Kompressionsartefakt

Ein Kompressionsartefakt ist das Ergebnis einer aggressiven Datenkomprimierungsschema zu einem Bild, Audio oder Video, das einige weniger wichtige Daten aus der Gesamtgehalt entfernt angelegt, die aber unangenehm und für den Benutzer sichtbar ist. Die Artefakte in den Daten zeitabhängig oder zeitabhängig, wie beispielsweise Audio oder Video sind häufig das Ergebnis von Fehlern bei der zugrunde liegenden Datenkompression mit Verlusten.

Technisch ist ein Kompressions Artefakt eine bestimmte Klasse von Fehlern auf den Daten, die oft das Ergebnis der Quantisierung in den Kompressionsdaten mit Verlusten.

Kompressionsartefakte sichtbar in vielen Medien weit verbreitet, wie in DVDs und auch in den gängigen Dateiformaten für Computer als JPEG, MP3 oder MPEG. Die durchschnittlichen unkomprimierten unterliegen keiner Komprimierungsartefakte.

Kompressionsartefakten in der Bildcodierungs

Bei Verwendung der diskreten Cosinus-Transformation für die Blockcodierung, wie in der Bilder in dem JPEG-Format ist es möglich, das Auftreten von verschiedenen Arten von Artefakten, wie beispielsweise eine Kontur in der einheitlichen Feldern eine Kantenrauschen entlang gekrümmter Linien und Kanten, und / oder ein Schachbretteffekt in den Regionen mehr "dicht".

Wenn Sie mit einem codierten Voraussage in den Filmen, wie in der MPEG-1 Kompressionsartefakte sind in der Regel für mehrere Generationen von dekomprimiert Rahmen sichtbar bleiben, was zu dem Auftreten eines Effekts "Malen", als ob das Bild durch den Pinsel gemalt eine unsichtbare Künstler.

Bei Verwendung eines Bewegungsvorhersagecodierung, wie in der MPEG-2 oder MPEG-4, neigen Kompressionsartefakte mit dem Schiebe optischen Bildes zu bewegen, so dass eine besondere Wirkung, in dem der Schmutz scheint zusammen mit den Objekten in der Szene bewegen .

Fehler im Datenstrom können Fehler so groß Quantisierungsfehler verursachen, oder Flussanalyse vollständig zu stoppen für einen kurzen Zeitraum, was zu einem Auseinanderbrechen des Bildes. Wo gab es in den Datenstrom bereits schwere Fehler, ist es nicht ungewöhnlich, dass der Decoder weiterhin Effekte anwenden "Malerei" schlechtes Image, die Schaffung einer "Geisterbild".

Um den Gang der Kompressionsartefakte zu stoppen, senden Sie viele Systeme gelegentlich eine ganze Druckrahmen ohne Voraussage, in der Regel zu Beginn eines Schnittes und anschließend in regelmäßigen Zeitabständen.

MPEG-Codierung der Bilder, werden diese als "I-Frame", in dem "I" steht für "Intraframe-Komprimierung" bekannt.

Verringerung der Artefakte auf den Bildern

Es wurden mehrere Ansätze zum Reduzieren der Auswirkungen der Kompression auf die Abbildungen, vorgeschlagen worden, aber für die Verwendung mit Standardtechniken der Komprimierung / Dekomprimierung und Aufrechterhaltung der Vorteile der Kompression, viele dieser Methoden konzentrieren sich auf die "post processing", das heißt, in der Ausarbeitung der Phasenbilder Empfangen und Anzeigen. Keine dieser Techniken bei der Nachbearbeitung ist gezeigt worden, wirksam zu sein in allen Situationen und folglich wurde keine Technik breite Akzeptanz erreicht; auch einige Techniken umgesetzt und in proprietären Systemen verwendet. Viele Bildbearbeitungssoftware, die beispielsweise proprietären Algorithmen zum Reduzieren JPEG-Artefakte in ihnen enthalten sind.

Kompressionsartefakte in Audiokodierungs-

Eine Technik ist, eine niedrigere Bitrate Resampling Audiodaten verwendet. Durch Verringern der Abtastfrequenz, sind die höheren Frequenzen entfernt, um das Abtasttheorem von Nyquist-Shannon erfüllen. Wenn das Antialiasing-Filter nicht richtig arbeitet, gibt es eine Verzerrung oder digital Aliasing in Form von nicht-harmonischen Frequenzen reflektiert um die Nyquist-Frequenz. = 21,25 kHz. Generell outputF NF = x 2 - inputF). Dies kann subtil sein, aber höhere Verzerrung ähnlich Ringmodulation zu suchen. Verringern der Datenmenge für jede Probe aufgenommen wurden, können einen Verlust von Details und der Dynamikbereich von Tönen führen. Der Qualitätsverlust bei beiden Verfahren werden während der Aufnahme einheitlich sein.

Eine andere Technik ist, zu versuchen, zu entfernen Klänge, die das menschliche Ohr typischerweise nicht wahrnehmen können. Wenn eine Person kann den Unterschied nicht sagen, werden die resultierenden Daten einfacher sein. Zum Beispiel ist das menschliche Ohr typischerweise nicht in der Lage, einen schwachen Ton gleichzeitig auf eine Schall ähnlich, aber von größerer Intensität wahrnimmt. Eine verlustbehaftete Kompressionstechnik können diesen Ton schwach zu identifizieren und versuchen, es zu entfernen. Da kein Algorithmus ist perfekt und andere Kompromisse können angewendet werden, um zusätzliche Daten zu eliminieren, um die Datenrate, die in einigen Fällen die Beseitigung von wahrnehmbaren Geräusche zu reduzieren. Aber da diese Geräusche sind jedoch theoretisch schwer zu erkennen, wird das Ergebnis in der Regel von gesunder abgeflacht oder "verunreinigt".

Viele Systeme versuchen, die Reihe von Audio-Abtastwerten mit anderen Darstellungen zu ersetzen. Normalerweise werden diese Darstellungen erleichtern die versuchen, zu beseitigen Sounds unhörbar und damit zu erleichtern, um die Daten zu komprimieren, mit traditionellen Techniken der verlustfreie Komprimierung. Eine übliche Technik ist es, die Audiodaten als die Summe einer Reihe von Sinuswellen darstellen. Die Darstellung kann nicht perfekt sein; im Austausch für eine einfachere Beschreibung der komprimierten Klang kann die Genauigkeit geopfert werden.

Viele komprimierte Audio bemühen, eine Datenrate von Referenz, üblicherweise in Datenbits pro Sekunde Audio ausgedrückt aufrechtzuerhalten. Bei der Verwendung einer konstanten Datenrate, werden die einfachen Teile der Aufnahme leicht komprimiert werden unter Beachtung der Datenrate der Referenz; die resultierende Wiedergabe wird sehr ähnlich wie das Original. Wie Sie komplexere Abschnitte aufnehmen, wird das System gezwungen, die Qualität, die Datenrate Set treffen ernst zu verringern; die resultierenden Wiedergabe zeigen mehr Artefakte. Viele Drucksysteme unterstützen Variable Bit Rate Encoding, das die Datenrate des Referenz ändert jedoch versuchen, konstant die Wiedergabequalität zu halten.

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