Obrazové kodeky

Odporúčanie H.261

Ak H.320 videokonferenčné zariadenie podporuje spracovanie pohyblivého obrazu, tak musí podporovať kódovanie obrazu podľa odporúčania ITU-T H.261. Ostatné obrazové kodeky môžu byť implementované v koncovom zariadení ale nie sú povinné.

H.261 kóduje jednotlivé snímky pohyblivého obrazu pomocou diskrétnej kosínusovej transformácie (DCT) v blokoch 8x8. Prvá snímka (tzv. INTRA-frame) je kódovaná presne podľa obrazového vstupu. V typických scénach je pravdepodobné, že po sebe nasledujúce snímky pohyblivého obrazu sú veľmi podobné, až na malé pohyby, posuvy objektov. Tieto zmeny sa veľmi efektívne kódujú pomocou pohybových vektorov vzhľadom na predchádzajúcu snímku (tzv. INTER mode). Cez kanál sa prenesie iba DCT kódovaný rozdiel medzi originálnym obrazom a obrazom vytvoreným pomocou pohybových vektorov.

H.261 podporuje 2 formáty obrazu: CIF (common intermediate format) a QCIF (quarter CIF). V odporúčaní H.320 je požadovaný iba formát QCIF, CIF vystupuje ako voliteľná možnosť.

Rozlíšenie formátu CIF je 352 x 288 obrazových prvkov nesúcich informáciu o jase (luminance). Farebná informácia je posielaná iba v polovičnom rozlíšení (t.j. 176 x 144), nakoľko ľudské oko je viac citlivé na svetelnú, než na farebnú informáciu. Používa sa známy pomer šírky a výšky obrazovky 4:3, presne ako v televíznych prijímačoch.

QCIF má rozlíšenie 176 x 144 bodov jasu. Používa taký istý pomer šírky a výšky ako CIF a aj taký istý spôsob prenášania farebnej informácie.

Tretí formát podporovaný H.261 je zvaný ANNEX D. Jedná sa o formát prenosu statických obrazov. Annex D používa rozlíšenie 704 x 576.

 

Odporúčanie H.262

Odporúčanie ITU-T H.262 špecifikuje kódovú reprezentáciu obrazovej informácie pre digitálnu obrazovú komunikáciu a digitálne záznamové média a zároveň špecifikuje kódovací proces. Reprezentácia podporuje prenos s variabilnou aj s konštantnou rýchlosťou, náhodný prístup, preskakovanie kanálov, škálovateľné dekódovanie, úpravu bitového toku a špeciálne funkcie ako rýchly dopredné a spätné prehrávanie, spomalené prehrávanie, pauzu a zastavenie obrazu.

Použitie tohto odporúčania umožňuje narábať s pohyblivým obrazom ako s formou digitálnych dát, ktoré môžu byť ukladané na rôznych médiách, prenášané prostredníctvom už existujúcich alebo budúcich sietí a distribuované prostredníctvom distribučných kanálov. Všeobecnosť odporúčania spočíva v tom, že pokrýva širokú škálu aplikácií, bitových rýchlostí, služieb.

 

Odporúčanie H.263

Odporúčanie H.263 špecifikuje kódovanie, ktoré sa používa na kompresiu pohyblivých obrázkov pre videokonferenčné služby na nízkych prenosových rýchlostiach. Základná konfigurácia obrazového kódovacieho algoritmu je založená na odporúčaní H.261. Obrazový kóder môže pracovať s piatimi štandardizovanými obrazovými formátmi: sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF a 16CIF. Môže tiež pracovať so širokým spektrom užívateľských obrazových formátov.

Dekóder má schopnosť kompenzácie obrazu, ktorá dovoľuje vhodné začlenenie tejto techniky do kódera. Pre kompenzáciu obrazu je používaná presnosť na polovičný pixel na rozdiel od odporúčania H.261, kde sa používa plná pixelová presnosť. Pre vysielané symboly sa používa variabilná šírka kódovania.

Okrem základného kódovacieho algoritmu pre kódovanie obrazu umožňuje 16 možných kódovacích volieb pre zlepšenie kompresného výkonu a podporu lepšieho vybavenia. Do bitového toku môžu byť vložené rozšírené doplnkové informácie pre zlepšenie zobrazovacích vlastností a pre externé použitie.

 

Odporúčanie H.263+

Odporúčanie ITU-T H.263+ je "vylepšenou" verziou odporúčania H.263. Výkonovo a kvalitatívne je porovnateľné s MPEG-4, špecializuje sa však na nižšie prenosové rýchlosti. Odporúčanie H.263+ využíva tie isté základné princípy kódovania obrazu ako H.261 a H.263, ale v porovnaní s H.263 ponúka 12 dodatočných režimov pre spracovanie obrazu. Tieto režimy vylepšujú kompresný pomer pri rovnakej kvalite obrazu, podporujú plynulú zmenu šírky pásma a používateľom definované rozlíšenia.

 

MPEG-1

Štandard MPEG-1 (Motion Picture Expert Group) bol vytvorený pre kódovanie pohyblivého obrazu s prenosovou rýchlosťou 1,2 - 2 Mbit/s a kompresným pomerom 100:1.

 

MPEG-2

Štandard MPEG-2 je rozšírením štandardu MPEG-1. Tak ako MPEG-1 používa algoritmus DCT na transformovanie blokov zložených z 8x8 bodov do kódov premenlivej dĺžky. Kóder MPEG-2 produkuje 3 typy rámcov: I-rámce (Intra frames), P-rámce (Predictive frames) a B-rámce (Bidirectional frames). V I-rámcoch sú kódované jednotlivé obrázky a v B,P-rámcoch len zmeny medzi danými obrázkami. Ide o tzv. medzi obrázkovú kompresiu.

Štandard MPEG-2 podporuje aj kompresiu zvukového signálu. MPEG-2 je asymetrická kompresná metóda, teda čas potrebný na kódovanie obrazového signálu je väčší, ako čas potrebný na jeho dekódovanie. Kompresný pomer je 30-100:1 a priemerná šírka pásma 4-60 Mbit/s.