Раздел: Документация
0 ... 108 109 110 111 112 113 114 ... 122 сняты мелкие детали. А для кадров с медленными изменениями и без деталей ему понадобится меньше битов. На рис. 7.35 показаны примеры скачкообразных изменений битовой скорости, имевшие место при кодировании последовательности «офис» (25 кадр/с) при использовании кодера MPEG-4 с простым профилем и фиксированным размером шага квантования, равным 12. Первый кадр закодирован как I-VOP (для чего потребовалось много битов, так как нет временного прогноза), а все последующие кадры кодировались как P-VOP. Число бит на кадр P-VOP меняется от 1300 до 9000 (что эквивалентно скорости от 32 до 225 кбит/с). частота кадров  постоянная частота кадра» Рис. 7.36. Буферы для выхода кодера и входа декодера. Такие скачки битовой скорости могут породить большие проблемы для многих протоколов транспортировки и хранения. Например, канал с постоянной скоростью (канал с коммутацией) неспособен передавать потоки данных с переменной скоростью. Сети на основе коммутации пакетов могут поддерживать переменную скорость передачи, но средняя пропускная способность в любой момент времени ограничена определенными факторами, зависящими от скорости связи и перегруженности. В этих случаях необходимы контроль и адаптация битовой скорости, производимой кодеком, для ее соответствия скоростям транспортировки. Носители CD-ROM и DVD имеют фиксированную емкость хранения данных, поэтому необходимо контролировать скорость кодированной видеопоследовательности (например, при записи фильмов DVD Video), чтобы видеоданные поместились на носитель. Переменную скорость данных, производимых кодером, можно «сгладить» с помощью их буферизации до передачи. Рисунок 7.36 показывает типичную организацию процесса, в котором вход с переменной скоростью пропускается через буфер FIFO (First In/First Out. первым вошел/первым вышел). Такой буфер освобождается с постоянной битовой скоростью, которая соответствует пропускной способности канала. Другой буфер FIFO помещается на входе декодера: он заполняется с фиксированной скоростью передачи по каналу и высвобождается декодером с переменной скоростью (по- Глава 7. Дизайн и производительность скольку декодер извлекает некоторое число Р бит для декодирования каждого кадра и число Р меняется от кадра к кадру). 104 Солщяинюв буфере вфммм (скорость пиале 100 кбит/с)  Рис. 7.37. Пример заполнения буфера (кодер; скорость передачи 100 кбит/с). , 10* Содсспомк» буфера декодера (скорость а канал» 100 «бит/с) Продекодкроееи 1-« кадр  Рис. 7.38. Пример заполнения буфера (декодер; скорость передачи 100 кбит/с). х 10д Содбрюмо* буфера декодера (скорость канале 100 кбит/с) Продекодйромн  Ol-1-1--1----1-1-1-1-1 0123456789 Секунды Рис. 7.39. Пример заполнения буфера (декодер; скорость передачи 100 кбит/с). Пример- Клип «офис» закодирован простым профилем MPEG-4 с фиксированным параметром квантователя QP = 12. При этом получилась переменная битовая скорость, построенная в виде графика на рис. 7.35. Выход кодера помешается в буфер перед передачей по каналу с фиксированной скоростью 100 кбит/с. Скорость видеокадров равна 25 кадр/с, т.е. канал передает 4 кбит (и, следовательно, освобождает 4 кбит буфера) за время демонстрации одного кадра. На рис. 7.37 показано содержимое буфера кодера (ось у) в зависимости от времени (ось х). Первый I-VOP порождает порядка 50 кбит, а следующие за ним P-VOP из начала последовател1.ности производят меньше битов, поэтому буфер пустеет за первые две секунды, так как скорость канала превосходит битовую скорость закодированного видео. В начале третьей секунды кодовая битовая скорость начинает превосходить скорость канала, и буфер снова заполняется. На рис 7.38 показана динамика состояния буфера декодера, который заполняется со скоростью 100 кбит/с (4 кбит за один кадр) и опорожняется по мере извлечения из него данных декодером. Передача первого полного кадра занимает полсекунды (54 кбит/с). С этого момента, продвигаясь вперед, декодер имеет возможность извлекать и декодировать кадры с правильной скоростью (25 кадров/с) по истечении 4 с. В этот момент буфер декодера освобождается и декодер «останавливается» (он вынужден делать паузу в декодировании до тех пор, пока в буфере не появятся новые данные). Затем декодер опять получает необходимые данные где-то в районе 5,5 с. Если декодер останавливается, то возникают проблемы воспроизведения видео: клип «замораживается», пока не поступит достаточный объем следующих данных. Такую проблему можно частично решить, если сделать специальную 0 ... 108 109 110 111 112 113 114 ... 122
|
