×
10.05.2018
218.016.401c

Способ кодирования и декодирования видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении быстродействия и точности цифрового кодирования и декодирования видеоинформации. Способ кодирования и декодирования видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости заключается в поэтапной обработке поступающей информации, на первом этапе информацию принимают и преобразуют, на втором этапе преобразованную информацию разводят по разным процессорам и дальнейшую обработку осуществляют путем параллельного вычисления, на каждом процессоре используют индивидуальные функции кодирования и декодирования, разбивают информацию на блоки и затем кодируют одновременно группы элементов, причем перед кодированием осуществляют преобразование видеоинформации путем оптимального и субоптимального выбора параметров различных режимов видеокодирования в рамках стандарта H.265/HEVC, причем одновременно подвергают оптимизации параметры квантования, внутрикадрового кодирования, межкадрового кодирования, параметры анализа движения и статистического кодирования, а также при обработке видеоинформации и кодировании используют варьируемые режимы кодирования с пространственным предсказанием и режим группового кодирования. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологиям радиосвязи и предназначено для повышения эффективности компрессии при кодировании видеосигналов в рамках стандарта H.265/HEVC

Известны способы эффективного кодирования/декодирования видеоизображений, в рамках стандарта H.265/HEVC, позволяющие сократить объемы передаваемой информации.

Так в [пат. RU №2509435, МПК H04N 7/24, опубл. 10.01.2014] предлагается способ кодирования и декодирования видеосигналов, техническим результатом которого является повышение эффективности кодирования изображений с высоким разрешением за счет определения глубины блока кодирования и рабочего режима средства кодирования, в соответствии с характеристиками данных изображения. Указанный способ заключается в разделении видеоданных текущего видеокадра на максимальные блоки кодирования, определении кодированной глубины для каждого блока, вывод результата кодирования посредством дополнительного кодирования разделенной области максимального блока кодирования в соответствии с рабочим режимом инструментального средства кодирования, вывод битового потока, содержащего кодированные видеоданные глубины.

Недостатками данного способа являются недостаточное сокращение объема передаваемой информации, низкая эффективность взаимной корреляции между цветовыми каналами, которая предусматривает цветовое преобразование каналов и получение четырех полноразмерных расширенных матриц, что усложняет технологичность процесса.

В [пат. RU №2514091, МПК H04N 19/91, опубл. 27.04.2014] предлагается способ кодирования и декодирования видеосигналов, технический результат которого заключается в повышении эффективности кодирования и декодирования битового потока видеоинформации за счет разделения кадра на слои, к которым применяются независимые приемы энтропийного кодирования. Разделение на энтропийные слои произвольно. При декодировании энтропийные слои декодируются независимо. Недостаткам способа является неоднозначность декодированного сигнала, возникающая при различном подходе к разделению информации на слои.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ, описанный в [пат. US №2014269934, МПК H04N 19/39, опубл. 18.09.2014], в котором для кодирования и декодирования видеопотока используется многоядерный процессор, рассматривающий при обработке поступающий видеопоток как макроконструкцию. На первом этапе информация принимается и преобразуется. На втором этапе преобразованная информация разводится по разным процессорам, и дальнейшая обработка осуществляется путем параллельного вычисления. Такая многослойная обработка позволяет на каждом процессоре использовать индивидуальный способ обработки и соответственно использовать индивидуальные функции кодирования и декодирования. На основе обработки ряда последовательных байтов потока данных выбирается функция кодирования и принимается макроблочная структура разбиения кадра для последующей обработки. Первый кадр видеопоследовательности кодируется с использованием только внутрикадрового предсказания. Для всех остальных кадров последовательности и между точками произвольного доступа при кодировании большинства блоков используются различные режимы межкадрового кодирования с временным предсказанием.

Недостатком указанного способа является низкое быстродействие, так как возникает необходимость многократной обработки данных, что не позволяет его использовать в режиме реального времени.

Технической задачей способа является повышение эффективности компрессии при сохранении повышенной устойчивости к потерям данных, получение удобной интеграции в транспортные сети и системы.

Технический результат способа заключается в повышении быстродействия и точности цифрового кодирования и декодирования видеоинформации по стандарту H.265/HEVC, использующего оптимальный и субоптимальный выбор параметров различных режимов кодирования.

Это достигается тем, что известный способ кодирования и декодирования видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости заключается в поэтапной обработке поступающей информации, на первом этапе информацию принимают и преобразуют, на втором этапе преобразованную информацию разводят по разным процессорам и дальнейшую обработку осуществляют путем параллельного вычисления, на каждом процессоре используют индивидуальные функции кодирования и декодирования, разбивают информацию на блоки и затем кодируют одновременно группы элементов, перед кодированием осуществляют преобразование видеоинформации путем оптимального и субоптимального выбора параметров различных режимов видеокодирования в рамках стандарта H.265/HEVC, причем одновременно подвергают оптимизации параметры квантования, внутрикадрового кодирования, межкадрового кодирования, параметры анализа движения и статистического кодирования, а также при обработке видеоинформации и кодировании используют варьируемые режимы кодирования с пространственным предсказанием и режим группового кодирования, при этом выбор параметров межкадрового кодирования устанавливают динамично, разбиение на блоки проводят, используя динамичные контекстные структуры, выбранные из набора доступных моделей, зависящих от статистики ранее закодированных символов, в видеопотоке проводят сжатие значений параметров по разности информации между соседними кадрами, используя динамические окна оценки движения и параметр компенсации движения, позволяющий проводить кодирование с дробным шагом.

Результатом способа также является возможность дополнительного снижения кадровой скорости и/или разрешения кадров на время быстрого изменения содержания сцены, что позволяет реализовывать дополнительную предварительную фильтрацию при декодировании в зависимости от уровня шумов в изображении.

Способ кодирования и декодирования видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости реализуется следующим образом.

На первом этапе проводят покадровый прием видеоинформации в виде последовательного цифрового потока, определяют параметры потока и выбирают режимы видеокодирования в рамках стандарта H.265/HEVC, при этом проводят оптимизацию и субоптимальный выбор параметров видеокодирования, что достигается динамическим варьированием параметров:

1) квантования,

2) внутрикадрового кодирования,

3) межкадрового кодирования,

4) анализа межкадрового движения,

5) статистического кодирования.

Далее последовательный цифровой поток преобразуют в соответствии с оптимизированными параметрами.

На втором этапе проводят кодирование видеоинформации с оптимизированными параметрами:

- используют режимы кодирования с пространственным предсказанием и групповым кодированием;

- при групповом кодировании видеоизображения используют методики разбиения информации на блоки с последующим кодированием одновременно группы элементов, для ограничения снижения качества восстанавливаемого изображения. Рассматривают различные комбинации макроблочной структуры - 16×16, 32×32;

- дополнительно вводят параметр кодера длины группы кадров (GOP), значение которого при выборе параметров межкадрового кодирования устанавливают динамично, что позволяет проводить анализ и компенсацию движения в видеопотоке;

- кодирование проводят методами адаптивного двоичного арифметического кодирования с применением контекстных моделей, обеспечивающих высокую эффективность кодирования разных синтаксических элементов с различными статистическими свойствами. Контекстную модель выбирают из набора доступных моделей, зависящих от статистики недавно закодированных (предыдущих) символов.

- далее решают задачу уменьшения избыточности информации в видеопотоке, для этого используют оригинальный подход, учитывающий проведение операций сжатия значений по разности между соседними кадрами и динамические окна оценки движения;

- при этом используют два размера для окон оценки движения - 64×64 и 128×128 и для компенсации движения вводят дополнительный параметр межкадрового кодирования, позволяющий проводить кодирование с дробным шагом.

В таблице приведен перечень настраиваемых параметров внутрикадрового и межкадрового кодирования, анализа движения, квантования и статистического кодирования.

Особенности способа кодирования/декодирования состоят в том, что:

- выбор режимов кодирования и кодирование видеоинформации предваряется оптимизацией и субоптимальным выбором параметров видеокодирования, что предполагает динамическое варьирование параметров;

- кодирование преобразованной и оптимизированной видеоинформации проводят с использованием адаптивных методов и режимов кодирования с пространственным предсказанием и групповым кодированием;

- выбор параметров межкадрового кодирования устанавливают динамично, что позволяет проводить анализ и компенсацию движения в видеопотоке;

- при групповом кодировании видеоизображения проводят разбиение информации на блоки и кодирование блоков осуществляют с применением контекстных моделей, обеспечивающих высокую эффективность кодирования разных синтаксических элементов с различными статистическими свойствами;

- кодирование и преобразования проводят с использованием архитектуры параллельной обработки;

- уменьшение избыточности информации в видеопотоке проводят, используя операции сжатия значений по разности информации между соседними кадрами, использующей динамические окна оценки движения и параметр компенсации движения с возможностью дробного кодирования шага - в половину и в четверть пикселя;

- декодированные изображения подвергают дополнительной постобработке

с использованием адаптивной фильтрации и нелинейного преобразования, предназначенного для частичной компенсации потерь, обусловленных квантованием спектральных коэффициентов;

Сущность изобретения поясняется характеристиками макетов кодера и декодера, созданных на основе разработанного способа кодирования видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости по стандарту H.265/HEVC.

Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели макетов кодера и декодера:

- диапазон битовых скоростей - от 256 до 8192 кбит/с;

- кадровая скорость - 25 кадров/с;

- пиковое отношение сигнал/шум (PSNR) восстановленных изображений - не ниже 38 дБ при скорости выходного битового потока для видеоформата 352×288 - не более 0,5 Мбит/с, для видеоформата 704×576 - не более 1,5 Мбит/с, для видеоформата 1280×720 - не более 3 Мбит/с, для видеоформата 1920×1080 - не более 5,5 Мбит/с.

Макет кодера видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости по стандарту H.265/HEVC предназначен для сжатия цифрового потока видеоинформации и обеспечивает следующие технические характеристики:

- стандарт кодирования - ITU-T Recommendation H.265/ISO/IEC 23008-2 MPEG-H HEVC;

- диапазон битовых скоростей - от 256 до 8192 кбит/с;

- разрешение видео - от 352x288 до 1920×1080 пикселов;

- кадровая скорость - 25 кадров/с;

- скорость выходного битового потока кодированных тестовых видеопоследовательностей при пиковом отношении сигнал/шум (PSNR) восстановленных изображений не ниже 38 дБ должна быть:

- для видеоформата 352×288 - не более 0,5 Мбит/с;

- для видеоформата 704×576 - не более 1,5 Мбит/с;

- для видеоформата 1280×720 - не более 3 Мбит/с;

- для видеоформата 1920×1080 - не более 5,5 Мбит/с;

- кодирование в реальном времени;

- выходной интерфейс - Ethernet.

Макет декодера предназначен для декодирования цифрового потока видеоинформации, закодированной по стандарту H.265/HEVC, и обеспечивает следующие технические характеристики:

- стандарт входного потока - ITU-T Recommendation

H.265/IS(MEC 23008-2 MPEG-H HEVC;

- диапазон битовых скоростей входного потока - от 256 до 8192 кбит/с;

- разрешение декодированного видео - от 352×288 до 1920×1080 пикселов;

- кадровая скорость декодированного видео - 25 кадров/с;

- декодирование двух битовых потоков одновременно в реальном времени;

- входной интерфейс - Ethernet.

Способ кодирования/декодирования видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости апробирован на разработанных макетах кодера и декодера, которые прошли успешные испытания, подтвердившие на практике технико-эксплуатационные показатели.

Разработанный способ и испытанные в составе макетов кодера и декодера алгоритмы оптимального и субоптимального выбора параметров различных режимов видеокодирования в рамках стандарта H.265/HEVC предназначен для использования при разработке и изготовлении экспериментальных образцов устройств кодирования видеоинформации для систем передачи мультимедийной информации реального времени при сохранении приемлемого качества воспроизведения информации.

Способ кодирования и декодирования видеоинформации пониженной, стандартной и высокой четкости, заключающийся в поэтапной обработке поступающей информации, на первом этапе информацию принимают и преобразуют, на втором этапе преобразованную информацию разводят по разным процессорам и дальнейшую обработку осуществляют путем параллельного вычисления, на каждом процессоре используют индивидуальные функции кодирования и декодирования, разбивают информацию на блоки и затем кодируют одновременно группы элементов, отличающийся тем, что перед кодированием осуществляют преобразование видеоинформации путем оптимального и субоптимального выбора параметров различных режимов видеокодирования в рамках стандарта H.265/HEVC, причем одновременно подвергают оптимизации параметры квантования, внутрикадрового кодирования, межкадрового кодирования, параметры анализа движения и статистического кодирования, а также при обработке видеоинформации и кодировании используют варьируемые режимы кодирования с пространственным предсказанием и режим группового кодирования, при этом выбор параметров межкадрового кодирования устанавливают динамично, разбиение на блоки проводят, используя динамичные контекстные структуры, выбранные из набора доступных моделей, зависящих от статистики ранее закодированных символов, в видеопотоке проводят сжатие значений параметров по разности информации между соседними кадрами, используя динамические окна оценки движения и параметр компенсации движения, позволяющий проводить кодирование с дробным шагом.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 208.
10.09.2015
№216.013.7894

Способ изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды

Изобретение относится к способу изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды, включающему приготовление формующего раствора диафрагмы, нанесение формующего раствора на подложку, изготовление диафрагмы методом фазовой инверсии и формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562457
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.10.2015
№216.013.83b4

Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического разложения воды

Изобретение относится к технологии изготовления нетканых диафрагменных материалов на основе волокон полимера с внедренными по поверхности частицами гидрофильного наполнителя для электролизеров воды с щелочным электролитом. Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565319
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.10.2015
№216.013.8881

Пылеугольная топка

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах с прямым вдуванием угольной пыли. Пылеугольная топка содержит экранированные прямоугольную вертикальную камеру сгорания 1 и двускатную холодную воронку 2, шлаковый комод 3, установленные по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566548
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.12.2015
№216.013.9cf0

Устройство для токарной обработки некруглых деталей

Устройство относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей, выполняемой по бескопирной технологии, в условиях колебания скорости вращения детали. Технический результат - повышение точности формообразования в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571801
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a0cb

Устройство для управления вентильно-индукторным электроприводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе станков, гибридного и электрического транспорта, установок общепромышленного назначения. Техническим результатом является повышение надежности устройства. Устройство управления предусматривает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572805
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.04.2016
№216.015.2e6a

Способ электропитания генератора озона поверхностного разряда

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для экономии электроэнергии и повышения надежности генераторов озона барьерно-поверхностного разряда. Технический результат - повышение эффективности использования электроэнергии и уменьшение потребляемой мощности озонатора от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579354
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.05.2016
№216.015.4023

Микроканальный теплообменник

Изобретение относится к теплообменной технике и может использоваться в микроканальных теплообменниках. Микроканальный теплообменник состоит из жесткого корпуса, содержащего теплообменную матрицу, образованную из спаянных между собой тонких гладких теплопроводных пластин одинаковой конструкции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584081
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.08.2016
№216.015.4a79

Гель-полимерный электролит для литиевых источников тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока, а также суперконденсаторов. Повышение удельной электрической проводимости гель-полимерного электролита, обеспечение его химической и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594763
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4cd4

Энергоустановка с электрохимическим генератором на основе водородно-кислородных топливных элементов

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения электрической энергии как в стационарных установках, так и на транспорте, а также при производстве и эксплуатации энергоустановок. Повышение эффективности работы энергоустановки с электрохимическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594895
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d93

Установка для нанесения покрытий на поверхности деталей

Изобретение относится к установке для нанесения покрытий на поверхности деталей. Внутри корпуса вакуумной камеры установлен, по меньшей мере, один источник распыляемого материала, выполненный в виде N магнетронов, где N - целое число и N>1, и ионный источник. Внутри корпуса камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595187
Дата охранного документа: 20.08.2016
Показаны записи 1-10 из 11.
10.02.2014
№216.012.9f7c

Способ субпиксельного контроля и слежения за перемещением удаленного объекта

Изобретение относится к оптическим методам контроля и слежения за смещением координат контрольных точек удаленных объектов. Согласно способу оптический канал наблюдения реализуют в виде последовательно расположенных по оптической оси узла точечного источника, установленного на контрольной точке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506536
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.04.2014
№216.012.bd15

Способ моделирования поиска подвижных абонентов на сетях связи

Изобретение относится к области моделирования сетей связи. Техническим результатом является повышение достоверности оценки моделируемых процессов функционирования и состояний динамически перемещающихся абонентов сетей связи относительно реально функционирующих (существующих) в реальном масштабе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514144
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.09.2014
№216.012.f7af

Способ умерения бортовой качки судна посредством пассивного успокоителя бортовой качки и пассивный успокоитель бортовой качки судна

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для умерения бортовой качки судов, обладающих относительно высокой остойчивостью (например, катамаранов) на короткопериодном волнении. Способ умерения бортовой качки судна осуществляется посредством пассивного успокоителя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529244
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.02.2015
№216.013.2616

Способ сжатия графического файла фрактальным методом с использованием кольцевой классификации сегментов

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в сокращении времени сжатия графического файла фрактальным методом. Способ сжатия графического файла фрактальным методом с использованием кольцевой классификации сегментов, в котором графический файл разбивают на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541203
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.04.2015
№216.013.3ade

Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, с учетом мощности пикселей домена

Изобретение относится к стеганографии. Техническим результатом является обеспечение возможности скрытой передачи конфиденциальных данных, используя контейнер, представленный в виде фрактально сжатого изображения. Способ включает этапы формирования вектора параметров сжатия изображения, ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546558
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.08.2015
№216.013.6e37

Способ поиска цифрового изображения, содержащего цифровой водяной знак

Изобретение относится к способу поиска цифровых изображений, содержащих цифровой водяной знак. Техническим результатом является обеспечение работы способа в условиях отсутствия априорных сведений о законе встраивания цифрового водяного знака, а также низкий уровень вероятности ложной тревоги....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559773
Дата охранного документа: 10.08.2015
13.01.2017
№217.015.89e4

Способ встраивания информации в графический файл, сжатый фрактальным методом

Изобретение относится к области стеганографии, а именно к способам встраивания сообщения в цифровое изображение. Техническим результатом является обеспечение возможности скрытой передачи конфиденциальных данных, используя контейнер, представленный в виде фрактально сжатого изображения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602670
Дата охранного документа: 20.11.2016
26.08.2017
№217.015.d7ac

Способ формирования маскирующей помехи для защиты речевой информации

Изобретение относится к области защиты информации. Техническим результатом изобретения является снижение уровня мощности маскирующей помехи при сохранении уровня эффективности защиты речевой информации от несанкционированного прослушивания. Способ формирования маскирующей помехи для защиты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622631
Дата охранного документа: 16.06.2017
09.08.2018
№218.016.7925

Способ поиска подобных файлов, размещённых на устройствах хранения данных

Изобретение относится к вычислительной технике для поиска информации. Технический результат заключается в повышении эффективности поиска подобных файлов. Технический результат достигается за счет сравнения, которое происходит с подгруппой ранее обработанных файлов, при этом для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663474
Дата охранного документа: 06.08.2018
21.02.2019
№219.016.c549

Способ распознавания контента сжатых неподвижных графических сообщений в формате jpeg

Изобретение относится к области распознавания данных. Технический результат − сокращение времени обработки сжатого НГС в формате JPEG за счет уменьшения количества операций и обеспечение правильного распознавания контента. Способ распознавания сжатого неподвижного графического сообщения основан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680358
Дата охранного документа: 19.02.2019
+ добавить свой РИД