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Como compreender a compressão de vídeo

Se você já trabalhou com imagens estáticas , e já vi a diferença de tamanho de armazenamento entre uma imagem pouco comparável mapeada, BMP, e uma imagem Joint Photographic Experts Group JPEG, você começou a compreender a razão de compressão de vídeo. Descartando informações redundantes , a compactação pode economizar espaço de armazenamento e largura de banda necessária para transmitir uma imagem. Ao contrário de stills , vídeo nos Estados Unidos muda trinta vezes por segundo , vinte e cinco na Europa, e 24 para alguns formatos de alta definição. Para armazenar , processar e transmitir toda essa informação de forma descompactada levaria enormes recursos . Nesta postagem , vamos cobrir o básico .
Instruções
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A compressão é a conversão de dados em um formato que leva menos bits . O tamanho de dados em forma de comprimido , C em relação ao tamanho original , O é conhecido como a taxa de compressão na fórmula I R = C /S . Ao fazer backup de seus arquivos de dados de computadores e comprimi-los você simplesmente eliminar a redundância de informações . Se você pode restaurá-los a um estado idêntico , o processo é chamado de compressão sem perdas . Quando se trata de imagens, incluindo vídeo , você só pode gerar uma aproximação da imagem original. Este processo é chamado de compressão com perdas.
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O dispositivo de hardware ou software que faz a compressão de dados é chamado de um codificador. O que é descomprime o descodificador . Um codec é um dispositivo que faz as duas coisas . Codec também pode se referir ao mecanismo matemático usado para codificar ou decodificar como no codec JPEG.
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Ao comprimir cor para vídeo , existem vários esquemas básicos . Quando um filme é convertido de vídeo para produzir a mais alta qualidade , utilizado para manipular a imagem com efeitos de vídeo , cada um dos componentes de cor é amostrado numa relação de 4 : 4 : 4 ou seja, Vermelho , Azul, Verde . No entanto, quando se fotografa diretamente sobre formatos de fita como HD Cam , Digital Betacam ou DV- 50 apenas provar o azul e vermelho componentes do sinal na metade dessa taxa , ou seja, 4 : 2: 2 . DV vídeo tem um problema de armazenamento maior, porque a fita é tão pequeno , de modo que o formato joga fora metade novamente a cor a uma razão de 4 : 1 : 1 . É por isso que DV é terrível com chroma key , cor movimento rápido e motion graphics. O formato originado pelo Moving Picture Experts Group, MPEG -2 é o formato usado em DVD. Pode amostra de cor , quer em 4 : 2 : 2 ou 4 : 2 : 0 , sendo este último o formato de distribuição mais populares . Isso explica por que o vídeo filmado em formatos DV não olhar tão bom como aqueles em DV- 50, se eles são vistos em um DVD. Até o momento o vídeo DV atravessa a codificação MPEG-2, que é efetivamente reduzida para 4 : 1: 0
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Em vídeo , há duas formas adicionais de compressão , quadro intra , às vezes chamados espacial , e inter quadro, algumas vezes chamado de temporal. Vejamos quadro intra primeiro . O mais popular de compressão intra quadro é chamado. Discrete Cosine Transform, DCT . É usado no Betacam Digital, o formato DV, D-50 e em JPEG de usado principalmente em alambiques , mas também M- JPEG, motion JPEG. É um processo complicar , então eu vou fazer o meu melhor para simplificá-lo aqui. O procedimento baseia-se na premissa de que os pixels de uma parcela de uma imagem de relação com os seus pixels vizinhos e que a informação específica realizada em qualquer pixel individual é relativamente pequena . A redundância de informação é usado para comprimir a imagem . Ele é amostrado em 8 x 8 blocos de pixels produzindo um cosseno que permite o processamento de descartar quaisquer detalhes na imagem que não são detectáveis ​​a olho humano. O processo foi aperfeiçoada através de tentativa e erro até que não houve diferença detectável entre a imagem original e aquele que foi comprimido. Compressão funciona melhor quando há uma grande quantidade de redundância de imagem. A imagem de um balão vermelho contra um céu azul comprime melhor do que o tiro ação do surfista no caput deste artigo .
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Existem várias técnicas de compressão inter- quadro. Aqui nós vamos olhar para um, MPEG-2. Como mencionado antes que ele seja usado em DVD. MPEG-2 emprega tanto quadro intra e inter compressão quadro. A interrelação compressão quadro é baseado em um grupo de imagens , um GOP que se repete a cada meio segundo . Um GOP é composta de quadros I que têm o valor total de dados após cor e compressão quadro intra , mas todos os outros quadros em um GOP são virtuais . Após o quadro I, o próximo quadro a ser codificado é um quadro P ou assistida , que prevê mudanças no vídeo , descartando informações redundantes . Entre o eu e quadros P , B ou quadros bi- direcionais preencher , olhando para trás e para a frente. O GOP reproduz IBBPBBP , etc. , até o próximo quadro I . Este método cria compressão muito eficiente e funciona bem até que haja uma série de mudanças no vídeo.