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動画圧縮のしくみ
- 2. VLD 逆量子化 IDCT 動き補償
JPEGに似ている
› (注)かなり簡略しています
- 3. フレーム間で差分を取る
› 時間的に順方向だけでなく逆方向、両方向もあ
る。天野さんの資料参照
フレーム間で動きを検出する
› 動きベクトルの検索精度(範囲、正確性)が画質に
影響を与える
フレーム間で発生符号量を制御する
› ビットレート制御(CBR/VBR)
- 4. 動き予測 DCT 量子化 VLC
動き補償 IDCT 逆量子化
ちょっと複雑
› これでもかなり簡略化してあります
画質へのインパクトがある部分だけ後述
- 5. 動き予測 DCT 量子化 VLC
動き補償 IDCT 逆量子化
- 6. 動き予測 DCT 量子化 VLC
動き補償 IDCT 逆量子化
352 156 -55 42 7 -5 0 0 35 15 -5 40 0 0 0 0
134 -75 39 -10 4 -1 -3 0 13 -7 3 -1 0 0 0 0
80 -31 11 4 2 0 0 0 8 -3 1 0 0 0 0 0
28 15 -2 1 2 1 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0
17 2 -1 1 -1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3 1 -1 0 0 0 0 0 10で除算 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
- 7. 3,087 Bytes 166,063 Bytes
圧縮率が高い=量子化がんばりすぎ
ちなみにBitmap(24bit)だと 298,116 Bytes
- 8. フレーム内符号量割り当て
› 注視部分に多くのデータ量を割り当てる
画面中央部
ゆっくり移動する物体
フレーム間符号量割り当て
› ピクチャタイプごとに割り当てるデータ量を調
整する
キーフレームは多め
› VBRは調整の幅が広い
瞬間的なら多めに割り当てることが可能
- 9. MPEG2 4Mbps CBR
MPEG2 2Mbps CBR
MPEG2 2Mbps VBR
MPEG4AVC 2Mbps VBR
- 16. MPEG2より高画質な理由は、
› 可変ブロックサイズ
誤差の少ない動き予測が可能
› 周波数変換部が整数演算
Enc/Dec間で誤差がなくなる
› 参照フレームの選択
予測誤差の少ないフレームが選択できる
› 1/4画素予測
› イントラ予測
キーフレームもフレーム内予測を行い発生符号量削減
› 算術符号化
ハフマン符号化より演算量が多いが符号化効率が良い
› デブロッキングフィルタ
ブロックの境界を平滑化しノイズを抑制する
- 18. 同じ圧縮方式ならビットレートで画質が決まる
› MPEG2 2Mbps CBR < MPEG2 4Mbps CBR
符号量の割り当てを最適化することで画質が向
上する
› MPEG2 2Mbps CBR < MPEG2 2Mbps VBR
MPEG4AVCはBlu-rayが枯れる頃まで戦えそう
› MPEG2 4Mbps CBR ≒ MPEG4AVC 2Mbps VBR
つまり
- 22. bitrate
MPEG2
MPEG4
H.261 MPEG1
H.263
1990 1992 1994 1996 1999
- 23. H.261
› ISDN用TV電話向け
› メインターゲットはQCIF(176x144)、64kbps
H.263
› H.261より符号化効率を向上させた
半画素予測、PBフレーム、三次元VLC等
H.263 Ver.2
› H.263の拡張規格
- 24. MPEG(Moving Picture Experts Group)1
› 蓄積媒体に記録する用途向け
› メインターゲットはSIF(352x240)、1.5Mbps
› H.261より符号化効率、ランダムアクセス性の向上
Bピクチャ、GOP構造、半画素予測等
MPEG2
› インターレス画像を効率的に符号化する
フィールド構造、フィールド予測
› プロファイルとレベルによる複数のサブセットあり
MP@ML(DVD:720x480)
MP@HL(BS Digital:1920x1080)
- 25. MPEG4
› 超低ビットレートからスタジオレベルまでをカバー
› H.263のベースライン規格を包含する
› プロファイルとレベルによる複数のサブセットあり
› H.263を基に符号化効率、エラー耐性を向上
オブジェクト符号化、R-VLC等
- 26. シーケンス層 GOP GOP GOP GOP GOP
GOP層 I P B B P B B
スライス層
Y Y Cr Cb
マクロブロック層
Y Y