5.4.12. Зигзагообразное сканирование матрицы дкп

До квантования матрица ДКП каждого блока переводится в последователь­ную форму путем сканирования по зигзагообразному пути, начиная с верхне­го левого элемента (постоянной составляющей), как показано на рис. 5.19. Для блока, показанного на рис. 5.18, результат сканирования будет следую­щим: 315, 2, -4, -2, -3, -1, -2, -2 -3, 0, 2, 0, 0 и 1. Оставшиеся коэффициенты можно не учитывать, поскольку они равны нулю и поэтому не содержат информации.

Конец блока обозначается специальным кодом (ЕОВ – and of block), который присоединяется к последовательности коэффициентов в конце сканирования. Иногда среди последовательности нулей может встре­титься существенный коэффициент; в этом случае используется другой спе­циальный код для обозначения длинной последовательности нулей.

Рис. 5.19. Зигзагообразное сканирование

5.4.13. Квантование с переменной длиной

Квантование коэффициентов ДКП не носит линейного характера. На прак­тике используется энтропийное кодирование. В способе энтропийного ко­дирования каждому коэффициенту присваивается индивидуальный уровень квантования в соответствии с его положением в матрице. Каждому коэффи­циенту присваивается весовой, или масштабный, множитель для указания его относительной значимости. Самый высокий уровень квантования при­сваивается верхнему левому элементу матрицы, который представляет по­стоянную составляющую. Коэффициент постоянной составляющей кодиру­ется с наивысшим уровнем точности, поскольку видимость шумов максимальна на низкочастотной видеоинформации. Высокочастотная информа­ция может допускать более высокий уровень ошибок квантования, поэтому ей присваиваются более низкие уровни квантования.

Рис. 5.20. Квантование с переменной длиной

Весовые (масштабные) множители квантования затем модифицируются, чтобы учесть битовую скорость на выходе процессора ДКП. Если имеется гру­бая деталь изображения и большинство коэффициентов ДКП равны или близ­ки к нулю, т. е. несущественны, процессор ДКП формирует короткую строку коэффициентов, что приводит к минимальным требованиям к битовой скоро­сти и полосе. Однако блок с более тонкими деталями изображения будет пред­ставляться длинной строкой коэффициентов и поэтому более высокими тре­бованиями к битовой скорости и полосе, которые могут выйти за установлен­ные границы. Чтобы избежать этого, используется кодирование с переменной длиной (рис. 5.20). Такое кодирование обеспечивает динамическое измене­ние весовых коэффициентов квантования в зависимости от битовой скорости, возникающей в самом процессоре ДКП. Квантованные биты поступают сна­чала в буферную память, а затем передаются с постоянной скоростью в коди­рующее устройство передачи. Если битовая скорость увеличивается и буфер начинает переполняться, то запускается блок управления битовой скоростью, уровень квантования уменьшается и битовая скорость данных снижается. Другими словами, выходная битовая скорость поддерживается постоянной.

5.4.14. Сравнение векторов

Действительное число битов, требуемое для представления каждого отсчета, можно дополнительно уменьшить, используя кодированные двоичные по­следовательности, такие, например, как при неравномерном кодировании или векторном кодировании. При неравномерном кодировании укорачива­ются длинные последовательности одинаковых чисел, например последова­тельность 3, 3, 3, 3, 3, 3 заменяется на 6, 3 (число 3, повторенное шесть раз). Векторное кодирование является разновидностью кодирования с предсказа­нием, при котором квантованная группа пикселов, например матрица 8×8, представляется кодовым вектором. Вектор, математически представляющий блок пикселов, сравнивается с набором векторов, заранее загруженных в ПЗУ. Выбирается вектор с наилучшим соответствием, который и передается должным образом. На приемной стороне переданный вектор вновь преобра­зуется в первоначальный блок на основе таблицы преобразования, которая содержит тот же набор векторов и соответствующие им изображения.