MÔJ KOŠÍK
Môj košík je prázdny

TV, TV-SAT

Trochu teórie

Kompresia video a audio signálov
Kompresia videa
V súčasnej dobe sa používa niekoľko kompresných metód. Najstarší z nich (JPEG, H-261, MPEG-2) používajú skupiny pixelov (pokrývajúce určitú oblasť, napríklad 8 bitov x 8 bitov). Tieto metódy neanalyzujú aktuálnu štruktúru videa. Túto generáciu kompresorov je možné používať v prípade nižších rozlíšení, pokiaľ prenosová rýchlosť nie je menšia ako 64kbps.
Efektívnejšiu metódu kompresie ponúka druhá generácia algoritmov. Tieto algoritmy (napr. MPEG-4) vykonajú určitý druh analýzy obrazu pred uskutočnením odpovedajúcej kompresnej procedúry. Bolo zistené, že obraz je možné deliť na jednotlivé časti efektívnejším spôsobom. Obraz, ktorý sa skladá z pixelov s rovnakými vlastnosťami, je možné rozdeliť na špecifické skupiny. Tento pracovný postup výrazne zlepšuje proces kompresie. Aby bol dosiahnutý takýto analytický postup, bol použitý ľudsky chápajúci model (HVS - Human Vision System).
Typické kódovacie zariadenie druhej generácie sa skladá z nasledujúcich modulov: členenie (segmentácia), odhad pohybu, kódovanie obrysov a textúr. Systém ponúka kompromis medzi rýchlosťou kompresie a kvalitou obrazu dosiahnutého po dekompresii.
Štandardy kompresie obrazu: H-261, H263
H-261 systém bol vytvorený pre ISDN siete so šírkou pásma 64 kbps. H-261 štandard umožňuje kompresnú rýchlosť od 100:1 do 2000:1, avšak čím vyšší kompresný pomer, tým nižšia kvalita dekomprimovaného obrazu. Kodek pracuje v dvoch režimoch: intra frame - INTRA a inter frame - INTER.
V priebehu INTRA kompresného režimu je snímok rozdelený do dvoch blokov o veľkosti 8x8 pixelov. Potom sú komprimované pomocou Discrete Cosines Transform (podobný ako JPEG).
V INTER režime sa ukladajú iba zmeny, ktoré nastali medzi nasledujúcimi snímkami. Musí však byť označené aspoň jeden krát, za 123 snímkov musí byť kompresia v INTRA režime uskutočnená.
Vývoj H.263 štandardu bol mienený pre zaistenie kompresie obrazového signálu pre siete s malou šírkou pásma, približne od 28.8 do 33.6 kbps.
H-263 je zmodernizovaná verzia H-261 štandardu. V porovnaní s pôvodnou verziou bola použitá half - pixelová kompenzácia pohybu miesto pixelovej kompenzácie pohybu. Bolo upustené od detekcie a prenosu korekcie chýb a boli integrované nové voliteľné režimy prevádzky.
Viac informácií nájdete na H-261, and H-263
MPEG-4 kompresia
MPEG-4 je najnovší štandard kompresie videa, ktorý sa rýchlo stáva populárnym, tiež pokiaľ je možný vo video streaming. V porovnaní s vyššie uvedenými štandardmi zapája efektívne metódy pre multimediálne údaje.
Nový prístup spočíva vo vzájomnom vzťahu údajových obsahov a úlohe ľudského vnímania, a vyňatí takzvaných audiovizuálnych objektov (AVO). Boli integrované riešenia umožňujúce rozšíriteľnosť zobrazenia údajov v mnohých rozmeroch, ktorými sú priestor, čas, kvalita a výpočtová komplexnosť.
Tento štandard bol nastavený pre mnoho typov telekomunikačných sietí a dokáže pracovať pri rýchlostiach od 64 do 1024 kbps.
Koncepcia MPEG-4 umožňuje prenos jednotlivého alebo niekoľkých audiovizuálnych AV objektov od vysielača k prijímaču, avšak skôr ako prenos začne, musí byť vykonaná počiatočná výmena informácií medzi kódovacím a dekódovacím zariadením. Týmto spôsobom sa priradí vhodný algoritmus a môžu byť stanovené nástroje nevyhnutné pre efektívne využitie spoja. Kódovacie zariadenie samozrejme chráni audiovizuálne objekty proti chybám.
Audio kompresia
Tok údajov z kompresie zvuku je podstatne menší ako u toku video údajov. Kompresia sa však normálne vykonáva za účelom minimalizácie celkovej šírky pásma.
Ľahkej redukcie šírky pásma spoja je možné dosiahnuť pomocou zníženia prenosovej rýchlosti (vzorkový kmitočet) a zníženie rozsahu amplitúdy.
V závislosti na type prenosu sa používa rôzne vzorkovanie:

Vzorový kmitočet

Aplikácia

8.00 kHz

Telefónia

16 kHz

Multimediálna komunikácia

22.05 kHz

Osobný počítač


32.00 kHz

Digitálne rádiové a televízne vysielanie

44.10 kHz

CD - Audio

48.00 kHz

DAT kazetové magnetofóny, HDTV

96.00 kHz

DVD

Typické vzorkové kmitočty
V telekomunikáciách je pre kódovanie hlasu používané 12 až 14-bitové kódovanie.
Okrem metód, ktoré spôsobujú určité zhoršenie kvality zvuku, sa používajú tiež kompresné metódy, ktoré prakticky neovplyvňujú pôvodnú podobu.
Príkladom takejto kompresie môže byť ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation), spočívajúcej v odhadnutí súčasného vzorku podľa predchádzajúceho vzorku, kvôli faktu, že u audio signálu je silná korelácia medzi nasledujúcimi vzorkami. ADPCM je bezstratová metóda.
Vlnná kompresia. Jedná sa o kompresiu založenú na použití vlnových algoritmov. Vlny sú matematickou funkciou berúcou hodnoty rôzne od nuly iba v určitých obmedzených intervaloch. Prostredníctvom odpovedajúcej matematickej konverzie môže byť týmto spôsobom uvedená každá funkcia.
Vstupný signál, ktorý chceme komprimovať, je filtrovaný od objektov, ľudským okom neviditeľných, potom je rozdelený na časti a každá z týchto častí je zastúpená odpovedajúcimi funkciami.
Táto metóda patrí k stratovým metódam, komprimované obrazy sú charakteristické rozmazanými okrajmi. Avšak v porovnaní s JPEG a MPEG metódami vlnná kompresia nespôsobuje skreslenie štruktúry objektu na obrazovke. Vlnné metódy sú stále vo vývoji a pravdepodobne sa stanú základom nových kompresných zariadení. Zaujímavý fakt je ten, že túto metódu použila FBI pre zavedenie systému pre rozpoznávanie odtlačkov prstov, nakoľko prešla testy s lepšími výsledkami ako JPEG.
Metóda vlnnej kompresie je dostupná, okrem MJPEG, aj pre užívateľov Hicap digitálneho nahrávacieho systému. Výrobca informuje, že pri použití MJPEG kompresie, 10GB voľného miesta na disku umožní zaznamenať 4.5 hodín živého materiálu, zatiaľ čo vlnná metóda zaberie čas 9 hodín. V každom prípade, pokiaľ potrebujeme lepšiu kvalitu, mali by sme použiť MJPEG kompresiu.