часть этого улучшения достигается уже при размере блоков 8x8. В работе [37] сделано сравнение стандарта Н.264 с H.263-f--f- и с расширенным простым профилем MPEG-4 Visual. Авторы сравнивали PSNR яркости (см. гл. 2) каждого из кодеков при одних и тех же условиях тестирования. По три кодека было выбрано для представления самых высокооптимизированных версий каждого из стандартов, доступных на тот момент времени. Тестовая модель 8 стандарта H.26L (ранняя версия Н.264) превзошла Н.263++ и расширенный простой профиль MPEG-4 в среднем на 3,0 и на 2,0 дБ соответственно. Кодек H.26L достиг (огрубленно) ту же производительность на скорости 32 кбит/с, что и два других кодека на скорости 64 кбит/с (при кодировании видео формата QCIF на скорости 10 кадров/с), т.е. в этих тестах стандарт H.26L обеспечивал такое же качество изображения, но при скорости передачи вдвое меньшей, чем у MPEG-4 и Н.263-Г+. На большей битовой скорости (512 кбит/с и выше) преимущество тоже было значительным, но не столь подавляющим. Обзор кодеров с контролем ограниченной скорости и сравнение производительности Н.264 со стандартами Н.263, MPEG-2 VieleH) и MPEG-4 Visual приведены в [38]. 7.4-4- Вычислительная производительность MPEG-4 Visual и (в меньшей степени) Н.264 обеспечивают широкий спектр моделей кодирования. ке)те>рые; в потенциале спемобны существенно улучшить степень компрессии. Например, расширенный простой профиль MPEG-4 разработан в целях обеспечить большую степень сжатия по сравнению е- популярным простым профилем MPEG-4 (см. гл. 5). Основной профиль Н.264 способен превзойти по производительное-ти базовый проериль этого стандарта (см. гл. 6). В рамках каждого профиля разработчик или пользователь кодека может выбрать конкретные инструменты этого профиля. Основ-  ной профиль Н.264 поддерживает как контекстно-адаптивную схему VLC (CAVLC). так и арифметическое кодирование (САВАС), однако кодер может выбрать, какой из этих двух методов использовать для конкретного приложения. За улучшенную степень сжатия приходится платить более высокой (ложностью вычислений. Ситуация непростая, но. на самом деле, цена вычислений и степень сжатия могут в значительной степени зависеть от источника видеоданных. В конкретных приложениях модель кодирования может зависеть от ограничений, продиктованных компьютерной платформой, поэтому выбор параметров кодирования определяемся по исходному видеоматериалу с учетом ограничений, задаваемых доступными вычислительным ресурсами. Первые 25 кадров последовательности «скрипка» (формат QCIF. 25 кадров/с . см. рис. 7.18) были закодированы с помощью тестовой программы Н.264 (версия JM4.U) при фиксированном параметре квантователя, равном 36. Видеоряд кодировался при различных кодовых параметрах для определения степени сжатия и времени кодирования. При зтом использовались следующие две справочные конфигурации. Базовая конфигурация: знтропийный кодер CAVLC. нет В-кадров. разрешено фильтрование в цикле, оптимизация по соотношению скорость/искажение отсутствует, один ссылочный кадр при компенсации движения, допустимы любые размеры блоков (вплоть до 4 х 4). Расширенная конфигурация: знтропийный кодер САВАС. каждый второй кадр кодируется как В-снимок. разрешено фильтрование в цикле, разрешена оптимизация по соотношению скорость/искажение, использовано пять ссылочных кадров, допустимы любые размеры блоков. Таблица 7.3. Вычислительная производительность Н.264 в разных модах: «скрипка». QCIF, 25 кадров/с. Пример Конфигурация Среднее PSNR Битовая скорость Время яркости (дБ) (Р/В-слои)(кбит/с) (с) Базовая Базовая + мин. размер блоков 8x8 Базовая + 5 ссылочных кадров Базовая + оптим. скорость/ж каж. Базовая + каждый 2-й кадр кодируется как В-снимок Базовая + САВАС Расширенный Расширенный (только один ссылочный кадр) 29,06 29,0 29,12 29,18 29,19 29,09 29,57 29,42 45,9 46,6 46.2 44,6 42,2 44,0 38.2 38,8 40.4 33,9 157,2 60.5 55,7 40,5 180,0 77.0 «Базовая» конфигурация является хорошим набором параметров для построения несложного кодека, работающего в реальном времени, а «расширенная» кон- 0 ... 106 107 108 109 110 111 112 ... 122 |
