Error message

  • Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/index.php:4) in _drupal_bootstrap_page_cache() (line 2707 of /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/includes/bootstrap.inc).
  • Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/index.php:4) in drupal_send_headers() (line 1503 of /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/includes/bootstrap.inc).
  • Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/index.php:4) in drupal_send_headers() (line 1503 of /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/includes/bootstrap.inc).
  • Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/index.php:4) in drupal_send_headers() (line 1503 of /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/includes/bootstrap.inc).
  • Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/index.php:4) in drupal_send_headers() (line 1503 of /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/includes/bootstrap.inc).
  • Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/index.php:4) in drupal_send_headers() (line 1503 of /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/includes/bootstrap.inc).
  • Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/index.php:4) in drupal_send_headers() (line 1503 of /home/content/58/3877858/html/sajtovi/videomajstor/includes/bootstrap.inc).

Osnove video kompresije

Osnove video kompresije

Osnovne stvari o video kompresiji

Šta je video kompresija?

Definicija video kompresije u užem smislu

Video kompresija je tehnologija kojom se omogućuje da se video zapiše na takav način da zauzme što manje memorijskog prostora a da se taj video zapis pri puštanju (čitanju, reprodukovanju) što manje razlikuje od originala.

Oblast video kompresije - Šta sve spada pod video kompresiju?

Pri svakom radu sa video fajlovima na računaru zapravo radimo sa digitalnim videom. A digitalni video zapis skoro uvek koristi neku tehnologiju kompresije pa zato sve što radimo u vezi kreiranja ili konvretovanja video fajlova, spada u oblast video kompresije. Na primer u oblast video kompresije spada: izbor codeca, računanje parametara, podešavanje enkodera, enkodiranje, primena filtera i slično.

Pojam video kompresija i pojam enkodiranje

Uz video kompresiju stalno koristimo pojam "enkodiranje".  Pojam "video kompresija" je više opšti naziv za svu tu problematiku oko digitalnog (kompjuterskog) zapisivanja i čitanja videa, dok  pojam "enkodiranje" znači konkretan proces stvaranja video zapisa u određenom formatu. Pošto gotovo svi današnji formati sadrže neke tehnike video kompresije, možemo reći da je enkodiranje konkretan proces kompresovanja videa.

Konvertovanje, transkodiranje, reenkodiranje, rekompresija

Ovo su četiri pojma koja se često sreću u video kompresiji a imaju veoma slično značenje.

Konvertovanje (formata video zapisa) ili Transkodiranje

Najčešće konvertovanje videa je proces kada video zapis koji je u jednom formatu pretvorimo u neki drugi format. Pri tom pretvaranju novi video zapis se stvara enkodiranjem.
Transkodiranje ima isto značenje kao konvertovanje. Znači pretvaranje video zapisa u neki drugi format.

Reenkodiranje ili Rekompresija

Pošto je video koji konvertujemo već jednom bio enkodiran (u nekom formatu), ovo sadašnje enkodiranje sada možemo nazvati reenkodiranje što znači ponovno enkodiranje. Rekompresija ima isto značenje kao i reenkodiranje, znači ponovna kompresija.

Remultipleksovanje - Promena containera

Postoji još jedna vrsta konvertovanja kod koje nema reenkodiranja. To je remultipleksovanje (Remux)  tj proces promene formata container fajla. Pri remultipleksovanju, video i audio zapis se vade iz container fajla a zatim se neizmenjeni stavljaju u novi container fajl.
Više o Remultipleksovanju pročitaćete u tekstu Video fajlovi i obrada videa bez kompresije

Šta je codec a šta enkoder?

Codec je skraćenica od CODER-DECODER ili drugim rečima: enkoder-dekoder. Da bismo razumeli šta je codec trebamo znati šta je enkoder a šta dekoder. U praksi se reč "codec" koristi za sve i svašta ali pojednostavljeno sve "codece" možemo podeliti na one koje koristimo pri puštanju videa i one pomoću kojih enkodiramo.

Enkoder

Enkoder znači ono što obavlja enkodiranje tj. stvaranje video zapisa u određenom formatu. To je softverska komponenta koja je obično ugrađena u neki program za enkodiranje ili se posebno instalira i povezuje sa programima.

Dekoder

Dekoder obavlja "čitanje" video-zapisa. On dakle služi za puštanje (Play) videa.

Kada koristimo reč "codec"?

Kada govorimo o video kompresiji ili enkodiranju, onda pri upotrebi reči "codec" mislimo na enkoder.
Kada govorimo o puštanju videa (u nekom plejeru) onda pod rečju, codec mislimo na dekodere i druge komponente koje učestvuju u prikazu videa.

Lossy ili Lossless kompresija

Svakoj video kompresiji je cilj da se postignu što manji fajlovi ali nemoguće je postići dovoljno male fajlove a da se ne izgubi bar malo kvaliteta. Na osnovu dileme šta je važnije, postići manje fajlove ili sačuvati kvalitet, stvorile su se dve vrste video kompresije, Lossless i Lossy.

Lossless video kompresija

To je vrsta video kompresije kod koje nema nikakvog gubitka kvaliteta. Reprodukcijom lossless kompresovanog video zapisa se postiže prikaz videa identičan originalu. Lossless video kompresiju možete obaviti koliko hoćete puta ali slika će uvek biti identična originalu. To je velika prednost ali takvo očuvanje kvaliteta ima i svoje nedostatke. Glavni nedostatak lossless video kompresije je u tome što se dobijaju ogromni fajlovi. Tako veliki fajlovi su nepraktični i nemoguće ih je koristiti za masovnu upotrebu. Lossless kompresiju koriste profesionalci za arhiviranje video materijala i svi oni koji žele da pri video capturingu sačuvaju maksimalni kvalitet. Video zapis sa lossless kompresijom se kasnije obično obradi, izmontira i konvertuje u neki od popularnih Lossy formata da bi bio pogodan za širu upotrebu.

Lossy video kompresija

Lossy video kompresija je svaka kompresija kod koje je nemoguće zadržati 100% kvalitet slike od originala. Kod ovakve kompresije uvek postoji barem mala razlikau odnosu na original tj. bar mali gubitak kvaliteta. Današnje tehnologije omogućavaju da taj gubitak kvaliteta bude neprimetan. Dobro kompresovan Lossy video, iako nije identičan originnalu obično je toliko dobrog kvaliteta da gledaoc ne može primetiti razliku.Ogromna prednost Lossy kompresije je što se dobijaju mnogo manji fajlovi koji su pogodniji za kopiranje, snimanje na CD medije, upload na internet i ostale svakodnevne namene. To je najpraktičnija i najviše upotrebljavana vrsta video kompresije. Koriste je najpopularniji formati video zapisa MPEG-2, MPEG-4 ASP (DivX), H.264 i slični.

Lossy ili Lossless obrada videa

Svaka obrada videa nakon koje morate video enkodirati da biste dobili konačni rezultat je Lossy jer će se pri tom enkodiranju manje ili više izgubiti na kvalitetu. Lossless obrada videa je takva obrada nakon koje se ne mora vršiti enkodiranje.

Primeri Lossless obrade

- Na primer, pojedini fomati videa omogućavaju da pojedine frejmove isečete tj. izbrišete ih iz video zapisa nakon čega se ostatak video zapisa neizmenjen snima kao novi fajl. Takvo sečenje videa je primer  Lossless obrade.
- Drugi primer Lossless obrade je kada rasecate video fajl na manje delove. Ili kada prethodno isečene delove spajate bez rekompresije.
- Treći primer su operacija Mux, Demux i Remux o čemu ćete više čitati u posebnom tekstu. 
Više o Lossless obradi pročitajte u tekstu Video fajlovi i obrada videa bez kompresije

Video i frejmovi

Video je u stvari serija slika koje se prikazuju jedna za drugom velikom brzinom. Svaka pojedinačna slika u video zapisu se naziva frejm (Frame).

Tehnike video kompresije

Tehnike kojima se postiže smanjnje veličine video zapisa se uglavnom svode na kompresiju sadržaja pojedinačnih frejmova i tehnike zapisivanja promena i razlika među frejmovima.

Intraframe (unutar frejma) ili spatial kompresija

To su tehnke kompresije slike kojima se postiže smanjenje veličine pojedinih frejmova.
U suštini radi se o tehnikama koje su uobičajene kod formata za zapis slika (fotografija). Pošto se video sastoji od slika logično je da se i na svaku od njih mogu primeniti tehnke kompresije slika.
Ove tehnike su odavno došle do svog vrhunca tako da na ovom polju nema mogućnosti za dalje usvršavanje kompresije. 

Interframe (međufrejmovska) ili temporal kompresija

To su tehnike kompresije videa kojima se postiže smanjenje veličine niza sličnih frejmova.
U praksi, razlika izmedju frejmova koji su u dodiru  je veoma mala. Interframe tehnike kompresije koriste tu sličnost kao osnovu za uštedu. Umesto da se svaki frame zapiše u celosti, zapisuje se samo opis u čemu je taj frejm različit u odnosu na prethodni (ili sledeći) frame. Drugim rečima, zapisuje se samo promena. Pošto često nema velikih promena između prethodnog i sledećag frejma, jasno je  da se tako postiže velika ušteda memorijskog prostora.
Tehnologije video kompresije koriste razne načine kojima nastoje da razliku i promene medju frejmovima zapišu na što jednostavniji i štedljiviji način. Novi napredni codeci se razlikuju od starih najviše u upotrebi ovih tehnika.

Vrste frejmova

Video zapisi se najčešće sastoje od tri vrste frejmova. Razlika između pojedinih vrsta frejmova je samo u načinu zapisivanja i načinu čitanja (tumačenja). Pri reprodukciji (prikazivanju), svaki frejm se prikazuje kao normalna slika bez obzira kojom tehnikom je on zapisan u video zapisu.

I-Frames (Intra-frames) ili ključni frejmovi (key-frames)

I-frames imaju veoma važnu ulogu i često se nazivaju ključni frejmovi (key-frames). Naziv intra-frames potiče od toga što su ovi frejmovi zapisani isključivo intraframe kompresijom. Oni sadrže kompletan zapis slike i potpuno su nezavisni od drugih tipova frejmova. Oni služe kao osnova od koje se preračunavaju ostali frejmovi. Prvi frejm u kompresovanom video zapisu  je uvek I-frame. Svaki video zapis mora sadržati ključne frejmove.
Pošto koriste samo unutarfrejmovsku (intraframe) kompresiju, zauzimaju znatno više prostora od ostalih vrsta frejmova. Da bi se postigla snažnija kompresija, teži se tome da se u video zapisu upotrebi manji broj I-frejmova ali ipak na svaki 300 frejmova treba da bude barem jedan I-frame. Kod tipičnog "DivX" video zapisa u proseku je 60 do 100 puta manje I-frejmova od ostalih. Drugim rečima izmedđu dva ključna frejma obično se nalazi oko 60 frejmova drugačijeg tipa.

P-frames (Predicted-frames)

P-frames su složeni frejmovi koji se sastoje od delova koji se predviđaju tj. preračunavaju na osnovu prethodnih frejmova. P-frames su zapisani na drugačiji način od I-frejmova. Oni koriste međufrejmovsku (interframe) kompresiju . Sadrže samo opis koji dekoderu govori u čemu je razlika u odnosu na prethodni frame i zbog toga zauzimaju znatno manje memorijskog prostora nego I-frejmovi. Pri reprodukciji videa dekoder tumači zapis P-frejma i prethodnog frejma i na osnovu tih podataka  kreira potpunu sliku koja se prikazuje na ekranu.

B-frames (Bi-directional-frames) i Bi-directional encoding

U bukvalnom prevodu Bi-directional encoding znači dvosmerno enkodiranje. Pri korišćenju Bi-directional metoda enkodiranja se osim I i P frejmova koriste i B-frejmovi. B-frames su slični kao P-frames samo što za razliku od njih mogu da se preračunavaju i od prethodnog i od sledećeg frejma i tako postižu najmanje moguće zauzeće memorijskog prostora. Zbog toga je upotreba B-frejmova veoma važna kada želite postići visok stepen video kompresije. Na veoma malom bitrateu, bez upotrebe B-frejmova je veoma teško postići zadovoljavajući kvalitet slike.
U suštini Bi-directional encoding je napredna tehnika video kompresije ali nije podržana na svim uređajima.

Broj B-frejmova u nizu

Jednostavnja i manje napredna varijanta Bi-directional encodinga je korišćenje samo jednog B-frejma između frejmova drugih tipova.
Naprednija varijanta je kada se koristi niz od dva ili više B-frejmova između frejmova drugih tipova. Ova naprednija varijanta nije podržana od mnogih uređaja. Većina kućnih plejera i drugih video uređaja podržava samo 1 B-frejm u nizu. Prema popularnom DivX Home Theater Profile standardu sme se koristiti samo jedan B-frejm u nizu upravo zato što se tako osigurava kompatibilnost sa svim uređajima.

GOP - group of pictures

Već smo rekli da su  I-frejmovi potpuno nezavisni od drugih jer koriste samo unutarfrejmovsku kompresiju. P i B fejmovi su zavisni od prethodnih (i sledećih frejmova) pa ne mogu biti protumačeni samostalno. Zbog toga svaki niz slika mora početi I-frejmom (ključnim frejmom) da bi bio čitljiv. Pri reprodukciji videa, codec u bilo kojemm momentu može prikazati I-frame jer je nezavisan i sadrži kompletan zapis neophodan za njegovo prikazivanje. Da bi codec prikazao neki od drugih frejmova u nizu, on mora izračuneti sve frejmove koji mu prethode. Na primer, ako video slučajno premotate na poziciju frejma koji je sedamdeset frejmova udaljen od prethodnog ključnog frerjma, codec mora izračunati prethodnih 69 frejmova da bi prikazao taj željeni frejm. Dakle upotreba malog broja ključnih frejmova čini nezgodnim premotavanje videa i lociranje pojedinih frejmova pri video montaži. Zbog toga nemojte nikada koristiti više od 300 frejmova razmaka između dva ključna frejma.
Svaki niz frejmova koji počinje I-frejmom i traje sve do sledećeg I-frejma se naziva GOP (group of pictures).

GOP-ovi i sečenje video zapisa

GOP-ovi su značajni i kada sečemo video zapis u nekom od odgovarajućih programa za to. Frejmovi iz GOP-a koji slede nakon ključnog frejma se naslanjaju na njega i ne mogu se protumačiti bez njega. Sa svakim ključnim frejmom koji isečemo iz videa mi zapravo izbacujemo celi GOP tj. celi niz slika koji sledi taj ključni frejm.
Više o GOP-ovima i sečenju videa pročitajte u tekstu Video fajlovi i obrada videa bez kompresije

Progressive ili Interlaced

Postoje dve vrste prikazivanja videa. Svaki video je ili Progressive ili Interlaced.

Progressive

Progressive znači da se video sastoji od potpunih slika i da se svaka slika prikazuje u celosti. Ovaj metod prikazivanje slike koristi se na kompjuterima i novim televizorima.

Interlaced

Interlaced znači da se video sastoji od poluslika. Svaka poluslika kod interlaced videa se naziva "field". Svaki field se sastoji od samo parnih ili samo neparnih vodoravnih linija. Pri prikazivanju interlaced videa, naizmenično se prikazuju parne i neparne linije pa sve izgleda glatko ali dve fileda (poluslike) najčešće ne čine delove jedne slike  jer nisu snimljeni u istom trenutku. Kada bi zaustavili  (pauzirali) interlaced video videli bi blago nepoklapanje izmedju parnih i neparnih linija na slici.
Interlaced se koristi za klasičan analogni TV signal a takođe se koristi kod nekih digitalnih video formata. Često se sreće na DVD Video diskovima i video snimcima snimljenim digitalnim kamerama. Interlaced je lošiji metod ali je manje zahtevan za video uređaje pa se zbog toga toliko mnogo i koristio.

Da li je potrebno znati, da li je video Progressive ili Interlaced?

Veoma potrebno. Pre enkodiranja, jako je važno da znamo da li je video koji ćemo konvertovati, Interlaced ili Progressive jer ako video pogrešno tretiramo dolazi do gubitaka kvaliteta i nekih nepoželjnih pojava na slici.
Konkretne metode utvrđivanja da li je video interlaced ili progressive pronaći ćete u tekstu Kako utvrditi da li je video Interlaced ili Progressive?

Šta se dešava ako Interlaced video tretiramo kao Progressive?

Interlaced bez De-interlaceAko Interlaced video tretiramo kao Progressive onda će se na krajnjoj slici pojavljivati vodoravne linije. Na slici pored teksta je prikazan takav primer. Takve vodoravne linije se najčešće pojavljuju oko objekata koji se kreću. Ova pojava izgleda ružno i zamara oči pri gledanju. To je početnička greška i trebate što pre naučiti da ispravno tretirate Interlaced video. 

Kako tretirati Interlaced video?

Da bismo Interlaced video konvertovali u Progressive, u enkoderu ili softveru kojim obavljamo enkodiranje trebamo uključiti De-interlace filtriranje. De-interlace dakle služi da Interlaced sliku pretvori u običnu, tj. Progressive.

Koji metod deinterlacea izabrati?

Postoji više metoda de-interlacea. Svaka od metoda uklanja nepoželjne vodoravne linije ali ima i svoje nedostatke. Skoro svaka de-interlace metoda malo zamućuje sliku ili neke ivice deluju "testerasto". Ipak ove nepoželjne posledice su slabo primetne i krajnji rezultat je opet mnogo bolji nego bez de-interlacea. Za početnike predlažemo da upotrebi "linear blending" de-interlace metod.
Još detalja o De-interlace filtriranju pročitajte u tekstu Filtri i metode filtriranja videa 

Šta se dešava ako slučajno obavimo De-interlace na Progressive videu?

Tada dolazi do blagog zamućenja videa u nekim pokretnim delovima scene. Ponekad se ne primeti nikakav gubitak kvaliteta. Ipak najbolje je da se Progressive tretira kao Progressive.

Da li može da intelaced ostane interlaced i nakon enkodiranja?

Može kod onih video formata koji podržavaju interlaced video. Takvu mogućnost imaju MPEG-2, H.264 i DivX Pro 6.8 codec ili noviji. U slučaju da želite da interlaced video ostane interlaced onda morate paziti na redosled "top field first" ili "bottom field first". Ako izaberete pogrešan redosled onda dolazi do nepoželjnih pojava na slici kao što su seckavije kretanje i neravni rubovi.

Bitrate

Još na samom početku podešavanja codeca, mi zadajemo ili bitrate ili način na koji će enkoder sam izabrati bitrate.
Bitrate govori codecu koliko kilobita u proseku treba potrošiti na svaku sekundu video zapisa.

Bitrate, veličina fajla i kvalitet videa

Bitrate je najvažniji faktor koji utiče na kvalitet videa ali osim na kvalitet utiče na još dosta toga pa je jako važno shvatiti njegov uticaj.
Detaljnije o metodu određivanja najoptimalnijeg odnosa veličine fajla i kvaliteta videa pročitajte u tekstu Računanje parametara 2 - Kako odrediti optimalne parametre

Šta se postiže većim bitrateom?

Veći bitrate daje veći kvalitet ali i veće fajlove.
Veći bitrate znači više kilobita po sekundi video zapisa i codecu je lakše da sačuva kvalitet slike. Prednost većeg bitratea je najviše u tome što olakšava posao codecu pa se može koristiti i neki od jednostavnijih i bržih metoda enkodiranja.
Većim bitrateom se dakle direktno povećava kvalitet videa ali se dobijaju i veći fajlovi. Pošto nije poželjno da fajlovi budu preveliki, treba jako pažljivo izračunati bitrate.

Šta se postiže manjim bitrateom?

Manji bitrate daje manji kvalitet ali i manje fajlove.
Manji fajlovi su praktičniji jer jer ih je lakše smestiti i možete ih snimiti veći broj na CD ili DVD disk.
Manji fajlovi su naročito značajni kod videa namenjenog za internet jer ih tako lakše mogu skinuti i gledati korisnici sa sporijom internet vezom a smanjuju i troškove servera.
Nedostatak malog bitratea je u tome što je codecu teže da sačuva kvalitet pa se može desiti da kvalitet bude nezadovoljavajući. Uz mali bitrate je neophodno koristiti napredne i snažne tehnike enkodiranja koje su obično spore pa enkodiranje traje jako dugo.

CBR, VBR, ABR... bitrate

Uz bitrate se često sreću pojmovi CBR i VBR. Oba pojma su jako važna i ključna za razumevanje bitratea.

CBR (Constant Bitrate)

To znači da se na svaki frejm potroši jednaka količina bitova. Drugim rečima svaka pojedina sekunda video snimka zauzima jednako kilobita tj. tačno onoliko koliko ste zadali bitrate.
Da bi se obezbedilo da će i najkomplikovanije scene zadržati dobar kvalitet mora se upotrebiti dosta visok bitrate za CBR metod. CBR zbog toga postiže slabu kompresiju.

VBR (Variable Bitrate) metode

VBR je naprednija metoda kojom se postiže snažnija video kompresija. To znači da enkoder, tokom enkodiranja može koristiti različiti bitrate za različite delove videa, negde veći negde manji, zavisno od potrebe.
Postoji nekoliko varijanti VBR metoda:

ABR (Average Bitrate) ili VBR sa zadatim prosečnim bitrateom

Average bitrate znači prosečan bitrate. To je jedna varijanta VBR metoda kod kojeg se enkoderu zadaje prosečan bitrate. Enkoder je slobodan da na svaku scenu potroši kilobita koliko je potrebno ali ima zadatak da u proseku bitrate ostane tačno onoliki koliki je zadan. Za najjednostavnije scene koristi ispodprosečan bitrate i tako štedi prostor za složenije scene. Za najsloženije scene koristi nadprosečan bitrate da bi sačuvao kvalitet. Za prosečne scene koristi prosečan bitrate. Na taj način enkoder može da sačuva kvalitet i najsloženijih scena a da pri tome video u proseku koristi zadani (prosečan) bitrate.
Da bi bitrate kod ovog VBR metoda bio dobro rasporedjen neophodno je obavljati dvoprolazno enkodiranje.

VBR sa zadatim kvalitetom

Ovo je posebna metoda enkodiranja kod koje se enkoderu zadaje kvalitet koji mora da postigne sa svakim frejmom. Enkoder tokom enkodiranja može slobodno menjati bitrate koliko god je potrebno da bi postigao zadati kvalitet za svaki frejm. Bitrate u ovom slučaju ostaje nepoznet sve dok se ne završi enkodiranje. Nedostatak ovog metoda je u tome što ne možemo znati kolika će biti veličina fajla.
Način zadavanja kvaliteta se razlikuje od enkodera do enkodera. Obično se kvalitet bira na skali od 1 do 100%. 100% znači maksimalni kvalitet svakog frejma koji taj enkoder može da postigne. Kod nekih enkodera se kvalitet zadaje ukucavanjem quantizera. Manji quantizer znači veći kvalitet i obrnuto. Quantizer 1 znači maksimalni kvalitet. Quantizer 2 znači dvostruko manji kvalitet od maksimalnog, Quantizer 3 znači trostruko manji kvalitet od maksimalnog itd.

Jednoprolazno, Dvoprolazno i Višeprolazno enkodiranje

Jednoprolazno enkodiranje

To je običan, najjednostavniji metod enkodiranja. Codec odjednom obavlja video kompresiju. Ovaj način enkodiranja je jednostavan ali ima dosta nedostataka. Codecu je svaka sledeća scena potpuno nepoznata i codec ne zna na kojim scenama treba da štedi a na kojima da troši bitrate. Zbog toga se bitrate raspoređuje na loš način pa se na kraju dobije video sa primetnim nedostacima i ružnim pojavama na slici. Kod videa rađenog jednoprolaznim ekodiranjem često se primećuje "muljanje"  slike u složenim scenama i često se pojavljuje blocking (pojava krupnih kvadratića na slici).
Jednoprolazno enkodiranje se mora koristiti samo pri video capturingu tj. pri snimanju i kompresovanju uživo jer tada video pristiže do codeca samo jednom pa ne postoji mogućnost drugog prolaza.

Dvoprolazno enkodiranje (Two-pass)

Pri dvoprolaznom enkodiranju, najpre se mora obaviti PRVI PROLAZ u kojem codec ne stvara video zapis već analizira video i zapisuje rezultate analize. Nakon prvog prolaza, codec obavlja DRUGI PROLAZ u kojem vrši enkodiranje i pri tome koristi rezultate analize koje je zapisao pri prethodnom prolazu. Podaci o analiziranom videu pomažu codecu da na najbolji mogući način rasporedi zadani bitrate i da za svaku scenu izabere najbolju tehniku kompresije. Dvoprolaznim enkodiranjem postiže se oko 30% bolji kvalitet videa i izbegavaju se mnoge ružne pojave na slici (pojava kvadratića i muljanje u pojedinim scenama). Dvoprolazno enkodiranje je najoptimalniji tj. najbolji metod kompresovanja.
Dvoprolazno enkodiranje je ključno da bi VBR metod bio pravilno upotrebljen!
Svi koji su upućeni u video kompresiju uvek rade dvoprolazno enkodiranje!

Višeprolazno enkodiranje (Multipass)

Višeprolazno enkodiranje je zajednički naziv za dvoprolazno, troprolazno, četverroprolazno... enkodiranje. Pri trećem ili svakom sledećem prolazu codec obavlja isto ono što obavlja u drugom prolazu tako da se ne dešava ništa suštinski novo. Pri svakom prolazu, codec osim stvaranja video zapisa, obavlja i analizu videa. Podatke o analizi videa ostavlja zapisane na hard disku i koristi ih pri svakom sledećem prolazu.
Obavljanjem trećeg prolaza, poboljšava se kvalitet slike za oko 3% što nije mnogo pa retko ko i obavlja treći prolaz. Pri četvrtom prolazu poboljšanje kvaliteta je skoro neprimetno pa je nepotrebno obavljati više od tri prolaza. Gotovo niko ne obavlja više od tri prolaza.

Gde se zapisuju podaci o prethodnim prolazima?

Ovo je različito od enkodera do enkodera. Neki enkoderi rezultate analize prvog prolaza snimaju kao fajl u folder od samog programa, što je dobro jer ga ne možete nehotično obrisati. Kod nekih enkodera sami birate u koji folder će biti snimljen ovaj fajl. Taj fajl sa rezultatima analize prvog prolaza se obično naziva "log" ili "statistic" ili "information"...

Šta je snažnija a šta slabija video kompresija?

Snažnija video kompresija znači da uz istu veličinu fajla postignemo bolji kvalitet slike ili ako smanjimo veličinu fajla a zadržimo kvalitet slike.
Slaba video kompresija znači da uz istu veličinu fajla postignemo lošiji kvalitet slike.

Šta olakšava a šta otežava snažniju video kompresiju?

Objasniti ćemo neke faktore kod videa, koji utiču na to koliko snažna kompresija se može postići:

Brojnost detalja i složenost slike

Video koji sadrži sliku sa manjim brojem detalja je lakši za kompresovanje. Enkoder lako pronalazi dobar način da kompresuje sliku i postiže snažniju video kompresiju.
Za video koji sadrži sliku sa velikim brojem detalja, važi suprotno. Kod složene slike, enkoder teško može da se izbori sa velikim brojem detalja i ne može lako da postigne snažnu kompresiju.
Tipičan video sa velikim brojem detalja su filmovi koji su snimani u šumama. Scene sa drvećem sa mnogo lišća su jako složene.
Najjednostavniju sliku imaju crtaći. Kod crtanih filmova svaka scena koristi mali broj boja i detalja. Enkoderi sa lakoćom postižu snažnu kompresiju kod crtanih filmova.

Prljava slika

Enkoder na zna šta je to prljavština, šta je to šum. Za enkoder svaki pixel je deo slike. Što je slika prljavija i ima više šuma to ima i više detalja. Enkoderu je zbog toga prljava slika složenija i teško može da postigne snažnu kompresiju sa takvim videom.
Video sa prljavom slikom, obično zahteva bar 20-25% veći bitrate da bi sačuvao kvalitet. Drugim rečima kod prljave slike obično se postiže oko 20% slabija kompresija nego kod čiste slike.
Ako morate postići snažnu kompresiju a imate video sa dosta šuma i prljavštine, tada je nužno da pri enkodiranju primenite neki od preprocesing filtera za uklanjanje šuma ili neko slično pojednostavljivanje slike.

Mirna slika i mali broj promena

Najsnažnija kompresija se postiže kada na videu nema mnogo kretanja i promena od frejma do frejma. Tada enkoder može da postigne veliku uštedu primenom tehnika međufrejmovske kompresije (P i B frejmovi).
Tipičan video sa malim brojem promena su crtaći, TV serije iz žanra sapunice, filmovi iz žanrova drame i erotski. Kod pomenutih vrsta videa uvek možete postići snažniju kompresiju.

Treperenje

Svako treperenje na slici nastalo zbog smetnji ili oštećenja video trake otežava kompresiju. Svaki pixel koji menja boju za enkoder je promena. Kada video mnogo treperi to je mnogo promena i enkoderu je tada teško da koristi prednosti međufrejmovske kompresije. Teško postiže uštede i video kompresija je slabija.
Kod videa sa treperenjem, pomaže da upotrebite preprocesing filtere, koje ubalažavaju trperenje, kao što je na primer "temporal" filtriranje.

Preprocesing

Preprocesing je sve filtriranje i obrada slike koje se primenjuje direktno pred enkodiranje, tačnije u toku enkodiranja. Video se frejm po frejm propušta kroz preprocesing filtere i direktno se predaje enkoderu. Preprocesing filteri se uglavnom bave uklanjanjem šuma, zamućivanjem, ublažavanjem treperenja i drugim oblicima pojednostavljivanja slike. Pri primeni preprocesing filtera, slika se pojednostavljuje (smanjuje se broj detalja i promena) pa enkoder pronalazi način da je zapiše na štedljiviji način i time postiže snažniju kompresiju.
Osim preprocesing filtera koji imaju ulogu da pojednostave video, postoje i filtri koji imaju ulogu da naprave druge izmene slike, na primer: ubacivanje logoa u ugao ekrana, lepljenje subtitla, korekcija kontrasta i boja itd.

VBR (varijabilni bitrate) i dvoprolazno enkodiranje

Verovatno najvažniji faktor za snažnu video kompresiju je upotreba metoda varijabilnog (promenjivog) bitratea i dvoprolaznog enkodranja. Takvom metodom enkoder svakoj sceni i svakoj slici dodeljuje najbolju dozu bitratea i postiže ujednačen kvalitet slike tokom celog trajanja videa. Na svim jednostavnim scenama, enkoder štedi bitrate i koristi ga u delovima videa koji su najsloženiji.
Dvoprolaznim enkodiranjem, uobičajeno se postiže poboljšanje kvaliteta za oko 30% u poredjenju sa običnim jednoprolaznim enkodiranjem. Snažna video kompresija je praktično nezamisliva bez dvoprolaznog enkodiranja.

Loša, dobra i vrhunska video kompresija

Skoro sve video fajlove sa kojima se srećemo, prema uspešnosti kompresije, možemo svrstati u jednu od tri grupe:

Loša video kompresija

Loša video kompresija je svaki metod kojm je dobijen fajl sa lošim kvalitetom slike ili lošim odnoson veličine fajla i kvaliteta slike.

a) loš kvalitet slike

Tipično za početnike i za sve koji ne znaju da podese enkoder. Video sadrži mnoštvo uočljivih ružnih pojava i šuma. Najčešće se uočavaju blocking, ringing, muljanje slike, talasanje i treperenje delova slike... Često se pojavljuju i vodoravne linije jer interlaced video nije deinterlaceovan...

b) ogromna veličina fajlova

To su fajlovi koji su loši iako imaju dobar kvalitet slike jer je kod njih veličina fajla jednostavno prevelika. Mnogo veća veličina fajla nego što treba biti za takav kvalitet slike. Ovo se obično dešava početnicima koji su pronašli način da video konvertuju ali su slabo informisani i ne znaju koji programi i codeci su dobri. 

Dobra video kompresija

Ovo su fajlovi sa zadovoljavajućim kvalitetom slike i zadovoljavajućom veličinom fajla. Pri enkodiranju se podesi srednje snažan metod kompresije ali se zato bitrate uveća da bi se mogao postići dobar kvalitet. Takvi fajlovi su obično 40-60% veći od minimalno mogućih što je prihvatljivo. Enkodiranje obično ne traje predugo a podešavanje enkodera ne zahteva vrhunsko znanje. Ovo je najčešće najoptimalniji izbor jer se ono što ne znate o video kompresiji nadoknađuje upotrebom većeg bitratea.

Vrhunska video kompresija

Najbolji video fajlovi kod kojih se ne primete nikakvi nedostaci ni ružne pojave na slici a veličina fajla je najmanja moguća (najsnažnija kompresija). Za dobijanje vrhunskog kvaliteta potreban je najveći mogući nivo znanja o video kompresiji, dobar ponoćni softver, dobar enkoder, iskustvo i dobro poznavanje tog enkodera.
Takav video enkodiraju najveći znalci video kompresije. Na žalost ovakvi znalci su često perfekcionisti koji uključuju sve moguće opcije i trikove da bi dobili maksimalni kvalitet pa se često dešava da video bude nekompatibilan sa svim uređajima. Razmislite da li je možda bolje, da se malkice žrtvuje kvalitet ali da se strogo poštuju standardi i preporuke. Savetujemo vam da na prvom mesto stavite poštovanje standarda i preporuka o najvećoj kompatibilnosti.

Video kompresija i Audio kompresija

Paralelno sa video kompresijom upotrebljava se i audio kompresija tj. tehnologija kompresovanja audio zapisa. Dakle, pošto je audio praktično prateći i sastavni deo videa, audio kompresiju možemo tretirati kao važnu oblast čvrsto povezanom sa video kompresijom. Detaljima o audio kompresiji ćemo se baviti u drugom tekstu. Za sada je bitno da znate da je najveća sličnost u tome što i kod audio kompresije veći bitrtate znači veći kvalitet zvuka.
O audio kompresiji pročitajte tekst Osnove audio kompresije 

Šta je još važno za video kompresiju?

Video kompresijom tj. enkodiranjem se dobija potpuno novi fajl sa odabranim parametrima. Parametri se podešavaju u samom codecu pre nego što počnemo enkodiranje. Tako da je važno dobro poznavati codec i njegove opcije. Važni su svi parametri video zapisa kao na primer: aspect ratio, rezolucija, Qf bits/pixel itd.
Važno je dobro izračunati parametre da bismo dobro podesili enkoder.

Detaljima o izračunavanju parametara i konkretnim podešavanjima pojedinih enkodera ćeme se baviti u posebnim tekstovima.
video majstor, 6.5.2010
Vrati se na početnu stranicu
Za diskusiju i pitanja na ovu temu možete koristiti naš forum
>>Za učestvovanje na forumu registracija nije neohodna<<