Все телеканалы и радиостанции мира, информационные каналы, обзор телевизионных каналов

IP-телевидение в GPRS/EDGE - сетях, основанное на потоковом вещании, имеет следующие недостатки:

- низкое качество принимаемого изображения;

- большое потребление трафика;

- обрывы при приёме в движущемся транспорте и др. [1, 2].

Существующие методы сжатия и основанные на них форматы - компромисс между соотношением качества выводимого на экран изображения и общим размером видеофайла. На экране мобильного устройства за счёт его размеров качество полученного изображения, при всей его размытости, можно считать удовлетворительным, но на экранах больших размеров его недостатки становятся хорошо видны: изображение приобретает мозаичную структуру и теряет четкость [3].

Потоковые медиаформаты позволяют одновременную загрузку и просмотр данных и используют проприетарные стандарты сжатия WMV (Windows Media Video) и RealVideo, разработанные на основе стандартов сжатия видео Н.263 и Н.264.

Наиболее популярны в мобильных сетях потоковые медиаформаты 3GP, MP4 и RealMedia, применяющиеся для организации потокового вещания и в мобильном IP-телевидении.

Приведём, например, основные характеристики формата 3GP [4]:

- видео: битрейт неограничен, кодек Н.263, максимальная частота кадров - 15 к/с, размер картинки 128х96 или 176х144;

- аудио: максимальный битрейт 12.2 кбит/с, кодек AMR-NB (очень редко AMR-WB до 23,86 кбит/с с 16 кГц), частота дискретизации 8 кГц, моно.

Изначально стандарт Н.263 предназначался для видеоконференций в сетях ATM и по широкополосным каналам.

Стандарт Н.264 предназначен, в частности, для кодирования и декодирования видеопотоков в реальном времени для мобильных устройств.

В стандартах Н.263 и Н.264 одиночные (Intra) кадры сжимаются алгоритмами JPEG и JPEG-2000, соответственно.

Одиночные кадры – это реалистичные изображения, требующие для хранения информации о цвете 3 байта на пиксель, что обеспечивает 16 млн. оттенков. Известно, что такие изображения имеют большую цветовую избыточность. Это отрицательно сказывается на скорости их обработки (кодирования/декодирования) и увеличивает объём трафика. Скорость декодирования особенно важна для мобильного IP-телевидения, учитывая невысокие вычислительные ресурсы и относительно небольшие объёмы оперативной памяти мобильных устройств.

Для оптимизации стандартов Н.263 и Н.264 предлагается новый подход, основанный на предварительном уменьшении цветовой избыточности с помощью разработанного алгоритма квантования цвета. Этот алгоритм позволяет адаптивно уменьшать цветовую палитру с сохранением хорошего качества визуального восприятия. При этом количество оттенков цветности может изменяться, в зависимости от цветовых характеристик исходного изображения в диапазоне от нескольких десятков цветов до максимум 256.

Для того чтобы использовать уменьшение цветовой избыточности необходимо перекодировать изображение.

Закодированное изображение представляет собой файл, содержащий заголовок и основную часть. Заголовок содержит полученную в результате квантования палитру. Она представляется в виде пар: трехбайтное значение цвета и его номер в палитре. Основная часть содержит цвета точек изображения, закодированные соответствующими номерами из заголовка. При этом каждый номер в основной части занимает уже один байт, а не три как в исходном изображении.

Таким образом, для хранения атрибута цвета пикселя потребуется максимум 1 байт, а объём файла, по сравнению с исходным, уменьшится в три раза. Следует ожидать, что в этом случае степень сжатия будет увеличиваться в три раза.

Применение алгоритмов сжатия JPEG и JPEG-2000 к квантованному изображению по степени сжатия практически ничем не отличалось от сжатия исходного изображения.

В отличие от квантованного изображения с 24 битным атрибутом цветности пикселя перекодированный файл содержит много последовательностей 8 битных когерентных данных, вследствие того, что большие области изображения теперь имеют одинаковый цвет. Это, в свою очередь, позволяет достигнуть высокой степени последующего сжатия без потерь данного файла. Возникает необходимость в разработке специальной схемы сжатия, использующей как простые алгоритмы сжатия, например, RLE, LZW, так и более сложные, например, Хаффмана, арифметическое кодирование, либо их комбинации.

Предложенный подход позволяет сохранить хорошее качество передаваемых видеоданных при уменьшении их объёма и увеличении скорости воспроизведения.