Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció Forrás kódolás Feladat: -az információ tömörítése.

Az előadások a következő témára: "Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció Forrás kódolás Feladat: -az információ tömörítése."— Előadás másolata:

1 Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció Forrás kódolás Feladat: -az információ tömörítése

2 Kommunikációs Rendszerek Amit továbbítani akarunkAdó Vevő a látott képet a hallott hangot ??? A két végpont: --- a valóságot leképező emberi érzékelés --- a megjelenítésre rendelkezésre álló eszköz

3 Kommunikációs Rendszerek szempontok Eltérő típusú, összefüggő információk (hang, kép..) –Az „összecsomagolás” szükségszerű (közös csatorna miatt) Időben kötött megjelenítés –időosztás feloldási, szinkronizálási mechanizmus kell Számos műsor és készülék előállító kompatibilitása –Szabványosított megoldások H.261, H.263, H.264 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21

4 Kommunikációs Rendszerek MPEG stream

5 Kommunikációs Rendszerek közös Fejlődés –Kódolási technika, hatékonyság –skálázhatóság –Modell Kódoló –dekódoló –Aszimetrikus –Szabvány kötöttség az adatfolyamra –Többféle megoldás (szintek, profilok, stb)

6 Kommunikációs Rendszerek A videó tömörítés fejlődése

7 Kommunikációs Rendszerek mennyi Egy frame aktív tartomány (CCIR 601) tömörítetlen bit ráta –720 pixel x 576 sor 25 frame/sec. –Y, U és V színmélységet 8 bitre választva 4:2:2 esetén –720 x 576 x 25 x 8 + 360 x 576 x 25 x ( 8 + 8 ) = 166 Mbit/s 4:2:0 esetén –720 x 576 x 25 x 8 + 360 x 288 x 25 x ( 8 + 8 ) = 124 Mbit/s MPEG-2 kódolással tömörítve, 4:2:0 esetben a videó adatfolyam bit rátája 3-15 Mbit/s-ra csökkenthető.

8 Kommunikációs Rendszerek MPEG áttekintés MPEG-1: Video CD és MP3 MPEG-2: Digital TV, Set Top Box, DVD. MPEG-4: Internet multimédia, mobil, DivX MPEG-7: Multimedia Content Description Interface MPEG-21: Multimedia Framework

9 Kommunikációs Rendszerek MPEG modellek Pixel alapú ábrázolás Objektum alapú ábrázolás Szemantikára alapozott ábrázolás MPEG-1 MPEG-2 MPEG-4 MPEG-7 Objektum formálás és követés Objektum tulajdonságok kinyerése

10 Kommunikációs Rendszerek MPEG-1 MPEG-1 fő jellemzői –CD-ROM -> 1,5 Mbit/s átviteli sebesség –352x288/25 PAL (352x240/30 NTSC) felbontás (~VHS) –egyfélképes technika MPEG-1 jellemző felhasználók: –Video CD –MP3

11 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2 MPEG-2 fő jellemzői –a digitális műsorszórás számára kidolgozott szabvány. –720x576/25 PAL (704x480/30 NTSC) felbontás (is) –kétfélképes technika MPEG-1 jellemző felhasználók: –DVD –Set Top Box –Digital TV

12 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2 Minek egy másik szabvány? –támogatja a magasabb bit rátákat pl, 80-100 Mbit/s HDTV lehetséges a SIF 1.15 Mbit/s helyett –Sokkal több alkalmazás tudja használni. –A kódolási szabvány egy sima eljárás helyett eszköz készletet tartalmaz. A váltott soros és a progresszív félképeket is kezeli Különféle színkódolási módok lehetségesek 4:2:2, 4:2:0, 4:4:4 Rugalmas kvantálási beállítások, egyes képek szintjén is állítható. Skálázható adatfolyamok Megadható profilok és szintek

13 Kommunikációs Rendszerek Profil és szint Az MPEG-2 videó tömörítés mértéke választható Az un. „Profil” előre definiált eszközök készlete és ezek konfigurációi. A „Szint” (Level) a kódolási paraméterek felső határait definiálja.

14 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2 szintek LOW (alacsony) – 352 x 288 pel, 30 f/s, 4Mb/s Main (közép) – 720 x 576 pel, 30 f/s, 15Mb/s High 1440 –1440 x 1152 pel, 60 f/s, 60Mb/s High (magas) –1920 x 1152 pel, 60 f/s, 80 Mb/s

15 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2 profilok Simple (egyszerű) –A legegyszerűbb, nincs B típusú frame Main (közép) –Nem skálázható, váltott félképet kezelő, véletlen hozzáférést biztosító kódolás SNR skálázható –Mint Main, azon felül a 2 réteg SNR skálázható Térbeli (spatial) skálázható –SNR skálázhatóhoz hasonló, azon felül a 2 réteg térbelileg skálázható High (magas) –előzőhöz hasonló, a 3 réteg térbel és SNR skálázhatósággal, 4:2:2 kódolással 4:2:2 –Mint Main, csak 4:2:2 kódolással

16 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2: Profilok és szintek Levels Profiles SNR 4:2:0 Spatial 4:2:0 High 4:2:0;4:2:2 Multiview 4:2:0 High Enhancement1920 X 1151/60 Lower960 X 576/301920 X 1151/60 Bitrate100, 80,25130, 50, 80 High-1440 Enhancement1440 X 1152/60 1920 X 1152/60 Lower720 X 576/30 1920 X 1152/60 Bitrate60, 40, 1580, 60, 20100, 40, 60 Main Enhancement720 X 576/30 Lower352 X 288/30720 X 576/30 Bitrate15, 1020, 15, 425, 10, 15 Low Enhancement352 X 288/30 Lower352 X 288/30 Bitrate4, 38, 4, 4

17 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2: Stream Az MPEG szabványok az adatfolyamok (Stream) leírásán alapulnak. Az MPEG-2 három féle Stream-et különböztet meg –Packetized Elementary Stream  az audió- vagy videó adatfolyam ( Paket-ekre bontva) –Program Stream  „Programok“ PES formába kódolva, multiplexelve –Transport Stream

18 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2: Stream Transport StreamProgram Stream-ek Elemi Stream-ek

19 Kommunikációs Rendszerek MPEG-2 Stream

20 Kommunikációs Rendszerek MPEG transport packet Pédla: DVB-S MPEG-TS 188 Byte 184 Byte hasznos információ + 4 Byte fejléc 188 Byte hosszú transport packet+ 16 Byte Reed Solomon (RS) kód Átszövés után bit stream is then interleaved and konvoluciós kódolás, választhatóan 1/2 – től 7/8 szintig. Az eredő digitális bit stream-et Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) modulálják.

21 Kommunikációs Rendszerek MPEG transport stream

22 Kommunikációs Rendszerek DVB rendszerek

23 Kommunikációs Rendszerek STB séma