We now offer a subscription for just 10 cents a day*
You will always enjoy the full version of Mp4Gain with all its features and benefits.
For just 10 cents a day*
*Unlimited FULL version of Mp4Gain, billed $US12.50 Quarterly (+ $5 USD one time subscription payment JUST in the first payment).
All other payments will be just $3.12 per month, billed quaterly.
That's only 10 cents per day!
CLICK TO PURCHASE
THIS PRICE ONLY LASTS FOR A FEW DAYS
For just 10 cents a day*
Videocodering, hoe het werkt (deel 1)
De effectieve compressie van video-informatie is gebaseerd op twee hoofdideeën: de onderdrukking van kleine details van de ruimtelijke verdeling van individuele frames die onbeduidend zijn voor de visuele perceptie, en de eliminatie van tijdelijke redundantie in de volgorde van deze frames. Daarom spreken we van ruimtelijke en temporele compressie.
De eerste maakt gebruik van de experimenteel vastgestelde lage gevoeligheid van de menselijke waarneming voor vervormingen van kleine beelddetails. Het oog merkt een niet-uniforme achtergrond sneller op dan de kromming van een dunne rand of een verandering in helderheid en kleur van een klein gebied. Twee equivalente representaties van het beeld zijn bekend uit de wiskunde: de bekende ruimtelijke verdeling van helderheid en kleur en de zogenaamde frequentieverdeling behorende bij de ruimtelijke Discrete Cosine Transform (DCT). In theorie zijn ze equivalent en omkeerbaar, maar ze slaan informatie over de beeldstructuur op totaal verschillende manieren op: de overdracht van vloeiende achtergrondveranderingen wordt verzorgd door laagfrequente (midden) waarden van de frequentieverdeling en de hoogfrequente coëfficiënten. Ze zijn vaak verantwoordelijk voor de fijne details van de ruimtelijke verdeling. Hierdoor kan het volgende compressie-algoritme worden gebruikt. Het frame is verdeeld in 16×16 blokken (720×576 komt overeen met 45×36 blokken), die elk worden omgezet naar DCT in het frequentiedomein. Vervolgens worden de bijbehorende frequentiecoëfficiënten gekwantiseerd (afronding van waarden met een bepaald interval). Als de DCT zelf niet tot gegevensverlies leidt, veroorzaakt de kwantisering van de coëfficiënten uiteraard een verdikking van het beeld. De kwantisering wordt uitgevoerd met een variabel interval: laagfrequente informatie wordt nauwkeuriger verzonden, terwijl veel hoogfrequente coëfficiënten nulwaarden aannemen. Dit zorgt voor een aanzienlijke compressie van de datastroom, maar leidt tot een afname van de effectieve resolutie en de mogelijke verschijning van kleine onechte details (vooral bij blokgrenzen). Klaarblijkelijk
Voor oplettende lezers herhalen we dat dit algoritme afkomstig was van digitale fotografie, waar het onder de naam JPEG werd ontwikkeld om individuele frames efficiënt te comprimeren (JPEG is een afkorting van de naam van de Joint Photographic Experts Group, die het heeft goedgekeurd). Het werd vervolgens met succes toegepast om videosequenties te framen (elk volledig onafhankelijk verwerkt) en omgedoopt tot MJPEG (Motion-JPEG). Er moet ook worden opgemerkt dat de DV-codering van de digitale DV / DVCAM / DVCPRO-standaarden in wezen gebaseerd is op hetzelfde algoritme, maar een flexibeler schema gebruikt met adaptieve selectie van kwantisatietabellen. De compressieverhouding voor verschillende blokken, in tegenstelling tot MJPEG, varieert met de afbeelding: voor niet-informatieve blokken (bijvoorbeeld aan de randen van de afbeelding) neemt deze toe, en voor blokken met een groot aantal kleine details neemt deze af ten opzichte van het middelste niveau van de afbeelding. Als resultaat wordt bij dezelfde kwaliteit het datavolume met ongeveer 15% verminderd (of vice versa, bij dezelfde stroom is de kwaliteit van het uitgangssignaal hoger).
Tijdelijke MPEG-compressie gebruikt een hoge redundantie van informatie in afbeeldingen die door kleine intervallen worden gescheiden. In feite verandert tussen aangrenzende afbeeldingen meestal slechts een klein deel van de scène; er is bijvoorbeeld een vloeiende beweging van een klein object op de achtergrond van een vaste achtergrond. In dit geval moet de volledige informatie over de scène alleen selectief worden opgeslagen, voor referentiebeelden. Voor de rest is het voldoende om alleen verschilinformatie te verzenden: over de positie van het object, de richting en grootte van de verplaatsing, over nieuwe achtergrondelementen (die zich openen achter het object terwijl het beweegt). Bovendien kunnen deze verschillen niet alleen ontstaan in vergelijking met de vorige afbeeldingen, maar ook met de latere (aangezien het erin staat, terwijl het object beweegt, wordt het deel van de achtergrond onthuld dat voorheen achter het object verborgen was). Merk op dat het wiskundig moeilijkste element het zoeken naar verplaatste blokken is, maar weinig structuurverandering (16×16) en het bepalen van de overeenkomstige vectoren van hun verplaatsing. Dit element is echter het meest essentiële omdat het de hoeveelheid vereiste informatie aanzienlijk kan verminderen. Het is de efficiëntie van de realtime uitvoering van dit “slimme” element dat verschillende MPEG-encoders onderscheidt.