Wie funktioniert MPEG4-Kompression?

Question

Kann jemand auf einfache Art und Weise klar erklären, wie MPEG4 arbeitet, Daten zu komprimieren. Ich bin meistens in Video interessiert. Ich weiß, gibt es verschiedene Standards oder Teile davon. Ich bin nur für die vorherrschenden Gesamtkomprimierungsverfahren, wenn es eine mit MPEG-4 ist.

Answer 1

MPEG-4 ist ein großer Standard, und viele Techniken verwendet die hohen Kompressionsraten zu erreichen, die es in der Lage ist.

Generell Videokompression betrifft werfen so viele Informationen wie möglich entfernt, während eine minimale Wirkung auf das Seherlebnis für den Endbenutzer. Zum Beispiel unterabgetasteten YUV anstelle von RGB schneidet die Video-Größe in der Hälfte sofort. Dies ist möglich, da das menschliche Auge weniger empfindlich auf Farbe ist, als es ist die Helligkeit. In YUV, ist der Y-Wert der Helligkeit und die U- und V-Werte repräsentieren Farbe. Daher können Sie einen Teil der Farbinformationen, die reduziert die Dateigröße, ohne den Betrachter zu bemerken keinen Unterschied wegzuwerfen.

Danach werden die meisten Kompressionstechniken nutzen 2 Entlassungen im Besonderen. Die erste ist, zeitliche Redundanz und die zweite räumliche Redundanz.

Zeitliche Redundanz stellt fest, dass aufeinanderfolgende Rahmen in einer Videosequenz sehr ähnlich ist. Typischerweise würde ein Video in der Größenordnung von 20 bis 30 Bildern pro Sekunde sein, und Änderungen nicht viel in 1/30 einer Sekunde. Nehmen Sie eine DVD und Pause es, dann bewegen sie auf einem Rahmen und beachten Sie, wie ähnlich die zwei Bilder sind. Anstatt also jeden Frame unabhängig kodiert, MPEG-4 (und andere Komprimierungsstandards) codieren nur die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern (mit Bewegungsschätzung den Unterschied zwischen den Bildern zu finden)

Räumliche Redundanz nutzt die Tatsache, dass die Farbe verteilt auf Bilder im allgemeinen dazu neigt, ziemlich niedrige Frequenz zu sein. Damit meine ich, dass benachbarte Pixel ähnliche Farben zu neigen. Zum Beispiel in einem Bild von Ihnen einen roten Pullover trägt, alle Pixel, die Ihren Jumper darstellen würde sehr ähnliche Farbe haben. Es ist möglich, die DCT zu verwenden, um die Pixelwerte in den Frequenzraum zu verwandeln, wo einige Hochfrequenzinformationen weggeworfen werden können. Dann, wenn die umgekehrte DCT (während der Decodierung) durchgeführt wird, ist das Bild jetzt ohne die weggeworfenen Hochfrequenzinformationen.

Um die Auswirkungen der Wegwerfen Hochfrequenzinformationen, offene MS zu sehen malen und eine Reihe zeichnen sich überlappender horizontalen und vertikalen schwarzen Linien. Speichern Sie das Bild als JPEG (die auch DCT für die Kompression verwendet). Vergrößern nun auf dem Muster in Beachten Sie, wie die Ränder der Linien nicht so scharf sind mehr und sind irgendwie verschwommen. Dies liegt daran, dass einige Hochfrequenzinformationen (der Übergang von Schwarz zu Weiß) werden während der Kompression weggeworfen worden. Lesen Sie dies für eine Erklärung mit schönen Bildern

Für weitere Lesung, dieses Buchs ist recht gut, wenn auch ein wenig schwer auf der Mathematik.

Answer 2

Wie bei jedem anderen gängigen Video-Codec verwendet MPEG4 eine Variation von diskreten Cosinus-Transformation und einem Vielzahl von Bewegungskompensationstechniken (die Sie als bewegungs Vorhersage denken kann, wenn das hilft), die die Datenmenge, die für nachfolgende Rahmen reduzieren. Diese Seite hat einen Überblick darüber, was mit dem Flugzeug MPEG4 gemacht wird.

Es ist nicht völlig unähnlich zu den Techniken, die von JPEG.

Answer 3

MPEG4 eine Vielzahl von Techniken verwendet Video zu komprimieren.

Wenn Sie bereits nicht auf wikipedia sieht, wäre dies eine gute Ausgangspunkt .

Es gibt auch diese Artikel aus der IEEE denen erklärt diese Techniken im Detail.

Answer 4

Scharfe Kanten DO sicherlich hohe Frequenzen enthalten. Reduzierung oder Beseitigung von hohen Frequenzen reduziert die Schärfe der Kanten. Feine Details mit scharfen Kanten werden mit Hochfrequenzentfernung entfernt - keit 2 kleine Objekte zu lösen ist mit hohen Frequenzen entfernt -. Dann sehen Sie nur ein