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.
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.
|
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.
|
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.
Šta se dešava ako Interlaced
video tretiramo kao
Progressive?
 Ako 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.
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.
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.
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 |
