Digitálnà televiznà systémy (MDTV) - UMEL - Vysoké uÄenà technické ...
Digitálnà televiznà systémy (MDTV) - UMEL - Vysoké uÄenà technické ... Digitálnà televiznà systémy (MDTV) - UMEL - Vysoké uÄenà technické ...
Digitální televizní systémy (MDTV) - přednáška 3 5 3 Zdrojové kódování digitálních obrazových a zvukových signálů Cílem kapitoly je seznámit studenty se základními principy MPEG komprimace videa, MPEG profily a úrovněmi, blokovým diagramem kodéru a dekodéru pro MPEG- 2, škálovatelností datového toku v MPEG-2, strukturou Video ES (Video Elementary Stream), základními principy MPEG komprimace audia a srovnáním standardů pro kompresi digitálního videa. 3.1 Základní principy komprese videa MPEG Datový tok SDTV digitálního videa má rychlost 270 Mbit/s. Tento datový tok je příliš velký pro vysílání a proto musí komprimován na (2 – 6) Mbit/s s vysokým kompresním poměrem (viz obr. 3.1), který je možný díky vysoké redukci redundance (bez ztráty informace) a irelevance (se ztrátou informace). 3.1.1 Datová redukce Obr. 3.1: Příklad kompresních poměrů [1]. Redundance = nadbytečnost Informace se opakuje v datovém toku několikrát, nenese žádný obsah a je beze ztráty obnovitelná v přijímači. Např. Morseova abeceda, kódování s proměnnou délkou slova, Huffmannovo kódování. Irelevance = zbytečnost Informace není vnímatelná lidskými smysly, složky, které oko nedokáže rozlišit díky jeho anatomii – „ostrost“ barev může být omezena frekvenčně. Např. jemné struktury v obraze (detaily, vysokofrekvenční složky obrazu) vs. hrubé struktury v obraze (obrysy, nízkofrekvenční složky obrazu).
6 FEKT Vysokého učení technického v Brně V MPEG kompresi jsou provedeny následující kroky k dosažení datové redukce: • 8 b kvantizace místo 10 b (irelevance) • Vynechání horizontální a vertikální synchronizace (redundance) • Redukce barevného rozlišení ve vertikálním směru – 4:2:0 (irelevance) • Diferenční pulsně kódová modulace DPCM pohyblivých snímků (redundance) • Diskrétní kosinova transformace DCT s následnou kvantizací (irelevance) • „Cik-cak“ čtení s následným kódováním s proměnnou délkou (redundance) • Huffmanovo kódování (redundance) 3.1.2 Redukce kvantování z 10 bitů na 8 bitů V analogové televizi má videosignál vážený poměr signál/šum více než 48 dB. Složky šumu jsou pak pro lidské oko nepostřehnutelné. V digitální televizi je při 8 bitovém rozlišení složek YCBCR kvantizační šum také pod hranicí vnímání zrakem. 10 bitové rozlišení se používá pouze při přenosu v televizních studiích. Redukce datového toku z 10 bitů na 8 bitů ve srovnání s ITU-BT.R601 znamená redukci o 20 % (na 216 Mbit/s), avšak jedná se o redukci irelevance a původní signál nemůže být obnoven na přijímací straně. Odpovídající šumový poměr S/N se sníží a kvantizační šum se zvýší o cca 12 dB. Obr. 3.2: Horizontální a vertikální zatemnění obrazu [2]. Obr. 3.3: Vzorkovací formáty 4:4:4, 4:2:2 a 4:2:0 [2].
- Page 1 and 2: FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKA
- Page 3 and 4: Digitální televizní systémy (MD
- Page 5 and 6: Digitální televizní systémy (MD
- Page 7 and 8: Digitální televizní systémy (MD
- Page 9 and 10: Digitální televizní systémy (MD
- Page 11 and 12: Digitální televizní systémy (MD
- Page 13 and 14: Digitální televizní systémy (MD
- Page 15 and 16: 2 FEKT Vysokého učení technické
- Page 17 and 18: 4 FEKT Vysokého učení technické
- Page 19 and 20: 6 FEKT Vysokého učení technické
- Page 21 and 22: 8 FEKT Vysokého učení technické
- Page 23 and 24: 10 FEKT Vysokého učení technick
- Page 25 and 26: 12 FEKT Vysokého učení technick
- Page 27 and 28: 2 FEKT Vysokého učení technické
- Page 29: 4 FEKT Vysokého učení technické
- Page 33 and 34: 8 FEKT Vysokého učení technické
- Page 35 and 36: 10 FEKT Vysokého učení technick
- Page 37 and 38: 12 FEKT Vysokého učení technick
- Page 39 and 40: 14 FEKT Vysokého učení technick
- Page 41 and 42: 16 FEKT Vysokého učení technick
- Page 43 and 44: 18 FEKT Vysokého učení technick
- Page 45 and 46: 20 FEKT Vysokého učení technick
- Page 47 and 48: 22 FEKT Vysokého učení technick
- Page 49 and 50: 24 FEKT Vysokého učení technick
- Page 51 and 52: 2 FEKT Vysokého učení technické
- Page 53 and 54: 4 FEKT Vysokého učení technické
- Page 55 and 56: 6 FEKT Vysokého učení technické
- Page 57 and 58: 8 FEKT Vysokého učení technické
- Page 59 and 60: 10 FEKT Vysokého učení technick
- Page 61 and 62: 12 FEKT Vysokého učení technick
- Page 63 and 64: 14 FEKT Vysokého učení technick
- Page 65 and 66: 16 FEKT Vysokého učení technick
- Page 67 and 68: 18 FEKT Vysokého učení technick
- Page 69 and 70: 20 FEKT Vysokého učení technick
- Page 71 and 72: 22 FEKT Vysokého učení technick
- Page 73 and 74: 24 FEKT Vysokého učení technick
- Page 75 and 76: 26 FEKT Vysokého učení technick
- Page 77 and 78: 2 FEKT Vysokého učení technické
- Page 79 and 80: 4 FEKT Vysokého učení technické
Digitální televizní systémy (<strong>MDTV</strong>) - přednáška 3 5<br />
3 Zdrojové kódování digitálních obrazových a zvukových<br />
signálů<br />
Cílem kapitoly je seznámit studenty se základními principy MPEG komprimace<br />
videa, MPEG profily a úrovněmi, blokovým diagramem kodéru a dekodéru pro MPEG-<br />
2, škálovatelností datového toku v MPEG-2, strukturou Video ES (Video Elementary<br />
Stream), základními principy MPEG komprimace audia a srovnáním standardů pro<br />
kompresi digitálního videa.<br />
3.1 Základní principy komprese videa MPEG<br />
Datový tok SDTV digitálního videa má rychlost 270 Mbit/s. Tento datový tok je příliš<br />
velký pro vysílání a proto musí komprimován na (2 – 6) Mbit/s s vysokým kompresním<br />
poměrem (viz obr. 3.1), který je možný díky vysoké redukci redundance (bez ztráty<br />
informace) a irelevance (se ztrátou informace).<br />
3.1.1 Datová redukce<br />
Obr. 3.1: Příklad kompresních poměrů [1].<br />
Redundance = nadbytečnost<br />
Informace se opakuje v datovém toku několikrát, nenese žádný obsah a je beze ztráty<br />
obnovitelná v přijímači. Např. Morseova abeceda, kódování s proměnnou délkou slova,<br />
Huffmannovo kódování.<br />
Irelevance = zbytečnost<br />
Informace není vnímatelná lidskými smysly, složky, které oko nedokáže rozlišit díky<br />
jeho anatomii – „ostrost“ barev může být omezena frekvenčně. Např. jemné struktury<br />
v obraze (detaily, vysokofrekvenční složky obrazu) vs. hrubé struktury v obraze (obrysy,<br />
nízkofrekvenční složky obrazu).
Change language