Viertelpixelbewegung - Wikipedia

Viertelpixelbewegung (auch bekannt als Q-pel-Bewegung oder Qpel-Bewegung ) bezieht sich auf die Verwendung eines Viertels des Abstands zwischen Pixeln (oder Luma) Abtastpositionen) als Bewegungsvektorgenauigkeit für die Bewegungsschätzung und Bewegungskompensation in Videokompressionsverfahren. Es wird in vielen modernen Videocodierungsformaten wie MPEG-4 ASP, H.264 / AVC und HEVC verwendet. Bewegungsvektoren mit höherer Genauigkeit erfordern zwar mehr Bits für die Codierung, sie können jedoch insgesamt zu einer insgesamt effizienteren Kompression führen, indem sie die Qualität des Vorhersagesignals erhöhen.

Operation [ edit ]

Videocodierungs-Softwareprodukte wie Xvid, 3ivx und DivX Pro Codec, die auf der MPEG-4-Spezifikation basieren, verwenden Algorithmen für die Bewegungsschätzung signifikant Videokomprimierung verbessern. Das Standardauflösungsniveau für die Bewegungsschätzung für die meisten MPEG-4-ASP-Implementierungen beträgt ein halbes Pixel, obwohl ein Viertelpixel unter dem Standard angegeben ist. H.264-Decoder unterstützen immer die Bewegung von Viertelpixeln. Die Auflösung von Viertelpixeln kann die Qualität des Videoprädiktionssignals im Vergleich zur Auflösung von halben Pixeln verbessern, obwohl die Verbesserung möglicherweise nicht immer ausreicht, um die erhöhten Bitkosten des Bewegungsvektors mit Viertelpixelgenauigkeit auszugleichen; Zusätzliche Techniken wie die Rate-Distortion-Optimierung, die sowohl die Qualität als auch die Bit-Kosten berücksichtigt, werden verwendet, um die Effektivität der Viertel-Pixel-Bewegungsschätzung signifikant zu verbessern.

Interpolationsmethoden [ edit ]

Die Viertelpixel-Bewegungskompensation wird ähnlich wie bei einem halben Pixel durch Interpolation erreicht. In verschiedenen Designs werden verschiedene spezifische Schemata verwendet:

• VC-1 verwendet bikubische Interpolation.
• H.264 / AVC verwendet einen 6-Tap-Filter für die Halbpixel-Interpolation und dann die einfache lineare Interpolation, um die Viertelpixelgenauigkeit der Halbpixeldaten zu erreichen.
• HEVC verwendet trennbare 7-Tap- oder 8-Tap-Filterung.

Hardware-Kompatibilität in MPEG-4 ASP [ edit ]

Videos, die mit Bewegungsvektoren mit Viertel-Pixel-Präzision codiert sind, benötigen bis zu zweimal so viel Rechenleistung zu kodieren und 30-60% mehr Rechenleistung zu dekodieren. Um eine breitere Hardwarekompatibilität zu ermöglichen, ist Qpel daher in den Standard-DivX-Kodierungsprofilen deaktiviert. Mit neueren Standalone-Playern, die komplexere Formate wie VC-1 und H.264 unterstützen, ist die Unterstützung von Qpel im MPEG-4-ASP jedoch gebräuchlicher geworden.

Videoformate, die eine Viertel-Pixel-Bewegungskompensation unterstützen [ edit