Come capire Video Compression
Se hai mai lavorato con immagini fisse , e avete visto la differenza di dimensione della memoria tra un po ' un'immagine paragonabile mapped , BMP , e una Joint Photographic Experts Group un'immagine JPEG , hai iniziato a capire il motivo per la compressione video. Scartando informazioni ridondanti , la compressione può risparmiare spazio di archiviazione e la larghezza di banda necessaria per trasmettere un'immagine. Diversamente fotogrammi , video negli Stati Uniti cambia trenta volte al secondo , venticinque in Europa , e 24 per alcuni formati ad alta definizione . Per memorizzare , elaborare e trasmettere tutte queste informazioni in un modo non compresso richiederebbe risorse enormi . In questo intervento , vedremo le basi .
Istruzioni
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La compressione è la conversione dei dati in un formato che richiede meno bit . La dimensione di dati in forma compressa , C rispetto al formato originale , O è noto come il rapporto di compressione R nella formula R = C /O . Quando si esegue il backup dei file di dati del computer e li comprime semplicemente eliminare le informazioni superflue . Se è possibile ripristinare uno stato identico , il processo è chiamato compressione lossless . Quando si tratta di immagini , tra cui video , è possibile generare solo un'approssimazione dell'immagine originale . Questo processo è chiamato compressione lossy .
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Il dispositivo hardware o software che fa la compressione dei dati è chiamato un encoder . Quello che decomprime il decoder . Un codec è un dispositivo che fa entrambe le cose. Codec può anche fare riferimento al meccanismo matematico utilizzato per codificare o decodificare come in JPEG codec .
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Quando la compressione del colore per il video , ci sono diversi schemi di base . Quando un film viene convertito in video per produrre la massima qualità , usato per manipolare l'immagine con effetti video , ciascuna delle componenti colore viene campionato in un rapporto di 4 : 4 : 4 cioè rosso verde blu . Tuttavia , durante le riprese direttamente su formati nastro come HD Cam , Digital Betacam o DV -50 assaggiare solo il blu e rosso componenti del segnale a metà di tale tasso , ovvero 4 : 2 : 2 . DV ha un problema di stoccaggio più grande perché il nastro è così piccolo , in modo che il formato butta via metà nuovamente il colore con un rapporto di 4 : 1 : 1 . Ecco perché DV è terribile con chroma keying , il colore in rapido movimento e motion graphics . Il formato originato dal Moving Picture Experts Group , MPEG -2 è il formato usato su DVD . Può campionare colore sia 4 : 2 : 2 o 4 : 2 : 0 , quest'ultimo essendo formato distribuzione più popolare. Questo spiega il motivo per cui il video girato in formato DV non sembra buono come quelli in DV -50 se sono visti su un DVD . Per il momento il video DV passa attraverso la codifica MPEG - 2 , è effettivamente ridotto a 4 : 1 : 0
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In video Esistono due forme di compressione , telaio intra , a volte chiamato spaziale , e tra telaio , a volte chiamato temporale. Diamo un'occhiata a telaio intra prima . Il più popolare di compressione telaio intra si chiama . Discrete Cosine Transform , DCT . E 'utilizzato in Betacam Digital , il formato DV , D -50 e in formato JPEG di utilizzate principalmente in alambicchi , ma anche M - JPEG , Motion JPEG . E 'un processo complicato quindi farò del mio meglio per semplificare qui . La procedura si basa sul presupposto che i pixel in una quota un'immagine un rapporto con loro pixel vicini e che le informazioni detenuto in qualsiasi singolo pixel è relativamente piccola . La ridondanza in informazioni vengono utilizzate per comprimere l'immagine . Esso viene campionato in 8 x 8 blocchi di pixel produrre un coseno che consentono la lavorazione di scartare eventuali dettagli nell'immagine che sono rilevabili per l'occhio umano . Il processo è stato affinato attraverso tentativi ed errori fino a quando non vi era alcuna differenza rilevabile tra l'immagine originale e quella che è stata compressa . Compression funziona meglio quando c'è un sacco di ridondanza nell'immagine . L'immagine di un palloncino rosso contro un cielo blu comprime meglio del colpo di azione del surfista a capo di questo articolo .
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Ci sono diverse tecniche di compressione telaio interrelazioni . Qui vedremo uno , MPEG - 2 . Come accennato prima che sia usato in DVD . MPEG - 2 impiega sia telaio intra e compressione tra telaio . La compressione tra telaio si basa su un gruppo di immagini , un GOP che si ripete ogni mezzo secondo . Un GOP è composto di fotogrammi I che hanno l'intero importo dei dati dopo il colore e la compressione intra telaio , ma tutti gli altri fotogrammi in un GOP sono virtuali . Dopo il fotogramma I, il fotogramma successivo da codificare è un frame P o predittiva , che anticipa cambiamenti nel video , scartando informazioni ridondanti . Tra il I e P frames , B o fotogrammi bidirezionali compilare , guardando a monte ea valle . Il GOP riproduce IBBPBBP , ecc , fino a quando l' ho fotogramma successivo . Questo metodo crea compressione molto efficiente e funziona bene finché non ci sarà un sacco di cambiamenti nel video .