В последние годы спрос на цифровую видеопродукцию значительно вырос.Некоторыми примерами популярных приложений являются видеосвязь, безопасность и наблюдение, промышленная автоматизация и, самое главное, развлечения, которые включают DVD, телевидение высокой четкости (HD), спутниковое телевидение, телевизионные приставки HD, потоковое видео через Интернет, цифровые камеры и т. Д. Видеокамеры высокого разрешения, музыкальные автоматы, высококачественные дисплеи (LCD, плазменные и DLP) и персональные видеомагнитофоны. Множество новых интересных приложений в настоящее время находятся в разработке или на раннем этапе развертывания. Например, HD-DVD (Blu-ray), цифровое видеовещание как на дом, так и на телефон через наземные или спутниковые каналы (DVB-T, DVB-H, DMB), видеотелефоны HD, цифровое кино и IP-приставки. .Конечные продукты также становятся все более мобильными и конвергентными в результате более высокой вычислительной мощности мобильных телефонов, достижений в технологии аккумуляторов и высокоскоростной беспроводной связи.

Сжатие видео является важным фактором для всех этих захватывающих новых видеопродуктов. Алгоритмы сжатия-декомпрессии (кодеков) позволяют хранить и передавать цифровое видео. Обычно кодеки являются либо отраслевыми стандартами, такими как MPEG-2, MPEG-4, H.264 / AVC и AVS, либо собственными алгоритмами, такими как On2, Real Video, Nancy и Windows Media Video (WMV).WMV является исключением, поскольку изначально это был собственный алгоритм Microsoft, который теперь также стандартизирован SMPTE как VC-1. В последнее десятилетие технология кодеков постоянно совершенствуется. Самые последние кодеки, H.264 / AVC и VC-1, представляют третье поколение технологии сжатия видео. Оба кодека способны сжимать очень высокие степени сжатия, используя доступную вычислительную мощность в недорогих ИС, таких как программируемые DSP и ASIC с фиксированной функцией. Однако выбор правильного кодека и оптимизация его реализации в реальном времени для конкретного приложения остается сложной задачей.Оптимальный дизайн должен заключаться в компромиссе между эффективностью сжатия и использованием доступной вычислительной мощности. Достижение оптимальной эффективности сжатия при ограниченной вычислительной мощности — сложная наука.

В этой статье мы сначала даем обзор ключевых концепций кодирования видео и описываем устаревшие стандарты сжатия. Далее мы сосредоточимся на возможностях кодеков последнего поколения, включая H.264 / AVC, WMV9 / VC-1 и AVS, и дадим понимание компромиссов сжатия и сложности, которые предлагает каждый из них.Наконец, мы обсуждаем реализации в реальном времени и ключевые тенденции в сегментах оконечного оборудования, которые могут повлиять на выбор между популярными видеокодеками.

Проблема сжатия видео
Основная проблема цифрового видео заключается в том, что необработанное или несжатое видео требует хранения или передачи большого количества данных. Например, видео стандартного разрешения NTSC обычно оцифровывается с разрешением 720 × 480 с использованием 4: 2: 2 YCrCb при 30 кадрах в секунду, что требует скорости передачи данных более 165 Мбит / с.Для хранения одного 90-минутного видео требуется более 110 ГБ или более чем в 25 раз больше, чем у стандартного DVD-R. Видео даже с более низким разрешением, такое как CIF (352 × 288 4: 2: 0 при 30 кадрах в секунду), которое часто используется в приложениях потокового видео, требует более 36,5 Мбит / с. Это во много раз больше, чем можно обеспечить в широкополосных сетях, таких как ADSL или 3G. Сегодня широкополосные сети обеспечивают стабильную пропускную способность от 1 до 10 Мбит / с. Ясно, что сжатие необходимо для хранения или передачи цифрового видео.

Основная цель сжатия видео — кодирование цифрового видео с использованием как можно меньшего количества битов при сохранении визуального качества. Кодеки основаны на математических принципах теории информации. Однако создание практических реализаций кодеков требует тонких компромиссов, которые превращаются в искусство.

Компромиссы сжатия
При выборе кодека в цифровой видеосистеме необходимо учитывать множество факторов. Наиболее важными из них являются требования к визуальному качеству для приложения, среда (скорость, задержка и характеристики ошибок) канала передачи или носителя и формат исходного контента.Также очень важны желаемое разрешение, целевой битрейт, глубина цвета, количество кадров в секунду и то, являются ли контент и / или отображение прогрессивными или чересстрочными.

Сжатие часто предполагает компромисс между требованиями к визуальному качеству и другими потребностями приложения. Во-первых, является ли хранилище приложений одно-, многоадресным, двусторонним или широковещательным? Какой объем памяти доступен для приложений хранения и какова продолжительность записи? Какова максимальная скорость передачи данных для приложений, не связанных с хранилищем? Какова допустимая задержка или допустимая сквозная системная задержка для двусторонней видеосвязи? Если не двусторонний, доступен ли контент, который должен быть закодирован заранее, в автономном режиме или его нужно кодировать в реальном времени? Насколько подвержена ошибкам сеть или носитель? Различные стандарты сжатия обрабатывают эти компромиссы по-разному в зависимости от основного целевого приложения
.

Еще одним компромиссом является стоимость реализации кодирования и декодирования в реальном времени. Обычно более новые алгоритмы, такие как H.264 / AVC или WMV9 / VC-1, которые обеспечивают более высокое сжатие, требуют повышенной обработки, что может повлиять на стоимость кодирования и устройств декодирования
, рассеиваемую мощность системы и системную память.

Органы по стандартизации
Существовали две основные организации по стандартизации, которые занимались определением видеокодеков. Международный союз электросвязи (ITU) специализируется на телекоммуникационных приложениях и создал протокол H.26x для видеотелефонии с низким битрейтом. Эти
включают H.261, H.262, H.263 и H.264. Международная организация по стандартизации (ISO) больше ориентирована на потребительские приложения и определила стандарты MPEG для сжатия движущихся изображений. Стандарты MPEG включают MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4. На рисунке 1 показана история стандартизации видеокодеков.

MPEG и ISO часто идут на несколько разные компромиссы в зависимости от своих основных целевых приложений. Иногда группы работали вместе, например, в Joint Video Team (JVT), чтобы определить кодек H.264, также известный как MPEG-4 Part 10 или MPEG-4 Advanced Video Coding (AVC) в семействе MPEG. В этой статье мы называем этот совместный стандарт
H.264 / AVC. Точно так же H.262 и MPEG-2 идентичны, в то время как технология базового профиля H.263 имеет значительное перекрытие в методах с кодеком MPEG-4 Part 2 Simple Profile.

сыграли решающую роль в повсеместном внедрении технологии кодеков. Потребители находят продукты, основанные на стандартах, доступными из-за экономии на масштабе.Промышленность готова инвестировать в стандарты, учитывая их гарантии взаимодействия между поставщиками.
Контент-провайдеров привлекают стандарты, учитывая долгий срок их службы и широкий спрос на их контент. Хотя почти все видеостандарты предназначены для нескольких конкретных приложений, они часто используются в других приложениях, когда они хорошо подходят.

Рисунок 1: Хронологическое развитие стандарта ITU и MPEG [10]

ITU и MPEG продолжают развивать методы сжатия и определять новые стандарты для лучшего сжатия и новых рыночных возможностей.Китай недавно определил национальный стандарт кодирования видео под названием AVS, который мы также опишем позже в этой статье. Стандарты, которые в настоящее время находятся в разработке, включают совместное масштабируемое кодирование видео ITU / MPEG, поправку к H.264 / AVC и кодирование видео с несколькими представлениями MPEG. Между тем, существующие стандарты постоянно развиваются, чтобы удовлетворить потребности новых приложений. Например, H.264 недавно определил новый режим, называемый Fidelity Range Extension, для удовлетворения будущих рынков, таких как профессиональное цифровое редактирование, HD-DVD и кодирование без потерь.

В дополнение к отраслевым стандартам ITU и ISO появилось несколько популярных частных решений, особенно для приложений потокового мультимедиа в Интернете. К ним относятся Real Networks Real Video (RV10), серия Microsoft Windows Media Video 9 (WMV9), ON2 VP6 и Nancy. Благодаря установленной базе контента в этих форматах проприетарные кодеки могут стать де-факто стандартами. В сентябре 2003 года Microsoft предложила Обществу инженеров кино и телевидения (SMPTE) стандартизировать поток битов и синтаксис WMV9 под эгидой этой организации.Это предложение было принято, и теперь WMV9 стандартизирован в SMPTE как VC-1.

Далее: Принципы кодирования видео

Принципы кодирования видео
Наши наиболее предпочтительные видеостандарты используют блочную обработку. Каждый макроблок обычно содержит четыре блока яркости 8 × 8 и два блока цветности 8 × 8 (для формата цветности 4: 2: 0). Кодирование видео основано на принципах предсказания с компенсацией движения (MC) [1], преобразования
, квантования и энтропийного кодирования.На рисунке 2 показан типичный видеокодек на основе компенсации движения. При компенсации движения сжатие достигается путем прогнозирования каждого макроблока пикселей в кадре видео из аналогичной области недавно закодированного («эталонного») кадра видео. Например, фоновые области часто остаются неизменными от одного кадра к другому, и их не нужно повторно передавать в каждом кадре. Оценка движения (ME) — это процесс определения для каждого МБ в текущем кадре области 16 × 16 опорного кадра
, которая наиболее схожа с ней.ME обычно является наиболее ресурсоемкой функцией сжатия видео. Информация об относительном расположении наиболее похожей области для каждого блока в текущем кадре («вектор движения») передается в декодер.

Остаток после MC делится на блоки 8 × 8, каждый из которых кодируется с использованием комбинации кодирования с преобразованием, квантования и кодирования с переменной длиной. Кодирование с преобразованием, такое как дискретное косинусное преобразование или DCT, использует пространственную избыточность в остаточном сигнале. Квантование устраняет перцептивную избыточность и уменьшает объем данных, необходимых для кодирования остатка.Кодирование переменной длины использует статистический характер остаточных коэффициентов. Процесс удаления избыточности через MC в декодере реверсируется, и предсказанные данные из опорного кадра объединяются с закодированными остаточными данными, чтобы сгенерировать обратно представление исходного видеокадра.

Рисунок 2: Стандартное кодирование видео с компенсацией движения

В видеокодеке отдельный кадр может быть закодирован с использованием одного из трех режимов: I, P или B (см. Рисунок 3).Несколько кадров, называемых кадрами Intra (I), кодируются независимо без ссылки на какой-либо другой кадр (без компенсации движения). Некоторые кадры могут быть закодированы
с использованием MC с предыдущим кадром в качестве опорного (прямое прогнозирование). Эти кадры называются прогнозируемыми (P) кадрами.

B-кадров или двунаправленных прогнозируемых кадров прогнозируются как из прошлых кадров, так и из кадров, которые должны появиться после текущего кадра. Преимуществом B-кадров является возможность сопоставить фоновую область, которая была закрыта в предыдущем кадре, но может быть найдена в следующем кадре с использованием обратного прогнозирования.Двунаправленное прогнозирование позволяет снизить уровень шума за счет усреднения прямого и обратного прогнозирования. Использование этой функции в кодерах требует дополнительной обработки, поскольку ME должен выполняться как для прямого, так и для обратного прогнозирования, что может эффективно удвоить вычислительные требования для оценки движения. Дополнительная память также необходима как в кодере, так и в декодере для хранения двух опорных кадров. Для инструментов B-кадров требуется более сложный поток данных, поскольку кадры декодируются не по порядку в зависимости от того, как они были захвачены, и их необходимо отображать.Эта функция приводит к увеличению задержки и поэтому не подходит для некоторых приложений, чувствительных к реальному времени. До H.264 B-кадры не использовались для прогнозирования, что позволяло делать компромиссы для некоторых приложений. Например, их можно пропустить в приложениях с низкой частотой кадров, не влияя на декодирование будущих кадров I и P.

Рисунок 3: Иллюстрация межкадрового предсказания в I, P и B кадрах

Устаревшие стандарты кодирования видео
H.261
H.261 [2], определенный ITU, был первым основным стандартом сжатия видео. Он был предназначен для приложений двусторонней видеоконференцсвязи и был разработан для сетей ISDN, поддерживающих 40–2 Мбит / с. H.261 поддерживает разрешения 352X288 (CIF) и 176X144 (QCIF) с субдискретизацией разрешения цветности 4: 2: 0. Сложность также должна быть низкой, поскольку видеофоны требуют одновременного кодирования и декодирования в реальном времени. Из-за того, что он ориентирован на двустороннее видео, которое чувствительно к задержке, H.261 разрешает только I и P-кадры, но не B-кадры.

H.261 использует DCT на основе блоков для кодирования с преобразованием остатка. DCT отображает каждый блок пикселей 8 × 8 в частотную область, создавая 64 частотных компонента (первый коэффициент называется постоянным током, а остальные — переменным током). Чтобы квантовать коэффициенты DCT, H.261
использует фиксированное линейное квантование по всем коэффициентам переменного тока. Квантованные коэффициенты подлежат кодированию длин серий, которое позволяет представлять квантованные частотные коэффициенты как ненулевой уровень коэффициентов, за которым следуют серии нулевых коэффициентов и окончательный конец
блочного кода после последнего ненулевого значения.Наконец, кодирование переменной длины (Хаффмана) преобразует пары уровней серий в коды переменной длины (VLC) с битовой длиной, оптимизированной для типичного распределения вероятностей.

Стандартное блочное кодирование приводит к блочному видео. В H.261 этого избегают с помощью метода петлевой фильтрации. Простой двумерный FIR-фильтр, применяемый к краю блока, используется для сглаживания эффектов квантования в опорном кадре. Он должен применяться с точностью до бита в кодировщике и декодере
.

MPEG-1
MPEG-1 [3] был первым алгоритмом сжатия видео, разработанным ISO. Основным приложением было хранение и поиск движущихся изображений и аудио на цифровых носителях, таких как видео компакт-диски, с использованием разрешения SIF (352 × 240 при 29,97 кадрах в секунду или 352X288 при 25 кадрах в секунду) при скорости около 1,15 Мбит / с. MPEG-1 похож на H.261, но кодировщикам обычно требуется более высокая производительность для поддержки более сильного движения, обнаруживаемого в киноконтенте, по сравнению с типичной видеотелефонией.

По сравнению с H.261, MPEG-1 допускает B-кадры. Он также использует адаптивное квантование восприятия. Например, отдельный масштабный коэффициент квантования или эквивалентный размер шага специально применяется к каждому частотному бину для оптимизации визуального восприятия человека. MPEG-1 поддерживает только прогрессивное видео, и в результате была начата работа над новым стандартом, MPEG-2, для поддержки как прогрессивного, так и чересстрочного видео в более высоких разрешениях с использованием более высоких битрейтов.

MPEG-2 / H.262
MPEG-2 [4] был разработан для цифрового телевидения и вскоре стал на сегодняшний день самым успешным стандартом сжатия видео.MPEG-2 предназначен как для стандартного видео с прогрессивной разверткой (где видеопоследовательность состоит из последовательности кадров, каждый из которых снят в определенные моменты времени), так и для чересстрочного видео, популярного в мире телевидения. В чересстрочном видео два набора чередующихся рядов пикселей (каждый называется полем) в изображении захватываются и отображаются поочередно. До недавнего времени этот подход особенно подходил для физики большинства телевизоров, представленных на рынке. MPEG-2 поддерживает стандартные телевизионные разрешения, включая чересстрочную развертку 720 × 480 при 60 полях в секунду для NTSC, используемую в США и Японии
, и чересстрочную развертку 720 × 576 при 50 полях в секунду для PAL, используемую в Европе и других странах.

MPEG-2 основан на MPEG-1 с расширениями для поддержки чересстрочного видео, а также гораздо более широкими диапазонами компенсации движения. Поскольку видео с более высоким разрешением является важным приложением, MPEG-2 поддерживает значительно более широкие диапазоны поиска, чем MPEG-1. Это значительно увеличивает требования к производительности
для оценки движения по сравнению с более ранними стандартами. Кодеры, использующие в полной мере преимущества более широкого диапазона поиска и более высокого разрешения, требуют значительно большей обработки, чем H.261 и MPEG-1. Инструменты чересстрочного кодирования в MPEG-2 включают в себя возможность оптимизировать компенсацию движения, поддерживающую предсказания на основе полей и кадров, а также поддержку DCT / IDCT на основе полей и кадров.MPEG-2 хорошо работает при степени сжатия около 30: 1. Качество, достигаемое с помощью MPEG-2 на скорости 4-8 Мбит / с, было приемлемым для потребительских видеоприложений, и вскоре оно стало применяться в таких приложениях, как цифровой спутниковый, цифровой кабель, DVD и, в последнее время, телевидение высокой четкости.

Кроме того, MPEG-2 добавляет масштабируемые инструменты кодирования видео для поддержки многоуровневого кодирования видео, а именно: временную масштабируемость, пространственную масштабируемость, масштабируемость SNR и разделение данных. Хотя соответствующие профили были определены в MPEG-2 для масштабируемых видеоприложений, основной профиль
, поддерживающий однослойное кодирование, является единственным профилем MPEG-2, который сегодня широко используется на массовом рынке.Основной профиль MPEG-2 часто называют просто MPEG-2. Требования к обработке для декодирования MPEG-2 были изначально очень высокими для процессоров общего назначения и даже для DSP. Были разработаны оптимизированные декодеры MPEG-2 с фиксированными функциями, которые со временем стали недорогими из-за большого объема. MPEG-2 доказал, что наличие экономичных кремниевых решений является ключевым фактором успеха и внедрения стандартов
видеокодеков.

H.263
H.263 [5] был разработан после H.261 с упором на обеспечение лучшего качества при еще более низких битрейтах. Одной из важных целей было видео через обычные телефонные модемы со скоростью 28,8 Кбит / с. Целевое разрешение было от SQCIF (128 × 96) до CIF (352X288). Основные методы аналогичны H.261 с некоторыми отличиями.

Векторов движения в H.263 было разрешено быть кратными ½ в любом направлении («полупиксель») с эталонным изображением, интерполированным в цифровом виде до более высокого разрешения. Такой подход приводит к более высокой точности MC и более высокой степени сжатия.Для MV допускались большие диапазоны. Было предоставлено множество новых опций для различных сценариев, включая:

• Четыре вектора движения: один вектор движения для каждого блока 8 × 8, а не один вектор движения для всего МБ.
• 3D VLC: кодирование Хаффмана, которое объединяет индикатор конца блока (EOB) вместе с каждой парой уровней выполнения. Эта функция специально нацелена на низкую скорость передачи данных, когда часто используется только один или два кодированных коэффициента.

Однако, несмотря на эти методы, получить адекватное качество видео по обычным телефонным линиям оказалось очень сложно, и видеофоны по сравнению со стандартными модемами все еще остаются проблемой.Поскольку H.263 обычно предлагал более высокую эффективность по сравнению с H.261, он стал использоваться в качестве предпочтительного алгоритма для видеоконференцсвязи с поддержкой H.261, которая все еще необходима для совместимости со старыми системами. H.263 со временем расширился, поскольку H.263 + и H.263 ++ добавили дополнительные приложения, поддерживающие улучшения сжатия и функции для обеспечения устойчивости в пакетных сетях. H.263 и приложения к нему сформировали ядро ​​для многих инструментов кодирования в MPEG-4.

MPEG-4
MPEG-4 [6] был инициирован ISO как продолжение успеха MPEG-2.Одними из первых целей были повышение устойчивости к ошибкам для поддержки беспроводных сетей, лучшая поддержка приложений с низким битрейтом и множество новых инструментов для поддержки слияния графических объектов с видео. Большинство графических функций еще не получили значительного распространения в продуктах, и реализации были сосредоточены в первую очередь на улучшенном сжатии с низким битрейтом и устойчивости к ошибкам.

Простой профиль (SP) MPEG-4 начинается с базового уровня H.263 и добавляет новые инструменты для улучшенного сжатия, включая:

• неограниченные векторы движения: поддерживает прогнозирование для объектов, когда они частично перемещаются за границы кадра
• Компенсация движения с переменным размером блока: разрешает компенсацию движения с детализацией блоков 16 × 16 или 8 × 8.
• Контекстно-адаптивное внутреннее DCT-прогнозирование DC / AC: позволяет прогнозировать DC / AC DCT-коэффициенты из соседних блоков слева или над текущим блоком
• Расширенный динамический диапазон квантованных коэффициентов переменного тока от [-127: 127] в H.263 до [-2047, 2047] для поддержки видео высокой точности.

Функции устойчивости к ошибкам, добавленные для поддержки восстановления в условиях потери пакетов, включают:

• Повторная синхронизация срезов: устанавливает срезы в изображениях, которые позволяют более быструю повторную синхронизацию после возникновения ошибки.В отличие от размеров пакетов MPEG-2, размеры пакетов MPEG-4 не связаны с количеством битов, используемых для представления МБ. В результате возможна повторная синхронизация с равными интервалами в потоке битов независимо от количества информации на МБ.
• Разделение данных: режим, который позволяет разделить данные в видеопакете на часть движения и часть данных DCT путем разделения их с помощью уникального маркера границы движения. Это позволяет проводить более строгие проверки достоверности данных вектора движения.В случае возникновения ошибки вы можете лучше видеть точку, в которой возникла ошибка, тем самым избегая отбрасывания всех данных движения при обнаружении ошибки.
• Reversible VLC: Таблицы кодов VLC, предназначенные для декодирования как в обратном, так и в прямом направлении. При обнаружении ошибки можно выполнить синхронизацию на следующем срезе или стартовом коде и вернуться к точке, где произошла ошибка.
• Новый прогноз (NEWPRED): в основном разработан для быстрого исправления ошибок в приложениях реального времени, когда декодер использует обратный канал для запроса дополнительной информации от кодера в случае потери пакетов.

Расширенный простой профиль (ASP) MPEG-4 начинается с простого профиля и добавляет B-кадры и инструменты чересстрочной развертки (для уровня 4 и выше), аналогично MPEG-2. Он также добавляет компенсацию движения на четверть пикселя и возможность глобальной компенсации движения. Расширенный простой профиль MPEG-4 требует значительно большей производительности обработки, чем простой профиль, и имеет более высокую сложность и эффективность кодирования, чем MPEG-2.

MPEG-4 изначально использовался в потоковой передаче через Интернет, а затем стал использоваться, например, в плеере Apple QuickTime.Простой профиль MPEG-4 теперь находит широкое применение в мобильной потоковой передаче. MPEG-4 ASP составляет основу популярного проприетарного кодека DivX.

Инструменты по сравнению с коэффициентом сжатия
Очевидно, когда мы рассматриваем методы, представленные в области видеокодеков через H.261, MPEG-1, MPEG-2 и H.263, мы замечаем, что несколько базовых методов обеспечили наибольшую эффективность. усиление сжатия. Рисунок 4 иллюстрирует эти методы и их относительную эффективность.
Компенсация движения (как целочисленная, так и полупиксельная) явно выделяется по сравнению с такими инструментами, как четыре вектора движения и компенсация движения в четверть пикселя.

Рисунок 4: Эффективность основных методов. 1) Нет MC; 2) Добавление режима пропуска для формирования кодера CR. Случай 3) Разрешить только нулевые MV. 4) Разрешить целочисленное значение MC. 5) Допуск полу-пел МК 6) Допуск 4-МВ; 7) Допускается четверть пеля МК. Обратитесь к [7] для получения дополнительной информации.

Далее: H.264 и MPEG-4 AVC

H.264 / MPEG-4 AVC
Одним из наиболее важных достижений в кодировании видео за последние несколько лет стало определение стандарта H.264 / MPEG-4 AVC [8], разработанная Объединенной группой видеосвязи (JVT) ITU и ISO / IEC. Этот новый стандарт назывался многими разными именами по мере развития стандарта
. МСЭ начал работу над H.26L (на долгосрочную перспективу) в 1997 году с использованием основных новых инструментов кодирования. Результаты были впечатляющими, и ISO решила работать с ITU над принятием общего стандарта в рамках совместной группы по видео. По этой причине некоторые люди называют стандарт JVT, хотя это не официальное название. МСЭ утвердил новый стандарт H.264 в мае 2003 года.В октябре 2003 года ISO утвердил стандарт как MPEG-4 Part 10, Advanced Video Coding или AVC.

H.264 / AVC обеспечивает значительный прорыв в эффективности сжатия, обычно достигая примерно 2-кратного сжатия по сравнению с простым профилем MPEG-2 и MPEG-4. В официальных тестах, проведенных JVT [9], H.264 обеспечил повышение эффективности кодирования в 1,5 раза или больше в 78% из 85 тестовых случаев, при этом 77% из них показали улучшения в 2 раза или больше и до 4x для некоторые случаи. Улучшение, предложенное Х.264 создает новые рыночные возможности, такие как следующие возможности:

• Видео VHS-качества со скоростью около 600 Кбит / с. Это может обеспечить доставку видео по запросу по линиям ADSL.
• Фильм HD может поместиться на один обычный DVD, вместо того, чтобы требовать новой лазерной оптики.

Когда H.264 был стандартизирован, он поддерживал три профиля: базовый, основной и расширенный. Позже поправка, называемая расширением диапазона точности (FRExt), ввела четыре дополнительных профиля, называемых высокими профилями.Вначале наибольший интерес вызвали базовый профиль и основной профиль
. Базовый профиль требует меньше вычислений и системной памяти и оптимизирован для уменьшения задержки. Он не включает кадры B из-за присущей им задержки или CABAC из-за вычислительной сложности. Базовый профиль
хорошо подходит для приложений видеотелефонии, а также для других приложений, требующих экономичного кодирования в реальном времени.

Основной профиль обеспечивает максимальное сжатие, но требует значительно большей обработки, чем базовый профиль, что затрудняет использование в недорогих приложениях для кодирования в реальном времени и с малой задержкой.Приложения для вещания и хранения контента в первую очередь заинтересованы в основном профиле, чтобы использовать максимально возможное качество видео при минимальной скорости передачи данных.

Хотя H.264 использует те же общие методы кодирования, что и предыдущие стандарты, он имеет много новых функций, которые отличают его от предыдущих стандартов, которые в совокупности повышают эффективность кодирования. Основные отличия суммированы на блок-схеме кодировщика на Рисунке 5
, а также кратко описаны ниже:

Внутреннее прогнозирование и кодирование: H.264 использует внутреннее предсказание в пространственной области для прогнозирования пикселей во Intra-MB из соседних пикселей в соседних блоках. Остаток предсказания вместе с режимами предсказания кодируется, а не фактические пиксели в блоке. Это приводит к значительному повышению эффективности внутреннего кодирования.

Межкадровое предсказание и кодирование: Межкадровое кодирование в H.264 использует большинство ключевых функций более ранних стандартов и добавляет гибкость и функциональность, включая несколько вариантов размеров блоков для компенсации движения, компенсацию движения в четверть пикселя, многократную опорные кадры, обобщенное двунаправленное прогнозирование и адаптивная разблокировка контура.

Размеры блоков переменных векторов: Компенсация движения может выполняться с использованием блоков различных размеров. Отдельные векторы движения могут передаваться для блоков размером до 4 × 4, поэтому до 32 векторов движения могут быть переданы для одного MB в случае двунаправленного предсказания. Также поддерживаются блоки размером 16 × 8, 8 × 16, 8 × 8, 8 × 4 и 4 × 8. Меньшие размеры блоков улучшают способность обрабатывать мелкие детали движения и приводят к лучшему субъективному качеству, включая отсутствие больших блокирующих артефактов.

Оценка движения Quarter-Pel: Компенсация движения улучшена за счет разрешения вектора движения половинного и четверти пикселя.

Прогнозирование нескольких опорных кадров: Для кодирования между изображениями можно использовать до 16 различных опорных кадров, что приводит к лучшему субъективному качеству видео и более эффективному кодированию. Предоставление нескольких опорных кадров также может помочь сделать кодек H.264 битовый поток более устойчив к ошибкам. Обратите внимание, что эта функция приводит к увеличению требований к памяти как для кодировщика, так и для декодера, поскольку в памяти должно храниться несколько опорных кадров.

Адаптивный фильтр разблокировки цикла: H.264 использует адаптивный фильтр разблокировки, который работает на горизонтальных и вертикальных краях блока в цикле прогнозирования, чтобы удалить артефакты, вызванные ошибками прогнозирования блока. Фильтрация обычно основана на границах блоков 4 × 4, в которых до трех пикселей по обе стороны от границы могут обновляться с использованием 4-отводного фильтра.

Целочисленное преобразование: Предыдущие стандарты, использующие DCT, должны были определять допуски ошибок округления для реализаций обратного преобразования с фиксированной запятой. Дрейф, вызванный несовпадением точности IDCT между кодером и декодером, был источником потери качества. H.264 решает эту проблему, используя целочисленное пространственное преобразование 4 × 4, которое является приближением DCT. Небольшая форма 4 × 4 также помогает уменьшить артефакты блокировки и звона.

Квантование и сканирование коэффициентов преобразования: Коэффициенты преобразования квантуются с использованием скалярного квантования без расширенной мертвой зоны.Для каждого МБ могут быть выбраны разные размеры шага квантования, аналогичные предыдущим стандартам, но размеры шага увеличиваются со скоростью компаундирования
, составляющей приблизительно 12,5%, а не с постоянным приращением. Кроме того, для компонента цветности используются более мелкие размеры шагов квантования, особенно когда коэффициенты яркости квантуются грубо.

Энтропийное кодирование: В отличие от предыдущих стандартов, которые предлагали ряд статических таблиц VLC в зависимости от типа рассматриваемых данных, H.264 использует контекстно-адаптивный VLC для коэффициентов преобразования и единый универсальный подход VLC для всех других символов. Основной профиль также поддерживает новый контекстно-адаптивный двоичный арифметический кодер (CABAC). CAVLC превосходит предыдущие реализации VLC, но без полной стоимости CABAC.

CABAC: Он использует вероятностную модель для кодирования и декодирования элементов синтаксиса, таких как коэффициенты преобразования и векторы движения. Чтобы повысить эффективность кодирования арифметического кодирования, лежащая в основе вероятностная модель адаптируется к изменяющейся статистике внутри видеокадра посредством процесса, называемого контекстным моделированием.Контекстное моделирование обеспечивает оценки условных вероятностей кодирующих символов. Используя подходящие контекстные модели, данную межсимвольную избыточность можно использовать путем переключения между различными вероятностными моделями
в соответствии с уже закодированными символами в окрестности текущего символа. Каждый элемент синтаксиса поддерживает другую модель (например, векторы движения и коэффициенты преобразования имеют разные модели). CABAC может обеспечить улучшение битрейта примерно на 10% по сравнению с CAVLC.

Взвешенное прогнозирование: Он формирует прогноз для макроблоков с двунаправленной интерполяцией, используя взвешенную сумму прямого и обратного прогнозов, что приводит к более высокой эффективности кодирования, когда смены сцены исчезают.

Fidelity Range Extension
В июле 2004 года в стандарт H.264 была добавлена ​​новая поправка под названием Fidelity Range Extension (FRExt) [11]. Это расширение ввело в H.264 дополнительный набор инструментов, а также позволило использовать дополнительные цветовые пространства, видеоформаты и битовую глубину.Была введена дополнительная поддержка межкадрового кодирования без потерь и стерео-просмотра видео. Поправка FRExt ввела четыре новых профиля в H.264.

• High Profile (HP) для стандартной выборки цветности 4: 2: 0 с 8-битным цветом на компонент.
• Для этого профиля введены новые инструменты; более подробно описано ниже.
• High 10 Profile (Hi10P) для 10-битного цвета со стандартной выборкой цветности 4: 2: 0 для отображения видео с более высокой точностью воспроизведения.
• High 4: 2: 2 10-битный цветовой профиль (h522P), полезный для функций редактирования источника, таких как альфа-смешение.
• High 4: 4: 4 12-битный цветовой профиль (h544P) для высочайшего качества редактирования источника и точности цветопередачи, поддерживающий кодирование без потерь для областей видео, а также новое целочисленное преобразование цветового пространства (из RGB в YUV и обратно).

Среди новых профилей H.264 HP, который поддерживает 8-битные компоненты и выборку цветности 4: 2: 0, представляется особенно многообещающим для сообщества вещателей и DVD. Некоторые эксперименты показывают трехкратное усиление для H.264 HP по сравнению с MPEG-2. Ниже приведены ключевые дополнительные инструменты, представленные в H.264 л.с.

Адаптивный размер остаточного блока и целочисленное преобразование 8X8: Остаточные блоки могут переключаться между блоками 8 × 8 и 4 × 4 для кодирования с преобразованием. Новое 16-битное целочисленное преобразование для блоков 8 × 8. Более старое преобразование 4 × 4 можно продолжать использовать для блоков меньшего размера.

Внутреннее прогнозирование яркости 8 × 8: Добавлены дополнительные восемь режимов, чтобы позволить внутренним макроблокам яркости выполнять внутреннее прогнозирование для блоков 8 × 8 в дополнение к ранее использовавшимся блокам 16 × 16 и 4 × 4

Взвешивание квантования: Новые весовые матрицы квантования для квантования коэффициентов преобразования 8 × 8

Монохромный: Поддерживает кодирование черно-белого видео.

Далее: Windows Media Video 9 / VC-1

Windows Media Video 9 / VC-1
Windows Media — ведущий формат для предоставления услуг по подписке на музыку и видео, а также потокового видео в Интернете. В 2002 году Microsoft представила кодек Windows Media Video 9 Series, значительно улучшивший эффективность сжатия видео. WMV9 также стандартизирован в SMPTE
как VC-1 [12].

Подобно H.264, он включает в себя множество расширенных инструментов кодирования, хотя есть различия в специфике.ME WMV9 позволяет выполнять 1/3 бикубическую (с использованием приближенных бикубических фильтров с 4 отводами) интерполяцию в дополнение к поддержке билинейной интерполяции с половиной пикселя. Он также включает в себя внутриконтурный деблокирующий фильтр, аналогичный H.264, но с другими подробностями о фильтрах и решениях. Некоторые другие важные особенности:

Несколько таблиц VLC: Основной профиль WMV9 содержит несколько наборов таблиц VLC, оптимизированных для различных типов контента. Таблицы можно переключать на уровне кадра, чтобы приспособиться к характеристикам входящего видео.

Переключатель преобразования DCT / IDCT: WMV9 поддерживает несколько размеров блоков DCT, включая 8 × 8, 8 × 4, 4 × 8 и 4 × 4, и использует специальное 16-разрядное целочисленное преобразование и обратное преобразование.

Квантование: Используются как квантование на основе обычного размера шага, так и квантование мертвой зоны. Использование квантования мертвой зоны позволяет существенно сэкономить при более низких скоростях передачи данных.

Еще одна интересная особенность — это возможность использовать явную компенсацию замирания для сцен с замиранием.Это улучшает качество компенсации движения в этих сценариях.

WMV9 / VC-1 обеспечивает значительные улучшения производительности по сравнению с простым профилем MPEG-2 и MPEG-4 и хорошо зарекомендовал себя в некоторых сравнениях оценок качества восприятия с H.264 [13]. Хотя WMV9 / VC-1 обеспечивает аналогичную эффективность сжатия, он имеет более низкие требования к сложности
по сравнению с основным профилем H.264. WMV9 широко используется в среде ПК, а также может стать важным в сетевых потребительских устройствах.WMV9 / VC-1 набирает обороты в Голливуде и в независимой киноиндустрии с
различными названиями фильмов, которые скоро будут выпущены в кодировке WMV9 / VC-1 для воспроизведения высокой четкости на DVD-дисках ПК. WMV9 также стандартизирован как вариант сжатия для будущих форматов HDDVD и Blu-ray.

AVS
В 2002 году рабочая группа по стандарту аудио-видео (AVS), созданная Министерством информационной индустрии Китая, объявила об усилиях по созданию национального стандарта для мобильных мультимедиа, вещания, DVD и т. Д.Стандарт видео, называемый AVS [14], состоит из двух связанных частей: AVS-M для мобильных видеоприложений и AVS1.0 для вещания и DVD. Стандарты AVS аналогичны H.264.

AVS1.0 поддерживает как чересстрочный, так и прогрессивный режимы. AVS позволяет использовать 2 предыдущих опорных кадра для P-кадров, при этом разрешая один будущий и один предыдущий кадр для B-кадров. В чересстрочном режиме для справки можно использовать до четырех полей. Кодирование кадра / поля в чересстрочном режиме
может выполняться только на уровне кадра, в отличие от H.264, где разрешена адаптация этой опции на уровне MB. AVS имеет контурный фильтр, аналогичный H.264, который можно отключить на уровне кадра. Кроме того, на B-изображениях петлевой фильтр не требуется. Внутреннее предсказание выполняется на блоках 8 × 8. MC позволяет использовать блоки яркости до pel. Размеры блоков для ME могут быть 16 × 16, 16 × 8, 8 × 16 или 8 × 8. Преобразование представляет собой целочисленное преобразование 8 × 8 на основе 16 бит, аналогичное WMV9. VLC основан на контекстно-адаптивном двумерном кодировании прогона / уровня. Используются четыре разных кода Exp-Golomb. Код, используемый для каждого квантованного коэффициента, адаптируется к предыдущим символам в том же блоке 8 × 8.Поскольку таблицы Exp-Golomb являются параметрическими, размеры таблиц небольшие. Визуальное качество AVS 1.0 для прогрессивных видеопоследовательностей незначительно уступает основному профилю
H.264 при том же битрейте.

AVS-M специально предназначен для мобильных видеоприложений и перекрывается с базовым профилем H.264. Он поддерживает только прогрессивное видео, I и P-кадры и не поддерживает B-кадры. Основные инструменты кодирования AVSM включают блочное внутреннее предсказание 4 × 4, компенсацию движения четверть пикселя, целочисленное преобразование и квантование, контекстно-адаптивный VLC и очень упрощенный контурный фильтр.Подобно базовому профилю H.264, в AVS-M размер блока вектора движения может быть до 4 × 4,
, и, следовательно, MB может иметь до 16 векторов движения. Используется многокадровое предсказание, но требуется только до двух опорных кадров. Подмножество сообщений H.264 HRD / SEI также определено в AVS-M. В среднем и при аналогичных настройках эффективность кодирования AVS-M примерно на 0,3 дБ хуже, чем базовый профиль H.264, а сложность декодирования примерно на 20% ниже.

Сравнение кодеков на основе функций и инструментов
В таблице 1 приведены основные функции и инструменты сжатия, используемые в рассмотренных нами видеостандартах.

Таблица 1: Основные функции сжатия в стандартных кодеках

Тенденции на рынке и приложения
Сжатие видео делает возможным появление на рынке растущего числа цифровых видеопродуктов. Конечное оборудование, использующее сжатие цифрового видео, варьируется от портативных устройств с батарейным питанием до высокопроизводительного инфраструктурного оборудования
. В таблице 2 показаны снимки некоторых приложений, основные сведения, типичные используемые видеокодеки и потенциальный план использования кодеков в этих приложениях.

Таблица 2: Кодеки, обычно используемые в стандартных приложениях, и дорожная карта

Реализации в реальном времени
Оптимальное решение процессора для цифрового видео зависит от конкретного целевого приложения. Texas Instruments предлагает широкий спектр DSP, которые поддерживают несколько стандартов и соответствуют основным конструктивным особенностям и системным ограничениям. Решения TI варьируются от маломощных DSP TMS320C5000 ™
и процессоров мобильных приложений OMAP до высокопроизводительных DSP TMS320C6000 ™ и высокопроизводительных цифровых медиапроцессоров TMS320DM644x с оптимизацией видео.Один из
процессоров, который в настоящее время вызывает большой интерес, — это недавно представленный DM6446, который мы описываем в этом разделе.

TI DM64x специально разработано для удовлетворения требований высокотехнологичных видеосистем. Последним в этом семействе процессоров является мощный DM6446 [15], в котором используется технология TI DaVinci ™ [16]. Двухъядерная архитектура DM6446 обеспечивает преимущества технологий DSP и RISC, включая ядро ​​C64x + DSP с тактовой частотой 594 МГц и ядро ​​ARM926EJ-S.ЦСП C64x + являются наиболее производительным поколением ЦСП с фиксированной точкой в ​​платформе ЦОС C6000 и основаны на улучшенной версии высокопроизводительной усовершенствованной архитектуры VLIW второго поколения, разработанной TI. C64x + совместим по коду со старыми членами платформы C6000 DSP.
Программируемые цифровые медиапроцессоры, такие как DM644x, могут поддерживать все существующие отраслевые стандарты и частные видеоформаты с использованием одного программируемого цифрового медиапроцессора. DM6446 имеет встроенную память, включая двухуровневую кэш-память, и большой набор периферийных устройств, многие из которых имеют специальные функции для видео.DM6446 также включает сопроцессор видео / обработки изображений (VICP) для разгрузки многих задач обработки видео и изображений из ядра DSP для таких алгоритмов, как JPEG, H.264, MPEG-4 и VC-1, оставляя больше МГц DSP, доступной для постобработка видео или другие функции, выполняемые параллельно.

В Таблице 3 показано приблизительное количество МГц, необходимое DM6446 для поддержания разрешения D1 (720 × 480) для различных стандартов.

Таблица 3: Типичные требования в МГц для автономных видеокодеков на платформе TI DM6446 для D1 30 кадров в секунду (720X480) для YUV 4: 2: 0.Показатели производительности декодера приведены для битовых потоков наихудшего случая. Производительность кодировщика может варьироваться в зависимости от используемого набора функций. В приведенных выше примерах предполагается высокое качество кодирования. C64x + на DM6446 может работать на частоте 594 МГц.

Обратите внимание, что показанные числа МГц кодирования основаны на типичных тестовых данных для существующей или планируемой реализации. Также обратите внимание, что загрузка кодировщика может сильно различаться в зависимости от целевого приложения. Стандарты сжатия определяют требуемый синтаксис и доступные инструменты, но многие алгоритмические решения остаются на усмотрение реализации.Ключевые переменные включают алгоритм управления битрейтом, однопроходное и многопроходное кодирование, соотношение кадров I / B / P, диапазон поиска движения, алгоритм поиска движения и выбор доступных отдельных инструментов и используемых режимов. Эта гибкость позволяет выбирать между вычислительной нагрузкой и постепенным улучшением качества. Очевидно, что для всех кодировщиков можно использовать более высокий или низкий МГц
, чтобы обеспечить другую точку визуального качества.

Заключение
Растущее число стандартов сжатия видео, предлагающих повышенную эффективность сжатия, и более широкий набор инструментов может быть адаптирован для конкретных конечных приложений.Кроме того, тенденция к сетевому подключению означает, что многие продукты должны будут поддерживать более одного стандарта. Распространение множества стандартов и патентованных алгоритмов также затрудняет выбор одного стандарта, особенно потому, что решения в отношении оборудования часто принимаются задолго до развертывания продукта. Кроме того, каждый алгоритм кодирования видео предлагает широкий выбор инструментов и опций для компромисса между сложностью и эффективностью сжатия. Выбор инструментов и опций — это итеративный процесс, который зависит от приложения и варианта использования.С увеличением количества кодеков, требующих поддержки,
и расширением возможностей оптимизации кодека для конкретных сценариев и приложений, в цифровых видеосистемах наблюдается тенденция к созданию гибких медиапроцессоров. Цифровые медиапроцессоры, такие как DM6446, обеспечивают запас производительности и гибкость архитектуры, позволяя быстро вывести на рынок реализации новых стандартов, включая H.264, AVS и WMV9. Алгоритмы могут быть реализованы на этапе стандартного определения. Алгоритмы и инструменты, созданные в программном обеспечении, можно обновлять, чтобы не отставать от незначительных и серьезных корректировок как стандартных, так и изменяющихся компромиссов качества, которые может потребовать приложение.

Ссылки
[1] Дж. Р. Джайн и А. К. Джайн, «Измерение смещения и его применение в межкадровом кодировании изображений», IEEE Trans. Commun., Т. СОМ-29, вып. 12, pp. 1799–1808, декабрь 1981 г.
[2] Рекомендация ITU-T H.261: 1993. Видеокодек для аудиовизуальных услуг со скоростью 64 Кбит / с в пикселях.
[3] ИСО / МЭК 11172-2: 1993. Кодирование движущихся изображений и связанного звука для цифровых носителей со скоростью до 1,5 Мбит / с — Часть 2: Видео.

[4] ИСО / МЭК 13818-2: 1995. Общее кодирование движущихся изображений и связанной с ними звуковой информации: Видео.
[5] Рекомендация ITU-T H.263: 1998. Видеокодирование для передачи данных с низкой скоростью передачи данных. [6] ИСО / МЭК 14496-2: 2001. Информационные технологии — Общее кодирование аудиовизуальных объектов — Часть 2: Визуальные.
[7] Г. Салливан и Т. Виганд, «Сжатие видео — от концепций до стандарта H.264 / AVC», Протоколы IEEE, Том 93, № 1, январь 2005 г.
[8] ISO / IEC 14496 -10: 2003. Информационные технологии — Кодирование аудиовизуальных объектов. Часть 10: Расширенное кодирование видео
[9] Отчет о формальных проверочных тестах AVC (ISO / IEC 14496-10 | Рек.H.264), ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11, MPEG 2003 / N6231, декабрь 2003 г., Вайколоа.
[10] Официальный документ H.264 UB Video Inc. www.ubvideo.com
[11] Объединенная группа специалистов по видео ITU-T и ISO / IEC: «Проект текста поправки к расширению диапазона Fidelity для H.264 / AVC», Док. . JVT-L047, сентябрь 2004 г.
[12] SMPTE 421M, проект стандарта SMPTE для телевидения: формат битового потока сжатого видео VC-1 и процесс декодирования
[13] Srinivasan, S .; (John) Hsu, P .; Holcomb, T .; Mukerjee, K .; Regunathan, S.L .; Lin, B .; Liang, J .; Ли, М.-К.; Рибас-Корбера, Дж., «Windows Media Video 9: обзор и приложения», Обработка сигналов: передача изображений, том 19, выпуск 9, 1 октября 2004 г., страницы 851-875
[14] Л. Фан, С. Ма, F. Wu: «Обзор видеостандарта AVS», Proceedings of the ICME 2004: 423-426
[15] «TMS320DM6446 Digital Media System-on-Chip», www.ti.com

[16] Билл Витовски, Джин Франц, «Технология DaVinci ™ для цифрового видео», www.ti.com

Этот документ был написан и представлен на конференции Embedded Systems Silicon Valley 2006.Для получения дополнительной информации посетите
www.embedded.com/esc/sv

Об авторах
Джеремайя Голстон — видный технический сотрудник Texas Instruments и главный технический директор группы DSP Video and Imaging. Он отвечает за разработку плана архитектуры DSP-видео и устройств обработки изображений, а также за разработку систем и программного обеспечения. Голстон возглавил определение расширений набора инструкций TMS32064x для семейства DSP C6000 с упором на дополнительную производительность для алгоритмов видео, обработки изображений и широкополосной связи.Он имеет множество патентов на архитектуру DSP и оптимизированные реализации алгоритмов. Голстон получил степень магистра и бакалавра в области электротехники в Университете Миссури-Ролла. С ним можно связаться по адресу.

Доктор Аджит Рао — менеджер по мультимедийным кодекам в Texas Instruments. В этой должности он отвечает за разработку и техническое руководство продуктов мультимедийных кодеков TI. До прихода в TI три года назад он был ведущим разработчиком кодеков в Microsoft и SignalCom.Обладая более чем семилетним опытом работы с кодеками, Аджит имеет четыре патента в США. Имеет докторскую степень. и магистр наук в области электротехники Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Он также получил степень бакалавра технологий в области электроники и связи Индийского технологического института в Мадрасе. С ним можно связаться по адресу

Form VC-1 Загрузите заполняемый PDF-файл или заполните онлайн-заявку на получение кредитов ветеранов округа Монро, Нью-Йорк

ЗАЯВЛЕНИЕ НА КРЕДИТЫ ВЕТЕРАНА

Комиссия по государственной службе округа Монро

39 West Main Street, Room 210 * Rochester, New York 14614

585-753-1700 * 585-753-1728 Факс

Заявленный статус ветеранов: (Отметьте один )

Ветеран военного времени

Кандидаты на получение кредитов ветеранов военного времени должны заполнить эту форму (VC-1) для каждого экзамена, а

предоставить копию своих разделительных листов DD-214 в течение 30 дней после даты экзамена.Кандидатам, которые

ранее отправили копию своего DD-214 в Отдел кадров

округа Монро 1 января 2013 г. или позднее, не нужно подавать их повторно, но необходимо подать новую форму VC-1. за каждое обследование. Документы о прекращении службы DD-214 служат доказательством того, что ветеран:

•

Проходил действительную службу в военное время, как это определено в §85 Закона о государственной гражданской службе (см. Назад),

•

Был уволен или освобожден с почетом. обстоятельства, связанные с такими службами, и

•

Является резидентом штата Нью-Йорк на момент составления списка правомочных.

Инвалид-ветеран военного времени

В дополнение к приведенному выше доказательству соискатели кредита ветерану-инвалиду должны также подать форму

«Выдача свидетельств о нетрудоспособности ветеранов» (VC-4) в офис по делам ветеранов или в округ Монро

Агентство по обслуживанию ветеранов, чтобы показать, что они имеют инвалидность в результате войны не менее 10%, что является подтверждением наличия

на момент подачи заявки на дополнительные кредиты. Эта форма должна быть отправлена ​​заблаговременно, чтобы Комиссия получила подтверждение инвалидности в течение 30

дней после даты экзамена.

Военная служба

Кредиты ветерана военного времени будут зачислены после того, как вы уволитесь и предоставите свой DD-214.

Полное имя:

Номер социального страхования:

Адрес:

Количество и название экзаменов, по которым заявлен зачет

:

Дата зачисления или введения в должность:

Даты активной службы:

От:

Кому:

Вы выписались на достойных условиях?

Да

Нет

Были ли вы когда-либо назначены с помощью кредитов ветерана на какую-либо должность на государственной гражданской службе или

в любое городское или административное подразделение штата Нью-Йорк?

Да

Нет

Если да, то где и когда?

__________________________________________________________________________

Если вы использовали кредит ветерана для постоянного назначения или продвижения по службе в штате Нью-Йорк или его гражданском округе

, вы не можете требовать его снова, если после вашего назначения вы не были впоследствии классифицированы Управлением по делам ветеранов

как инвалиды во время войны.В таком случае вы имеете право на 10 дополнительных

.

баллов на экзаменах на государственную службу, за вычетом количества баллов, уже использованных при предыдущем назначении

НАСТОЯЩИМ УТВЕРЖДАЮ, ЧТО ВЫШЕ УКАЗАНИЯ СООТВЕТСТВУЮТ ЛУЧШЕМУ ИЗ МОИХ ЗНАНИЙ И УБЕЖДЕНИЯ

Подпись ветерана:

Дата:

Дата:

ЗАЯВЛЕНИЕ НА КРЕДИТЫ ВЕТЕРАНА

Комиссия по государственной службе округа Монро

39 West Main Street, Room 210 * Rochester, New York 14614

585-753-1700 * 585-753-1728 Факс

Заявленный статус ветеранов: (Отметьте один )

Ветеран военного времени

Кандидаты на получение кредитов ветеранов военного времени должны заполнить эту форму (VC-1) для каждого экзамена, а

предоставить копию своих разделительных листов DD-214 в течение 30 дней после даты экзамена.Кандидатам, которые

ранее отправили копию своего DD-214 в Отдел кадров

округа Монро 1 января 2013 г. или позднее, не нужно подавать их повторно, но необходимо подать новую форму VC-1. за каждое обследование. Документы о прекращении службы DD-214 служат доказательством того, что ветеран:

•

Проходил действительную службу в военное время, как это определено в §85 Закона о государственной гражданской службе (см. Назад),

•

Был уволен или освобожден с почетом. обстоятельства, связанные с такими службами, и

•

Является резидентом штата Нью-Йорк на момент составления списка правомочных.

Инвалид-ветеран военного времени

В дополнение к приведенному выше доказательству соискатели кредита ветерану-инвалиду должны также подать форму

«Выдача свидетельств о нетрудоспособности ветеранов» (VC-4) в офис по делам ветеранов или в округ Монро

Агентство по обслуживанию ветеранов, чтобы показать, что они имеют инвалидность в результате войны не менее 10%, что является подтверждением наличия

на момент подачи заявки на дополнительные кредиты. Эта форма должна быть отправлена ​​заблаговременно, чтобы Комиссия получила подтверждение инвалидности в течение 30

дней после даты экзамена.

Военная служба

Кредиты ветерана военного времени будут зачислены после того, как вы уволитесь и предоставите свой DD-214.

Полное имя:

Номер социального страхования:

Адрес:

Количество и название экзаменов, по которым заявлен зачет

:

Дата зачисления или введения в должность:

Даты активной службы:

От:

Кому:

Вы выписались на достойных условиях?

Да

Нет

Были ли вы когда-либо назначены с помощью кредитов ветерана на какую-либо должность на государственной гражданской службе или

в любое городское или административное подразделение штата Нью-Йорк?

Да

Нет

Если да, то где и когда?

__________________________________________________________________________

Если вы использовали кредит ветерана для постоянного назначения или продвижения по службе в штате Нью-Йорк или его гражданском округе

, вы не можете требовать его снова, если после вашего назначения вы не были впоследствии классифицированы Управлением по делам ветеранов

как инвалиды во время войны.В таком случае вы имеете право на 10 дополнительных

.

баллов на экзаменах на государственную службу, за вычетом количества баллов, уже использованных при предыдущем назначении

НАСТОЯЩИМ УТВЕРЖДАЮ, ЧТО ВЫШЕ УКАЗАНИЯ СООТВЕТСТВУЮТ ЛУЧШЕМУ ИЗ МОИХ ЗНАНИЙ И УБЕЖДЕНИЯ

Подпись ветерана:

Дата:

Дата:

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРЕДИТОВ ВЕТЕРАНА

Закон штата Нью-Йорк о государственной службе разрешает дополнительные кредиты на экзаменах успешно сдавшим экзамен кандидатам, которые зарегистрировали

и подтвердили свой статус ветеранов военного времени или инвалидов военного времени.Эти кредиты равны

, предоставленным во время составления списка участников на следующей основе:

Открытые соревновательные экзамены

Рекламные экзамены

Ветеран военного времени

5 баллов

2,5 балла

Ветеран войны с ограниченными возможностями

10 баллов

5 баллов

В большинстве случаев кандидаты могут использовать кредиты ветерана военного времени или инвалида военного времени, чтобы получить назначение

только один раз на государственную должность в штате Нью-Йорк или в местном правительстве, но с

1 января 2014 г. ветераны, которые ранее использовали кредиты для назначения на должность в штате Нью-Йорк или в местном правительстве

И, после назначения, впоследствии классифицируются Администрацией ветеранов как

, инвалиды во время войны, имеют право на получение дополнительной награды. ветеранские кредиты.Таким кандидатам предоставляется право на

на 10 дополнительных зачетных единиц на экзаменах на государственную службу за вычетом количества зачетных единиц, уже использованных при предыдущем назначении на

.

Само заявление на получение кредитов ветерана военного времени не обязывает заявителя использовать такие кредиты.

Кандидаты, успешно сдавшие экзамен, будут уведомлены об их положении в соответствующем списке с этими

дополнительных баллов или без них. Во время назначения подходящим кандидатам будет предложено подписать формы, используя

или отказавшись от этих дополнительных кредитов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ВОЙНЫ

В соответствии с разделом 85 Закона о государственной службе

Вся служба в вооруженных силах США во время:

Первой мировой войны

6 апреля 1917 — 11 ноября 1918

Мировая война II

7 декабря 1941 — 31 декабря 1946

Корейский конфликт

27 июня 1950 — 31 января 1955

Вьетнамский конфликт

28 февраля 1961 — 7 мая 1975

Конфликт в Персидском заливе

2 августа 1990 г. — дата окончания боевых действий

Служба, за которую ветеран получил экспедиционную медаль вооруженных сил, экспедиционную медаль ВМФ или

экспедиционную медаль Корпуса морской пехоты за:

Боевые действия в Ливане

1 июня , 1983 — 1 декабря 1987

Боевые действия на Гренаде

23 октября 1983 — 21 ноября 1983

Боевые действия в Панаме

20 декабря 1989 — 31 января 1990 90 003

VC-1 Ред. (1/18)

VC-1 Внешнее защитное покрытие — Duratain

VC-1 FAQ’s

Q: Как часто мне нужно натирать воском дом на колесах? Отделка вашего дома на колесах не имеет заводских защитных покрытий или воска.Таким образом, без внешнего защитного покрытия VC-1 от Duratain вам необходимо покрыть его воском в тот день, когда вы принесете домой. Большинство производителей после этого рекомендуют наносить воск каждые 3 месяца. Однако после нанесения внешнего защитного покрытия Duratain VC-1 отпадает необходимость в воске до 5 лет!

В. Является ли внешнее защитное покрытие VC-1 компании Duratain таким же, как прозрачное покрытие или керамическое покрытие? Нет, внешнее защитное покрытие Duratain VC-1 — это долговечное, прочное прозрачное пластифицированное покрытие, подобное тем, которые используются в морской и авиакосмической промышленности.Clear Coat — это «прозрачная лаковая краска», которую необходимо защищать от воздействия окружающей среды с помощью такого продукта, как воск, который необходимо повторно наносить каждые 90 дней. Керамическое покрытие — это «альтернатива воску премиум-класса», которая со временем смывается, по сути, превращая его в просто причудливый воск, а не в долгосрочное решение. Внешнее защитное покрытие VC-1 от Duratain защищает как прозрачное, так и непрозрачное покрытие, устраняя необходимость в воске на срок до пяти лет!

Q: Остановит ли внешнее защитное покрытие Duratain VC-1 образование черных полос? Да, черные полосы возникают из-за грязи и загрязняющих веществ, обычно исходящих с крыши — это невозможно остановить! Тем не менее, внешнее защитное покрытие Duratain VC-1 предотвратит постоянное окрашивание отделки этими черными полосами, одновременно сопротивляясь преждевременному выцветанию.

В: Как помыть автофургон после установки внешнего защитного покрытия Duratain VC-1? Если ваш дом на колесах не слишком грязный, достаточно холодной воды и мягкой щетки для мытья посуды! Если это грязный зверь и ему нужна хорошая ванна, мы рекомендуем Beast Wash, доступную на сайте www.WadeMaid.com. Не используйте для чистки Duratain никаких средств для стирки и воска или автомобильного мыла.

В: Как мне очистить мой автофургон от насекомых после установки внешнего защитного покрытия Duratain VC-1? Мы рекомендуем средство для удаления ошибок и животных, доступное на сайте www.WadeMaid.com. Этот специальный очиститель для автофургона расплавит жучки с вашего дома на колесах и не повредит покрытие VC-1 или отделку вашего дома на колесах. Если вы можете ударить по нему, это очистит его!

Volocopter VC1 (несуществующий прототип)

VC1
Volocopter GmbH
Брушаль, Германия
www.volocopter.com

Volocopter GmbH была основана в 2011 году в Карлсруэ, Германия, Александром Зозелем и Стивеном Вольфом с целью создания электрического мультикоптера с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL) для быстрых и эффективных городских поездок.

Согласно Книге рекордов Гиннеса, первым пилотируемым пилотируемым электрическим мультикоптером стал прототип Volocopter VC1. Мультикоптер VC1 управлял соучредителем, основным конструктором, изобретателем и строителем Томасом Зенкелем 21 октября 2011 года.

Volocopter VC1 — это одноместный прототип самолета eVTOL с 16 отдельными несущими винтами и максимальным временем полета 20 минут. Мультикоптер VC1 весит 80 кг (176,4 фунта) и имеет размеры 5 х 5 м (16.4 фута X 16,4 фута) профиль. Первый полет длился всего 90 секунд, но послужил прототипом для более поздних моделей Volocopter, таких как Volocopter 2X, Volocopter VC200 и Volocopter VoloCity. Безопасность — ключевой фактор для Volocopter.

Видео YouTube с первого полета достигло миллиона просмотров через несколько дней полета. Огромный отклик во всем мире на первый полет показал, что мир готов к городским авиаперелетам, что дало команде подтверждение двигаться вперед и разработать сертифицированный электрический самолет.По состоянию на август 2020 года их знаменитое видео о первом полете набрало более 27 миллионов просмотров.

Сейчас это может быть не очевидно для большинства людей, но в то время, в 2011 году, наличие самолета с электрическим приводом, использование нескольких пропеллеров и использование одного электродвигателя для каждого пропеллера было гораздо более безопасным для полета, потому что если несколько пропеллеров перестанут работать. , другие пропеллеры могут продолжать управлять самолетом и обеспечивать безопасную посадку пассажиров. По словам изобретателя, он может продолжать лететь и безопасно приземляться с 12 работающими пропеллерами.В вертолете отказ несущего или рулевого винта может привести к аварии со смертельным исходом для всех пассажиров. Пропеллеры очень легкие, что значительно снижает вес самолета, что, в свою очередь, значительно увеличивает эффективность самолета, потребляя меньше энергии для его полета и снижая стоимость производства самолета.

Кроме того, отсутствует механический контроль шага для пропеллеров, полетный контроллер (как и те, которые используются в небольших дронах) изменяет скорость пропеллеров индивидуально для вертикального полета и для управления полетом.Использование нескольких небольших пропеллеров, без механического управления, без тяжелого двигателя или трансмиссии — это делает самолет очень легким, снижает стоимость, сокращает время обслуживания и значительно упрощает самолет.

Рассмотрим вертолет, двигатель и трансмиссия, работающие на бензине, очень тяжелые и сложные, есть топливный бак, масло, механические валы от трансмиссии к лопастям и рулевому винту. Все эти механические устройства сложны, тяжелы, дороги и требуют постоянного обслуживания.Отказ любой из этих частей во время полета может привести к катастрофическому отказу и гибели пилотов и пассажиров. Распределенная электрическая силовая установка, то есть множество электрических пропеллеров и электродвигателей, распределенных по самолету, уменьшает опасную единую точку отказа. В случае выхода из строя одного или нескольких пропеллеров оставшиеся пропеллеры могут безопасно посадить самолет.

e-volo (теперь Volocopter) изначально планировалось, что VC1 будет беспилотным самолетом и будет управляться дистанционно, но самолет был настолько устойчивым, что знаменитый первый полет был полетом с экипажем.Компания заявила, что самолет был на удивление устойчивым. Первый пилотируемый полет VC1 принес Volocopter премию Линдберга Фонда Линдберга за достижения в области зеленой авиации. На разработку Volocopter партнерская сеть e-volo получила 2 миллиона евро из федеральных средств. На смену Volocopter VC1 пришел Volocopter VC2, демонстратор без экипажа с 18 винтами вместо 16.

Volocopter будет производить самолеты, управлять услугами воздушного такси, строить Voloports, позволять пассажирам запрашивать рейс через приложение, не будет продавать свои самолеты частным лицам и будет предлагать городские поездки на воздушном такси по конкурентоспособным ценам.Volocopter заявила в ноябре 2019 года, что прототипы VC1, VC2, VC200 и 2X в совокупности совершили более 1000 испытательных полетов, в том числе в Дубае и Сингапуре.

Для получения дополнительной информации о серийных самолетах Volocopter посетите следующие страницы самолетов:

Технические характеристики:

• Тип самолета: прототип eVTOL
• Вместимость: 1 пилот / пассажир
• Кабина пилота: пилот на одном уровне с воздушными винтами, в центре самолета, в открытой кабине
• Крейсерская скорость: неизвестна
• Время полета: 20 минут
• Управление полетом: Джойстик
• Пропеллеры: 16 на четырех стойках, каждая стойка имеет четыре гребных винта
• Электродвигатели: 16
• Батареи: 32
• Масса пустого: 80 кг (176 фунтов)
• Длина и ширина: 5 X 5 м (16.4 фута X 16,4 фута)
• Фюзеляж: без крытого фюзеляжа, у самолета открытый каркас
• Шасси: Одиночный шар для пилата в центре самолета с четырьмя наклонными стойками посадки, расположенными примерно на полпути от центра самолета.
• Функции безопасности: Распределенная электрическая тяга (DEP), обеспечивает безопасность пассажиров и / или груза за счет резервирования. DEP означает наличие на летательном аппарате нескольких пропеллеров и двигателей, поэтому в случае отказа одного или нескольких двигателей или пропеллеров другие работающие двигатели и пропеллеры могут безопасно посадить самолет.Он может безопасно приземлиться, имея только 12 работающих гребных винтов. У будущих самолетов будут баллистические парашюты для дополнительной безопасности.

Информация о компании

Ресурсы:

• Сайт Volocopter
• Волокоптер Facebook
• Volocopter Twitter
• Волокоптер YouTube
• Volocopter Википедия
• Статья: E-volo получает приз Линдберга, History.net, В статье нет даты.
• Статья: Первый пилотируемый полет пишет историю авиации, Volocopter, октября 2011 г.
• Видео: Первый в мире пилотируемый полет на электрическом мультикоптере, forschungsbuero , 28 октября 2011 г.
• Статья: Что имеет 16 двигателей, мяч для пилатеса и мухи ?, Sustainable Skies, , 4 ноября 2011 г.
  Артикул: E-Volo VC1 Volocopter имеет 16 роторов, летает в час пик, , рекомб. , 8 мая 2012 г.
• Статья: Поднимитесь в небо на своем личном мультикоптере, CNET, 12 мая 2012 г.
• Статья: Официально, видео с волокоптера (VC2), Sustainable Skies , 16 июля 2012 г.
• Артикул: Volocopter, Исследование электромобилей , сен.18, 2012
• Артикул: Волокоптер: шестнадцать пропеллеров и один ремень безопасности (фотографии), CNET, 25 мая 2013 г.
• Статья: Фотографии: Восстание волокоптера, Smithsonian Magazine, март 2014 г.
• Артикул: Volocopter получает сертификат летной годности, Volocopter, март 2016 г.
• Статья: Мировая премьера: Волокоптер летает пилотируемым! — Шаг вперед в городской мобильности, Volocopter, апр. 2016 г.
• Статья: Спрос на мобильность по требованию, Vertiflite, январь / февраль 2017 г.
• Статья: Air Mobility Bonanza Beckons Electric VTOL Developers, Vertiflite , март / апрель 2017 г.
• Статья: Первая публичная демонстрация автономного городского воздушного такси, Volocopter, сент.25, 2017
• Статья: Генеральный директор Intel Брайан Крзани, первый пассажир Volocopter, Volocopter, , 8 января 2018 г.
• Статья: Volocopter представляет масштабные услуги воздушного такси, Volocopter, 17 апреля 2018 г.
• Статья: Мобильность будущего: Fraport и Volocopter разрабатывают инфраструктуру аэропорта и пассажирские процессы для служб воздушного такси, Volocopter, 12 февраля 2019 г.
• Белая книга: Пионер революции городского воздушного такси, 1.0, Volocopter, 6 июня, 2019
• Статья: Volocopter представляет VoloCity, свое первое производство eVTOL, Aviation International News Online, , 21 августа 2019 г.
• Статья: Volocopter раскрывает дизайн нового самолета Urban Air Mobility Volocity, который станет первым коммерческим самолетом Volocopter, Volocopter, 21 августа 2019 г.