7.4.2. Субъективная производительность

В этом параграфе будет оцениваться субъективное качество видеопоследовательностей после кодирования и декодирования. Видеоклип «офис» (рис. 7.24) состоял из 200 кадров формата CIF 4:2:0 (см. описание форматов в гл. 2). Последовательность «офис» была отснята зафиксированной видеокамерой, поэтому движение на видеосцене порождалось исключительно перемещениями двух женщин. В отличие от этого видеофрагмента, видеоряд «травы» (рис. 7.25), состоявший также из 200 кадров CIF, был отснят ручной видеокамерой. На нем отображены сложные перемещения листьев и стеблей. Такие типы видеоданных особенно сложны для кодирования из-за большого количества мелких деталей, которые двигаются в кадре весьма хаотично. Для таких кадров бывает весьма непросто построить хорошие прогнозы компенсации движения.

Рис. 7.24. Офис: исходный кадр.

Рис. 7.25. Травы: исходный кадр.

Каждая последовательность была закодирована тремя кодеками, а именно MPEG-2 Video, простым профилем MPEG-4 и базовым профилем H.264 (в котором использовался только один снимок при компенсации движения). Во всех трех случаях первый кадр кодировался в виде I-снимка. Остальные кадры были закодированы в виде Р-снимков в MPEG-4 и Н.264, а в кодеке MPEG-2 они были закодированы смешанно в виде Р-снимков и В-снимков (в виде ряда ВВРВВР...). Последовательность "офис» кодировалась всеми тремя кодеками со средней скоростью 150 кбит/с, а «травы» на скорости 900 кбит/с.

Качество декодирования тремя кодеками весьма заметно отличается. Укрупненный кадр из последовательности «офис», кодированный и декодированный в MPEG-2 (рис. 7.26), демонстрирует большую блочность и потерю мелких деталей. Кадр простого профиля MPEG-4 (рис. 7.27) имеет заметно лучшее качество, однако на нем также можно обнаружить артефакты блочности и искажения типа звон. Кадр в Н.264 является лучшим из трех, и визуально он очень похож на исходный кадр (рис. 7.24). Важные детали, например лица девушек и гладкие области с непрерывными вариациями тонов, были сохранены, но тонкие текстуры (вроде направления волокон на деревянной поверхности стола и слабо прочерченные линии на стенах) были потеряны.

Рис. 7.26. Офис кодирование и декодирование MPEG-2.

Рис. 7.27. Офис: кодирование и декодирование MPEG-4, простой профиль.

Рис. 7.28. Офис: кодирование и декодирование MPEG-2

Рис. 7.29. Травы: кодирование и декодирование MPEG 2

Рис. 7.30. Травы: кодирование и декодирование MPEG-4, простой профиль.

Рис. 7.31. Травы: кодирование и декодирование Н.264, Базовый профиль.

Результаты по сжатию последовательности «травы» не столь однозначны. На скорости 900 кбит/с все три видеопоследовательности оказались сильно искаженными. Последовательность MPEG-2 (один ее укрупненный кадр приведен на рис. 7.29) имеет очень большую блочность, которая также весьма велика на последовательности MPEG-4 (рис. 7.30). На последовательности Н.264 (рис. 7.31) эти артефакты не столь явны, но все изображение сильно размыто за счет обработки деблокирующим фильтром. Если проигрывать видеоклипы на скорости 25 кадров/с, то последовательность «травы» в Н.264 будет смотреться заметно лучше двух других, однако видеоряд «офис» в Н.264 будет не столь заметно выделяться.

Эти примеры еще раз говорят о том, что производительность кодеков сильно меняется в зависимости от содержания видеоряда. Стандарты Н.264 и MPEG-4 демонстрируют высокую эффективность на относительно низких скоростях (150 кбит/с) при кодировании видеоклипа «офис», но они оба работают существенно хуже на высокой скорости (900 кбит/с) при обработке более сложной видеопоследовательности «травы».