Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0163

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0163
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"
Название доклада
Разработка программных и технических средств компрессии видео и звуковой информации для передачи по каналам с ограниченной пропускной способностью.
Докладчик
Баскаков Александр Ильич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель проекта - создание высокоэффективных программно-аппаратных средств цифрового кодирования звуковой и видеоинформации.
Задачи проекта:
1. разработка видеокодека по стандарту H.265/HEVC;
2. разработка аудиокодека по стандарту MPEG-4 HE-AAC;
3. разработка видеокодека на базе многоканальной вейвлет-декомпозиции изображений.
Данное ПНИ является составной частью комплексного проекта ПНИЭР по теме: «Разработка программных и технических средств для эфирных видеоинформационных систем вещания и связи массового и специального применения с использованием ограниченного частотного ресурса» (шифр 2015-14-582-0068).
Актуальность и новизна исследования
Компрессия видео и звука позволяет передавать мультимедийные данные по каналам с ограниченной пропускной способностью при сохранении приемлемого качества воспроизведения информации. Повышение эффективности компрессии позволяет снижать требования к пропускной способности каналов связи и повышать качество воспроизводимой информации. В этом направлении проводятся исследования и разработки как в России, так и в мире. Прогресс в этой области позволил разработать такие передовые стандарты компрессии видео и звука, как H.265/HEVC и MPEG-4 HE-AAC, для которых существуют программные и аппаратные решения.
В то же время существующие решения не являются оптимальными как с точки зрения используемых алгоритмов, так и с точки зрения требуемой производительности оборудования.
Работа в рамках ПНИ позволит:
- разработать оригинальные (способные к правовой охране) алгоритмы обработки видео и звуковой информации, которые позволят в рамках существующих стандартов H.265/HEVC и MPEG-4 HE-AAC повысить эффективность компрессии;
- разработать видеокодер, основанный на применении оригинальной многоканальной вейвлет-декомпозиции.
Описание исследования

Разработка собственных оптимизированных алгоритмов компрессии осуществлется на основе анализа недостатка существующих и возможностей применения совокупности современных математических методов обработки графической информации.
Для этого был выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему эффективной компрессии видео и звука.
Предварительный анализ показал, что возможные пути решения задач ПНИ состоят в разработке и экспериментальном исследовании:
- алгоритмов оптимального и субоптимального выбора параметров различных режимов видеокодирования в рамках стандарта H.265/HEVC, включая параметры внутрикадрового и межкадрового кодирования, анализа движения, квантования и статистического кодирования;
- алгоритмов многоканальной вейвлет-декомпозиции кадров видео для применения при видеокомпрессии;
- алгоритмов кодирования звуковых сигналов в рамках стандарта HE-AAC, включая алгоритмы психоакустической звуковой модели, алгоритмы квантования, алгоритмы статистического кодирования.
Эти направления исследований позволили получить новые научные результаты, которые обеспечили выполнение поставленных задач.

Результаты исследования

1. Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по теме ПНИ.

2. Проведены патентные исследования.

3. Проведены теоретические исследования по проблемам кодирования и декодирования видео и звуковой информации.

4. Разработаны макеты кодера и декодера видео по стандарту H.265/HEVC.

5. Разработаны макеты кодера и декодера звука по стандартам MPEG-4 HE-AAC и MPEG-Surround.

6. Разработаны макеты кодера и декодера видео на основе вейвлет-декомпозиции изображений.

7. Разработаны технические описания, программы и методики испытаний и протоколы экспериментальных исследований разработанных макетов кодеков видео и звука.

8. Подана заявка на патент.

Разработанные макеты кодеков видео по стандарту H.265/HEVC и звука по стандартам MPEG-4 HE-AAC и MPEG-Surround в результате исследовательских испытаний показали результаты на уровне лучших мировых образцов. Разработанный кодек видео на базе многоканального вейвлет-разложения изображений является уникальным и работает существенно лучше других кодеков, основанных на вейвлет-декомпозиции.

Практическая значимость исследования
Компрессия видео и звука позволяет передавать мультимедийные данные по каналам с ограниченной пропускной способностью при сохранении приемлемого качества воспроизведения информации. Повышение эффективности компрессии позволяет снижать требования к пропускной способности каналов связи и повышать качество воспроизводимой информации.
На основе макетов кодеков, разработанных в результате ПНИ, должны быть сознаны экспериментальные образцы программно-аппаратных устройств кодирования и декодирования мультимедийной информации. Эти устройства будут использоваться в системах цифрового вещания и связи в рамках комплексного проекта ПНИЭР. В частности, заинтересованность в этом проявило некоммерческое партнерство поддержки регионального телевидения «Объединение региональных телекомпаний», готовое использовать разрабатываемую технологию более чем в 90 городах России.