Comment comprendre Compression vidéo

Si vous avez déjà travaillé avec des images fixes , et vous avez vu la différence de taille de stockage entre une image peu comparables mappé, BMP , et un Picture Experts Group JPEG Joint Photographic , vous avez commencé à comprendre la raison de la compression vidéo . En défaussant informations redondantes , la compression peut économiser de l'espace de stockage et la bande passante nécessaire pour transmettre une image . Contrairement alambics , la vidéo aux Etats-Unis change trente fois par seconde , vingt-cinq en Europe , et 24 pour certains formats haute définition . Pour stocker , traiter et transmettre toutes ces informations d'une manière non compressé prendrait d'énormes ressources . Dans cette annonce , nous allons couvrir les bases.
Instructions
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La compression est la conversion des données dans un format qui prend moins de bits . La taille des données sous forme comprimée , C par rapport à la taille d'origine, O est connu comme étant le rapport de compression R dans la formule R = C /S . Lorsque vous sauvegardez vos fichiers de données informatiques et de les compresser vous éliminez tout simplement des informations redondantes . Si vous pouvez les restaurer à un état ​​identique , le processus est appelé la compression sans perte . Quand il se agit d' images , y compris la vidéo , vous ne pouvez générer un rapprochement de l'image originale . Ce processus est appelé compression avec perte .
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Le dispositif matériel ou logiciel que ne le fait la compression de données est appelé un codeur . L' une est que le décodeur décompresse . Un codec est un dispositif qui fait les deux . Codec peut également se référer au mécanisme mathématique utilisée pour encoder ou décoder comme dans codec JPEG .
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Lors de la compression de couleur pour la vidéo , il existe plusieurs régimes de base . Lorsqu'un film est converti en vidéo pour produire la plus haute qualité , qui sert à manipuler l'image avec des effets vidéo , chacune des composantes de couleur est échantillonné à un rapport de 4 : 4 : 4 ce est à dire Rouge Vert Bleu . Cependant , lors de la prise directement sur les formats de bande comme HD Cam , Digital Betacam ou DV - 50 ne échantillonner le Bleu et Rouge composants du signal à la moitié de ce taux , soit 4 : 2 : 2 . Vidéo DV a un problème de stockage plus grand parce que la bande est si petit, si ce format jette la moitié de nouveau la couleur dans un rapport de 4 : 1 : 1 . Ce est pourquoi DV est terrible avec incrustation , la couleur en mouvement rapide et animations graphiques . Le format origine par le Moving Picture Experts Group , MPEG -2 est le format utilisé sur les DVD . Il peut échantillonner en couleur soit 4 : ce dernier étant le format de distribution plus populaire 0 , : 2 : 2 ou 4 : 2 . Cela explique pourquoi la vidéo tourné en DV ne regarde pas aussi bonnes que celles en DV - 50 se ils sont vus sur un DVD . Au moment où la vidéo DV passe par l'encodage MPEG- 2 , il est effectivement réduit à 4 : 1 : 0
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En vidéo , il ya deux formes supplémentaires de compression , intra-trame , parfois appelés spatiale , et inter cadre, parfois appelé temporelle . Regardons intra-trame en premier. La compression intra-trame plus populaire est appelé . Transformée en cosinus discrète , DCT . Il est utilisé dans le Betacam numérique , le format DV , D- 50 et JPEG est utilisé principalement dans des alambics , mais aussi M- JPEG , Motion JPEG . Ce est un processus compliquent donc je ferai de mon mieux pour simplifier ici. La procédure est basée sur la prémisse que les pixels dans une part de l'image d'une relation avec leurs pixels voisins et que des informations spécifiques détenues dans ne importe quel pixel individuel est relativement faible . La redondance dans l'information est utilisée pour comprimer l'image . Il est échantillonné à 8 x 8 blocs de pixels produisant un cosinus qui permet le traitement pour rejeter tous les détails dans l'image qui sont indétectables à l'oeil humain . Le processus a été perfectionné par essai et erreur jusqu'à ce qu'il n'y avait pas de différence décelable entre l'image originale et celle qui a été compressé . Compression fonctionne mieux quand il ya beaucoup de redondance dans l'image . L'image d'un ballon rouge contre un ciel bleu comprime mieux que le plan d'action de l'internaute à la tête de cet article .
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Il existe plusieurs techniques de compression inter de trame. Ici, nous allons voir une , MPEG- 2 . Comme mentionné précédemment , il est utilisé dans les DVD . MPEG- 2 utilise à la fois intra-image et la compression inter- trame . La compression inter- trame est basée sur un groupe d'images , un GOP qui se répète toutes les demi- secondes . Un GOP est constitué de trames I qui ont le montant total des données après la couleur et la compression intra- frame , mais tous les autres cadres dans un GOP sont virtuels . Après la trame I , l'image suivante à coder est une trame P ou prédictive , qui anticipe l'évolution de la vidéo en excluant les informations redondantes . Entre les cadres bidirectionnels trames I et P , B ou remplir , à la recherche à la fois d'avant en arrière . Le GOP est lue IBBPBBP , etc. , jusqu'à ce que la prochaine trame I . Cette méthode crée une compression très efficace et fonctionne bien jusqu'à il ya beaucoup de changements dans la vidéo .