رمزگذاری ویدئو - تحمل بیشتر بسته بندی بسته

رمزگذاری ویدئو - تحمل بیشتر بسته بندی بسته

جریان ویدئو H.264 فعلی (غیر سلسله مراتبی) از لحاظ فشرده سازی داده بسیار بالغ است و در هنگام فشرده سازی داده ها از تمامی روش های آموخته شده از کتاب ها استفاده می شود. یکی از مهمترین موارد، ارسال افزایش است. اطلاعات اگر یک قاب تصویر ویدئویی فقط بر اساس قاب قبلی تغییر یافته باشد، پس هنگام انتقال تصویر از قاب، انتقال اطلاعات که تغییر نکرده است، ضروری نیست. کدک تنها اطلاعات تکمیلی را ارسال می کند و گیرنده را مطلع می کند: "این پیکسل ها چنین تغییراتی را انجام داده اند در حالی که پیکسل های دیگر باقی می مانند." به این ترتیب، اطلاعات منتقل شده بسیار کمتر از اطلاعات منتقل شده توسط تصویر کل قاب است، به طوری که اثر فشرده سازی بسیار بهبود یافته است.

با این حال، هنگامی که شبکه از دست دادن بسته، ضعف این روش انتقال اطلاعات افزایشی برجسته می شود. هنگامی که یک بسته از دست رفته است، پایان دریافت نمی تواند آخرین اطلاعات تغییر در قاب تصویر ویدئویی بدست آورد، به همین دلیل تصویر ویدئویی یک خطای جزئی دارد. هنگامی که بسته بعدی رسیده است، تصویر خود را بر اساس اطلاعات اشتباه ساخته شده است، بنابراین کیفیت تصویر حتی بدتر است. در پاسخ به این مشکل، کدک کنونی یک روش انتقال اطلاعات کامل قاب تصویر را از زمان به زمان استفاده می کند. هنگامی که یک بسته از دست رفته اتفاق می افتد، گیرنده می تواند درخواست برای به روز رسانی یک قاب کامل از تصویر برای سرعت بخشیدن به روند پیرایش. با این حال، این باعث تاخیر کل شبکه می شود، به علاوه زمان پردازش داخلی کدک، نتیجه واضح است.

همچنین برخی از فروشندگان استفاده می کنند که الگوریتم های تصحیح خطا (FEC) را برای حل این مشکل استفاده می کنند. FEC یک نوع الگوریتم کد گذاری بلوک است که دقت را با ایجاد اطلاعات بیش از حد و انتقال اطلاعات اضافی همراه با جریان بسته اولیه بهبود می بخشد. این اطلاعات بیش از حد می تواند کمک به بازسازی بسته های از دست رفته در شبکه با توجه به اطلاعات صحیح و اطلاعات کافی باشد. این روش به نظر می رسد خوب است، اما البته هزینه آن کمی است. از آنجا که کدک همچنین نیاز به ارسال اطلاعات بیش از حد دارد، پهنای باند مورد نیاز برای شبکه بر این اساس افزایش می یابد. بعضی از کدک ها با استفاده از فداکاری پهنای باند اختصاص داده شده به ویدیو، پهنای باند انتقال پهنای باند (ویدیو plus FEC overhead) را تضمین می کنند. بدیهی است، این به کیفیت جریان ویدئو منجر خواهد شد. علاوه بر این، در الگوریتم FEC، قبل از انتقال کد FEC، یک بسته داده باید ایجاد شود و کد FEC باید محاسبه شود. در پایان دریافت، یک بسته داده ها و اطلاعات بیش از حد باید جمع آوری شود تا بسته داده های از دست رفته بازسازی شود، که به ناچار افزایش تأخیر را افزایش می دهد. افزایش تاخیر، تعامل ارتباطات ویدئویی را کاهش می دهد و دشواری مکالمه دو طرفه را افزایش می دهد.

بنابراین، چه می تواند SVC این مشکل را حل کند؟ ما می دانیم که SVC تصاویر ویدئویی را از طریق یک لایه پایه و یک یا چند لایه ارتقاء ایجاد می کند که در بسته های داده های مختلف در شبکه حمل می شود، تاثیر از دست دادن بسته های اطلاعات پایه لایه و نتیجه کدگذاری غیر سلسله مراتبی. این سازگار است، اما تأثیر از دست دادن بسته های لایه افزایشی بسیار کوچکتر است. از آنجایی که لایه افزایشی بر اساس لایه پایه به جای تصویر فریم جلو است، از دست دادن بسته لایه افزایش تنها باعث تشدید موقت و کاهش سرعت فریم می شود بدون اینکه بر معماری اولیه تصویر ویدئویی تأثیر بگذارد.

کد FEC می تواند اطلاعات لایه پایه جریان جریان ویدئو SVC را همانند برنامه نویسی سلسله مراتبی محافظت کند. در ارتباط ویدئویی SVC با الزامات با وضوح پایین تر، استفاده از کد FEC نیز دارای محدودیت ها، هزینه های سربار و مشکلات تاخیر از کم پهنای باند برنامه نویسی سلسله مراتبی است. در مورد الزامات پهنای باند بالا، تفاوت بین تکنیک های کد گذاری ویدئویی چند مرحله ای و غیر قابل لمس بسیار واضح است. این به این دلیل است که در لایه پایه فقط سربار وجود دارد، اما نه در لایه ارتقاء. به عنوان مثال، اگر کد FEC مجموعی هزینه 20٪ را اضافه کند و لایه پایه تنها 25٪ از پهنای باند کل ارتباطات تصویری را اشغال می کند، یعنی در کدگذاری ویدئویی لایه ای، کد FEC فقط 5٪ از ارتباط کلی ویدئو پهنای باند، در حالی که FEC کدهای 20٪ از پهنای باند کل را در برنامه نویسی ویدئویی غیر لایه دار اشغال می کند.

بنابراین، مزایای استفاده از تکنولوژی لایه بندی ویدئو در اینجا در ترکیب از معماری جریان ویدئو لایه بندی شده و حفاظت FEC لایه پایه منعکس شده است. برای تماس های کم پهنای باند، اثرات به دست آمده توسط برنامه های ویدئویی لایه بندی شده و کد گذاری ویدئویی غیر لایه ای مشابه هستند. با این حال، در تماسهای با پهنای باند، برنامه نویسی تصویری لایه بندی شده می تواند ویدیو با کیفیت بالاتری را در یک شبکه فراهم کند که آسان است بسته ها را رها کند و نیاز به حفاظت کمتری نسبت به برنامه های ویدئویی غیر لایه دار داشته باشد.