1.4.4. Особенности архитектуры текущего поколения видеокодеков

Дальнейшие выводы о структуре современных кодеков являются исключительно моими личными предположениями, основанными на просмотре закодированных этими кодеками материалов, т.к. реальная архитектура многих кодеков является коммерческой тайной фирмы-разработчика.

Реал видео 9(RV9). Основой этого алгоритма сжатия скорее всего является простейший wavelet - Haar и высокоэффективный встроенный адаптивный постфильтр в петле обратной связи кодека. Так как частотная эффективность Haar-а как преобразования ниже, чем у стандартных кодеков с DCT 8x8, данный кодек, скорее всего, набирает эффективность сжатия за счет лучшего алгоритма компенсации движения (возможно, с минимальным размером блока 4x4) и соответствующего минимального размера блока, тип сжатия которого может переключаться между прямым и межкадровым. Надо отметить, что Haar как преобразование очень удобен для создания согласованных с ним постфильтров.

On2 VP6. Одной из основных особенностей данного кодека скорее всего является использование адаптивного предфильтра, встроенного в петлю обратной связи кодека, в сочетании с DCT 8x8. Предфильтр настроен таким образом, что отфильтровывает артефакты сжатия, оставшиеся от распаковки предыдущего кадра, уменьшая циркуляцию 'лишних' данных в петле обратной связи. Второй особенностью является высокоэффективный адаптивный постфильтр. Он хотя и вынесен за пределы петли обратной связи, но скорее всего в процессе кодирования вычисляются оптимальные параметры работы этого постфильтра для различных участков изображения, после чего эти параметры кодируются в выходной поток и используются декодером для оптимальной фильтрации выходного изображения.

Microsoft WMV9. Скорее всего представляет из себя сочетание DCT 8x8, встроенного в петлю обратной связи адаптивного постфильтра, и внешнего, не входящего в ядро кодека, адаптивного предфильтра.

Как и в других современных кодеках, адаптивный постфильтр уменьшает накопление ошибок в петле обратной связи, а предфильтр устраняет дополнительную избыточность входного изображения, в первую очередь шумы.

Необходимо подчеркнуть, что особенности перечисленных кодеков, естественно, не ограничиваются упомянутыми алгоритмами, но все сказанное выше иллюстрирует следующий вывод:

Несмотря на огромное количество разработанных частотно-полосных преобразований с перекрывающимися блоками, невозможность локальной адаптации подобных преобразований к параметрам сжатия, оптимальным на конкретном участке изображения, делает неэффективным и бессмысленным их применение для сжатия видео. Вместо этого в современных кодеках четко прослеживается тенденция сочетания частотно-полосного кодирования в виде набора не перекрывающихся локально адаптивных к параметрам изображения блоков и работающих с ними в связке адаптивных постфильтров и предфильтров, устраняющих артефакты сжатия и увеличивающих общую эффективность видеокодека.

При этом хочется особенно отметить, что дальнейший рост прямой эффективности сжатия возможен только при дальнейшем увеличении степени локальной адаптивности используемого алгоритма к параметрам сжимаемого изображения. Наиболее ярко эта тенденция прослеживается в новом стандарте H264, который вобрал в себя все лучшие наработки в области сжатия видео.