Сравнение Motion Wavelets с MPEG-4<< К обзору информацииВ данной статье проводится сравнение алгоритма Motion Wavelets, разработанного фирмой IDM, с MPEG-4. В качестве видео кодека для сравнения выбран один из наиболее мощных в настоящее время кодеков DivX, в основе которого лежит модифицированный алгоритм сжатия MPEG-4. Была использована самая современная версия DivX-5 Pro, включающая такие компоненты, как двунаправленная компенсация движения c B-кадрами, точность компенсации движения до 1/4 пиксела и глобальная компенсация движения. Согласно заявлению фирмы DivX, версия 5 Pro опережает на 41% по сжатию принятый в настоящее время стандарт MPEG-4. Поэтому именно этот алгоритм был выбран для сравнения с Motion Wavelets. Для адекватного сравнения исходный качественный и достаточно динамический видео материал [1] был сжат до одинакового размера кодеком DivX и Motion Wavelets. Рассматривались 3 степени сжатия, которые можно условно характеризовать как «слабое сжатие» (искажения едва заметны), «среднее сжатие» (заметные искажения) и «сильное сжатие» (уже большие искажения). В каждом из случаев сравнивались два файла, полученные кодеками DivX и Motion Wavelets. Размер файлов (степень сжатия) были подобраны одинаковыми (с точностью порядка 1-2%). В обоих алгоритмах был выбран профиль сжатия с постоянным качеством (постоянный коэффициент квантования). Полученные файлы для каждого из 3 случаев сжатия можно закачать с нашего сайта для просмотра (для проигрывания потребуется драйверы MotionWavelets и DivX5Pro, а также драйвер MP3 для проигрывания звука). Для всех трех степеней сжатия визуально заметно, что алгоритм Motion Wavelets обеспечивает меньше искажений чем DivX. Для лучшей визуализации искажений имеет смысл проигрывать фильмы во весь экран (клавиши Alt+Enter в Media Player). Чтобы получить количественную сравнительную оценку будем использовать такой параметр как Пиковое Отношение Сигнал/Шум (PSNR), наиболее распространенный в мире для оценки различных алгоритмов компрессии видео. Для подсчета PSNR закодированные видеоматериалы декодировались обратно в AVI-файл (цветность RGB24), и декодированный материал сравнивался с исходным с помошью программы PSNR Checker, которая также представлена на нашем сайте (Рис.1) [2]. В левом и правом окне данной программы выводятся исходный и восстановленный сигнал видео, а в нижнем окне - разностный сигнал по яркостной компоненте (см. Рис.1), при этом подсчитывается среднее по кадрам отношение сигнал/шум. На Рис.2 приведены результаты количественного сравнения. Из графиков видно, что кодер Motion Wavelets выигрывает по качеству у DivX на 1-2 dB. Следует подчеркнуть, что кривая PSNR для Motion Wavelets имеет более крутой наклон. В реальности наибольший интерес представляет правая область диаграммы Рис 2, в которой искажения малозаметны (никому не интересно смотреть фильм с существенными искажениями)- в нашем сравнении это случаи слабого и среднего сжатия. В этой наиболее важной области параметров крутой наклон PSNR-кривой для Motion Wavelets обеспечивает значительный выигрыш по сравнению с DivX. Для количественного сравнения выигрыша по степени сжатия коэффициент сжатия кодеком DivX был подобран таким образом, чтобы значение PSNR совпадало со значением PSNR для Motion Wavelets (точка B на Рис.2). При равном качестве видео изображения по критерию PSNR размеры файлов DivX и Motion Wavelets (точка А на Рис2) отличаются в 1.7 раза. С нашего сайта можно также загрузить для просмотра файл divX, соответствующий точке B. Таким образом, основываясь на критерии качества по параметру PSNR, можно сделать оценку, что новый алгоритм компрессии Motion Wavelets обеспечивает примерно в 1.7 раза большее сжатие, чем DivX 5 Pro. 
 В точках A (Motion Wavelets) и B (DivX) обеспечивается равное качество видеоизображения (по критерию PSNR), при этом размер файла отличается в 1.7 раз. [1] - фрагмент фильма «Пятый элемент» высокого качества был взят с DVD диска с уменьшением разрешения вдвое, что уменьшает шум. [2] - При декодировании с помощью драйверов divX и Motion Wavelets возникает задержка на несколько кадров, и первый кадр повторяется несколько раз в начале фильма. Это является особенностью применения двунаправленной компенсации движения. Поэтому перед использованием программы PSNR Checker необходимо удалить первые 2 кадра (для divX) и первые 3 кадра для Motion Wavelets. В последнем случае (Motion Wavelets) первые кадры нужно удалять только в том случае, если при кодировании в настройках использовался профиль "для фильма". << К обзору информации |