Hvordan forstå Video Compression

Hvis du noen gang har jobbet med stillbilder, og har sett forskjellen i lagringsstørrelse mellom en sammenlignbar litt kartlagt image, BMP og JPEG Joint Photographic Experts Group bilde, har du begynt å forstå årsaken til videokomprimering. Ved å forkaste overflødig informasjon, kan komprimering spare lagringsplass og båndbredde for å overføre et bilde. I motsetning til stillbilder, video i USA endrer tretti ganger i sekundet, tjuefem i Europa, og 24 for noen HD-formater. For å lagre, behandle og overføre all denne informasjonen i et ukomprimert måte ville ta enorme ressurser. I dette oppslaget, vil vi dekke det grunnleggende.

Bruksanvisning

1 Kompresjon er konvertering av data til et format som tar mindre biter. Størrelsen av data i komprimert form, C i forhold til den opprinnelige størrelse, er O er kjent som kompresjonsforholdet R i formelen R = C / U. Når du sikkerhetskopierer dataene dine filer og komprimere dem du bare fjerne overflødig informasjon. Hvis du kan gjenopprette dem til en identisk tilstand, er prosessen kalles tapsfri komprimering. Når det gjelder bilder, inkludert video, kan du bare generere en tilnærming av det opprinnelige bildet. Denne prosessen kalles komprimering.

2 Maskinvaren eller programvaren enhet enn gjør data komprimering kalles en koder. Den ene som dekomprimerer er dekoderen. En kodek er en enhet som gjør begge deler. Codec kan også referere til den matematiske mekanisme som brukes til å kode eller dekode som i JPEG kodeken.

3 Ved komprimering farge for video, er det flere grunnleggende ordninger. Når en film blir konvertert til video for å produsere den høyeste kvalitet, brukes til å manipulere bildet med video effekter, er hver av fargekomponentene prøvetatt i et forhold på 4: 4: 4 dvs. Rød Grønn Blå. Men når du fotograferer direkte på tape formater som HD Cam, Digital Betacam eller DV-50 bare smake på den blå og røde komponenter av signalet på halve hastigheten, dvs. 4: 2: 2. DV video har en større lagrings problem fordi båndet er så liten, slik at formatet kaster ut halvparten av fargen igjen i et forhold på 4: 1: 1. Det er derfor DV er forferdelig med chroma keying, rask bevegelse farge og bevegelig grafikk. Formatet stammer av Moving Picture Experts Group, MPEG -2 er formatet som brukes på DVD-er. Det kan prøve farge enten i 4: 2: 2 eller 4: 2: 0, sistnevnte er den mer populære distribusjonsformat. Dette forklarer hvorfor video filmet i DV-format ikke se så gode som de i DV-50 hvis de er sett på en DVD. Innen den DV-video går gjennom koding MPEG-2, er det effektivt redusert til 4: 1: 0

4 I videoen er det to andre former for komprimering, intra ramme, noen ganger kalt romlig og inter ramme, noen ganger kalt temporal. La oss se på intra ramme først. Den mest populære intra ramme komprimering kalles. Diskret cosinus Transform, DCT. Det er brukt i Digital Betacam, DV-formatet, D-50 og i JPEG er brukt hovedsakelig i stillbilder, men også M-JPEG, Motion JPEG. Det er en komplisert prosess, så jeg skal gjøre mitt beste for å forenkle det her. Prosedyren er basert på premisset om at pikslene i et bilde dele et forhold til sine nabopiksler og at spesifikk informasjon oppbevares i et enkelt piksel er relativt liten. Den redundans i informasjonen brukes til å komprimere bildet. Det er samplet i 8 x 8 piksler blokker produsere en cosinus som gjør behandlingen til å kaste noen detaljer i bildet som er usynlige for det menneskelige øyet. Prosessen ble slipt gjennom prøving og feiling før det var ingen påviselig forskjell mellom det originale bildet og den som var komprimert. Komprimering fungerer best når det er mye redundans i bildet. Bildet av en rød ballong mot en blå himmel komprimerer bedre enn handlingen skutt av surferen innerst i denne artikkelen.

5 Det er flere inter ramme komprimeringsteknikker. Her skal vi se på en, MPEG-2. Som nevnt før det brukes i DVD-er. MPEG-2 bruker både intra ramme og inter ramme komprimering. Den inter ramme komprimering er basert på en gruppe bilder, en GOP som gjentas hvert halve sekund. En GOP består av I rammer som har hele beløpet av data etter farge og intra ramme komprimering, men alle de andre rammene i en GOP er virtuelle. Etter jeg rammen, er det neste bildet som skal kodes en P eller intelligent ramme, som forventer endringer i videoen, forkaster overflødig informasjon. Mellom Jeg og P rammer, B eller toveis rammer fylle ut, ser både bakover og fremover. GOP spiller IBBPBBP, etc., før neste jeg rammen. Denne fremgangsmåten gir meget effektiv komprimering og fungerer godt inntil det er en rekke endringer i videoen.