wie die Videokomprimierung durchgeführt wird

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Was ist das beste Videoformat?

Best Video Format

Welches Videoformat ist besser?

Video compression

Derzeit haben Sie eine Vielzahl von Optionen zum Speichern und Präsentieren digitaler Multimedia-Informationen. Es gibt viele verschiedene Videoformate, jedes mit seinen eigenen einzigartigen Eigenschaften. In einer solchen Situation stellt sich natürlich die Frage, welches Videoformat besser ist.

Um Informationen in digitale Form umzuwandeln, werden spezielle Programme verwendet – Codecs. Sie erstellen eine spezielle Datei – einen Container, in dem alle Daten gespeichert sind. Diese beiden Konzepte sollten nicht verwechselt werden, da sie völlig unterschiedliche Funktionen erfüllen.

Die folgende Codec-Definition finden Sie auf Wikipedia. Ein Codec ist ein spezielles Computerprogramm, das einen Datenstrom oder ein Signal zur späteren Verwendung konvertiert. Codecs transformieren die verfügbaren Informationen, um sie optimaler und kompakter zu speichern. In diesem Fall bleibt die Hauptstruktur der Datei (des Containers) dieselbe, nur die Art und Weise, wie die Daten dargestellt werden, ändert sich. Die beliebtesten Codecs für die Videoaufzeichnung sind: DivX, XviD, MPEG2, H.264 usw. Wenn Sie einen Film aufnehmen oder beispielsweise online eine Diashow erstellen möchten, müssen Sie entscheiden, welcher Videocodec verwendet werden soll.

XviD ist ein moderner MPEG4-Codec. Ermöglicht das Erhalten von hochauflösenden Bildern in dynamischen Szenen. Gehen Sie daher bei der Auswahl eines Codecs von den Merkmalen und Merkmalen der Videodatei selbst aus. Auf diese Weise können Sie nachvollziehen, welches Videoformat für einen bestimmten Fall am besten geeignet ist. Im Gegensatz zu DivX ist XviD freie Software, die unter der GNU-Lizenz veröffentlicht wird.

Welches Videoformat ist besser?
DivX ist einer der beliebtesten Video-Codecs. Bietet qualitativ hochwertige Bilder. Die mit diesem Codec konvertierten Dateien sind klein und können auf fast allen modernen DVD-Playern angezeigt werden. Ab der fünften Version haben Sie für die Codierung bezahlt.

H.264. Im Vergleich zu den beiden vorherigen Video-Codecs ist H.264 effizienter und bietet höhere Komprimierungsraten, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. In der Regel fehlt dieser Codec jedoch zunächst auf dem Computer und muss zusätzlich installiert werden.

MPEG2 ist ein beliebter Videostandard, der im digitalen Fernsehen aktiv zur schnellen Informationsübertragung eingesetzt wird. Darüber hinaus wird der MPEG2-Codec beim Aufnehmen von DVDs sowie in Videokomprimierungssystemen verwendet.

Angenommen, Sie stehen vor einer bestimmten praktischen Aufgabe: dem Erstellen einer Video-Diashow. Was ist das beste Videoformat für die Aufnahme? Zunächst müssen Sie fortfahren, von wo aus Sie die erstellte Videodatei verwenden. Wenn Sie beispielsweise ein fertiges Video in einen Video-Hosting-Dienst einfügen möchten, verwenden Sie den H.264-Codec, mit dem Sie einen erheblichen Grad an Datenkomprimierung bei minimalem Qualitätsverlust erzielen können. Der PhotoSHOW-Diashow-Hersteller von AMS Software enthält einen vollständigen Satz moderner Video-Codecs und ermöglicht es Ihnen, spektakuläre Diashows aus Fotos in professioneller Qualität zu erstellen.

Die Codecs konvertieren die Informationen dann in eine spezielle Datei, die als Container bezeichnet wird. Ein Container ist eine Art Shell, in der die von Codecs konvertierten Informationen digital gespeichert werden. Die Containerstruktur ist heterogen und umfasst mehrere Komponenten: Videostream, Audiostream, verschiedene zusätzliche Informationen (Dateiinformationen, Titel usw.). Daher kann der Container selbst keine Informationen konvertieren, sondern dient nur zum Speichern. Die gebräuchlichsten Container sind AVI, TS, MP4, MKV. Schauen wir uns einige davon genauer an, um die Frage zu beantworten, welches Videoformat das beste ist.

AVI (Audio-Video Interleaved): bedeutet wörtlich “Interlaced Audio und Video”. Es ist ein universeller Container zum Speichern von Informationen verschiedener Arten. Die AVI-Datei kann Video-, Ton-, Textinformationen usw. enthalten. Es kann auch mehrere Audio-Streams geben. Beim Erstellen einer AVI-Datei kann eine Vielzahl von Codecs verwendet werden. Dieses Videoformat ist ähnlichen Videostandards aufgrund der Benutzerfreundlichkeit und der Vielzahl von Videoaufzeichnungsfunktionen überlegen.

MKV ist ein frei verteilter Container, der als “Matroska” -Projekt bekannt ist. In diesem Multimedia-Container können Sie eine große Menge einer Vielzahl von Informationen speichern, einschließlich Audiospuren in verschiedenen Sprachen, Untertiteln, spezielle Videokapitel usw. erstellen. Das Hauptmerkmal dieses Formats ist die Offenheit des Codes, die es Programmierern aus aller Welt ermöglicht, ihn zu bearbeiten und zu verbessern. Beim Vergleich von AVI mit MKV ist das letztere Videoformat in den meisten Parametern besser als das erstere. Der MKV-Container verfügt über alle erforderlichen Parameter zum Speichern von Videodateien und wird immer beliebter

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Video-Kompression

Video Compression

Videokomprimierung (Videokomprimierung) ist die Kunst, die maximal mögliche Datenmenge ohne merkliche Qualitätsverschlechterung zu entfernen.

Video Compression

Die meisten gängigen Komprimierungsmethoden sind verlustbehaftet (verlustbehaftet), dh das Entpackungsergebnis ist nicht identisch mit der ursprünglichen Quelle. Durch die Reduzierung von Auflösung, Farbtiefe und Bildrate wurde zunächst ein Video in Briefmarkengröße auf dem PC angezeigt. Anschließend wurden Möglichkeiten entwickelt, um Bilder besser zu rendern und das Datenvolumen zu reduzieren, ohne die Bilder zu beeinträchtigen. Abmessungen. Die Videokomprimierung wird durch sogenannte Codecs (Codec – von COmpression / DECompression) implementiert. Es wurden verschiedene Arten von Codecs entwickelt, die in Hardware, Software oder Hardware-Software implementiert sind und eine effiziente Videokomprimierung und -dekomprimierung ermöglichen.

Verlustbehaftete Komprimierungstechniken reduzieren die Datengröße (durch komplexe mathematische Transformationen und das selektive Entfernen visueller Informationen, die unsere Augen und unser Gehirn häufig ignorieren) und können zu einer Verschlechterung der Bildqualität führen. Andererseits werden durch verlustfreie Komprimierung nur redundante Informationen entfernt. Codecs können in Hardware, Software oder Hardware / Software implementiert werden. Die Codec-Komprimierungsverhältnisse reichen von 2: 1 bis 100: 1, sodass große Mengen an Videodaten verarbeitet werden können. Je höher das Komprimierungsverhältnis ist, desto schlechter ist das resultierende Bild. Es zeigt verblasste Farben, Verzerrungen und Interferenzen, die Umrisse von Objekten werden schärfer und am Ende kann das Ergebnis unbrauchbar sein.

Ende der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts basierten die am häufigsten verwendeten Methoden auf einem dreistufigen diskreten Cosinustransformationsalgorithmus (Discrete Cosine Transform – DCT). Der DCT-Algorithmus nutzt die Tatsache aus, dass benachbarte Pixel in einem Bild (physisch nahe, räumlich oder zeitlich nahe aufeinanderfolgende Bilder) dieselbe Bedeutung haben können. Die mathematische Transformation (ähnlich der Fourier-Transformation) wird an 8×8-Pixel-Gittern durchgeführt. Dies erklärt die Blockverzerrungen (Artefakte) bei hohen Komprimierungsstufen. Es hat sich gezeigt, dass niederfrequente Komponenten in visuellen Systemen wichtiger sind als hochfrequente Komponenten. Folglich gewichtet der Quantisierungsprozess sie und entfernt diejenigen, die die geringsten visuellen Informationen enthalten, abhängig vom erforderlichen Komprimierungsgrad. Zum Beispiel kann das Löschen von 50% der konvertierten Daten zum Verlust von nur 5% der visuellen Informationen führen.

Die Komprimierung wurde ursprünglich in Software durchgeführt. Eine unzureichende Prozessorleistung begrenzte den Algorithmus, um seine Aufgabe in 1/25 Sekunde auszuführen, dh die Zeit, die benötigt wird, um einen Rahmen eines sich vollständig bewegenden (“Live”) Videos zu bilden. Avid Technology und andere Pioniere der nichtlinearen Bearbeitung (NLE) veröffentlichten jedoch Ende der 1980er Jahre PC-basierte Bearbeitungssysteme, die Softwarekomprimierung verwendeten. Obwohl das Video ein Viertel der Auflösung des hatte Fernsehen, Farbüberblendung und Blockverzerrung, das NLE-System revolutionierte den Produktionsprozess. Am Anfang wurden diese Systeme für die Offline-Bearbeitung verwendet, als das Material mit Software poliert wurde.

Obwohl die Videoqualität früherer PC-basierter NLE-Systeme der Qualität der Offline-Bearbeitung mit VHS-Videorecordern unterlegen war, hatten NLE-Systeme bestimmte Vorteile. Als Textverarbeitungsprogramm für Videos boten sie einen schnelleren und kreativeren Arbeitsstil. Der Benutzer kann Teile des Videos schnell ausschneiden und einfügen, verbessern und verschiedene für den Produktionsprozess typische Bearbeitungsaktionen ausführen. Außerdem war das Importieren der von NLE generierten Edit Decision List (EDE) auf eine Diskette auf einem Online-Computer viel bequemer als das Schreiben einer temporären Codeliste. Das NLE-System bot nicht nur eine bequemere Version, sondern auch ein Offline-Produkt in der Nähe der endgültigen Version.

NLE-Systeme verschwanden jedoch 1991 praktisch, als die Hardwarekomprimierung Videos in VHS-Qualität lieferte. Die erste Hardware-Videokomprimierung wurde als M-JPEG (Motion JPEG) bezeichnet. Es ist vom DCT-Standard für Standbilder namens JPEG abgeleitet. Dieser Standard wurde nie für die Videokomprimierung entwickelt, aber als C-Cube Anfang der neunziger Jahre einen Codec-Chip herausbrachte, der JPEG-Bilder mit bis zu 30 Standbildern pro Sekunde komprimieren konnte, konnten die Pioniere der NLE-Systeme nicht widerstehen lange Zeit. Durch 50-maliges Komprimieren von Daten konnten PCs digitale Videos verarbeiten.

In der Zwischenzeit wurden PCs schneller und der Speicher billiger, was niedrigere Komprimierungsraten bei besserer Kapazität ermöglichte.