Когда размер имеет значение (к вопросу о кодеках)

Друзья, из-за проводящихся технических работ, связанных с переездом форума на новый хостинг, ближайшие несколько дней, будут возможны перебои в работе форума. Некоторое время он будет недоступен. Некоторое время не весь его функционал будет работать в полной мере.

Когда размер имеет значение (к вопросу о кодеках)

Показано с 1 по 3 из 3

  1. #1

    Когда размер имеет значение (к вопросу о кодеках)

    Развитие технологий с каждым годом приближает нас к ещё недавно невообразимой реалистичности картинки и звука. Но такое качество телевизионного сигнала неизбежно влечёт увеличение размера данных. К сожалению, для таких объёмов возможностей средств передачи информации не хватает.

    Как же решается эта проблема?
    Основными способами уменьшения размера данных являются сжатие перед передачей (или записью) и восстановление, когда это необходимо. Для этого используют специальные устройства и/или программы — кодеки. Само название кодек (codec) образовано от сокращённого английского названия устройств, функции которых он выполняет, coder - decoder илиcompressor - decompressor (шифратор — дешифратор, компрессор — декомпрессор).Кодеки могут быть программными или аппаратными. Аппаратный кодек — это специальная микросхема или блок, который преобразует сигнал по заданному алгоритму и в основном использует собственные ресурсы. Программные кодеки — компьютерные программы, использующие ресурсы процессоров основного устройства.Сжатие возможно благодаря определённым свойствам информации и особенностям восприятия её человеком.Поскольку видеозапись — это набор последовательных кадров, его можно рассматривать как набор изображений, выводимых на экран в определённый момент времени. Очень часто соседние кадры имеют схожие, неизменные области. Например, при съёмке персонажа в интерьере неподвижной камерой, без изменения интенсивности и рисунка освещения, задний план практически не меняется. Области со сходными характеристиками называют предсказуемой частью, или избыточностью.

    1800.jpg

    Части изображения, которые претерпевают изменения, называют непредсказуемой частью, или энтропией.Выявляя избыточность, отпадает необходимость передавать ее в каждом кадре. Это позволяет проводить кодирование только изменившихся пикселей, удаляя из кадра ненужную, повторяющуюся информацию. Такой способ кодирования называется кодированием по отличиям.Если в кадре есть движение, количество энтропии резко увеличивается, что неизбежно ведет к увеличению объема разностного сигнала. Для решения этой проблемы используют еще один инструмент кодирования — компенсацию движения (англ. motion compensation).Метод компенсации движения базируется на том, что соседние кадры видео имеют общие элементы, которые при передаче движения смещаются относительно друг друга. Это смещение можно задать как векторы движения отдельных групп элементов изображения. Чтобы вычислить векторы движения, каждый кадр запоминается, разбивается на блоки. В зависимости от применяемого кодека блоки будут иметь разный размер (от 64×64 до 4×4 пикселей). Потом текущий кадр сравнивают с предыдущим и находят совпадения блоков.

    1799.jpg

    Полученный вектор движения кодируется, а при декодировании элементы смещаются в соответствии с этими векторами. Разностные данные получаются значительно меньше кодирования целого кадра. Кодирование с использованием компенсации движения еще называют Inter-кодированием.Для успешной реализации кодирования-декодирования очень важно межкадровое предсказание, где все кадры делятся на типы.Опорные — это тип кадров, которые несут максимум информации об изображении, декодируются без привязки к другим кадрам и служат основой для их построения. Именно поэтому первым кадром в последовательности всегда является опорный кадр. Опорные кадры еще называют І-кадрами (от англ. Intra frame — внутренний кадр) и размещают через равные интервалы или по требованию.Между I-кадрами вставляют дополнительные кадры, которые несут информацию об изменениях и содержат ссылки на другие кадры.Одни из них называют P-кадрами (от англ. Predicted frame – прогнозируемый кадр). P-кадры содержат ссылки только на предыдущие кадры.

    1801.jpg

    В отличие от Р-кадров В-кадры (от англ. Bidirectional frame – двунаправленный) имеют ссылки как на предыдущие, так и на последующие кадры. Они позволяют сократить потери данных между I- и P-кадрами.С использованием Р- и В-кадров растет вероятность ошибок, потому возникла необходимость в дополнительных кадрах, дающих такой же результат, как и основные кадры в потоке. Они получили название SP (switching P) и SI (switching I). Использование SP- и SI-кадров снижает количество ошибок, и также они нужны для переключения между потоками данных.

    1798.jpg

    Все кадры между двумя I-кадрами образуют «группу кадров» (англ. Group Of Pictures или GOP) и немного похожи на слои в видеоредакторах. Отсюда и другое название І, Р, В, SP и SI-кадров — слайсы (от англ. slice — тонкий слой, часть).Кроме удаления одинаковой информации из соседних кадров (временной избыточности), оптимизируют ее и внутри каждого отдельного кадра (пространственной избыточности). Так, информацию о цвете объекта не обязательно указывать для каждого пикселя, достаточно указать граничные точки и градиент заливки.Удивительно, но еще одну возможность уменьшить размер информации ученые нашли, обратив внимание на физиологию.Как известно, глаз человека воспринимает изображение в виде потока света, который, пройдя через оптическую систему, попадает на светочувствительные клетки — фоторецепторы. Эти клетки неоднородны и распределены неравномерно. Одни из них (колбочки) обеспечивают восприятие цвета и формы объекта, другие (палочки) — очень чувствительны к свету, но цвет не различают. В глазу человека находится около 7 млн колбочек и 130 млн палочек, поэтому мы более чувствительны к перепадам яркости и меньше замечаем изменение цвета. Это свойство позволяет при кодировании уменьшить разрешение компонентов цветности изображения (субдискретизация) без заметных потерь в визуальном восприятии.Способы сжатия, которые базируются на физиологических особенностях зрения человека, называются устранением психовизуальной избыточности, или избыточности по восприятию. А удаление из кадра информации, наличие или отсутствие которой незаметно человеку, получило название внутрикадрового кодирования. Кроме этого, в процессе кодирования-декодирования данные подвергаются преобразованиям, масштабируются, квантуются, применяются фильтры и другие способы обработки в соответствии с алгоритмами.В зависимости от конкретного кодека может применяться какой-то один способ кодирования преобразования или несколько. Сжатие может проводиться с потерей данных или без такового. И здесь часто дело не в том, что какой-то из кодеков лучше, а какой-то хуже. Выбор кодека диктуется конкретными требованиями, зависит от вычислительных возможностей устройства, желаемого качества изображения и звука, способа и скорости передачи данных.


  2. Поблагодарили:

  3. #2
    REDCODE

    ВВЕДЕНИЕ
    Являясь собственным форматом файлов RED, REDCODE® RAW (R3D®) эффективно кодирует данные изображения таким образом, чтобы максимизировать гибкость постобработки файлов RAW при сохранении управляемых размеров файлов. Когда в 2007 году был запущен RED ONE ®, REDCODE RAW стал ключевым достижением, сделавший сегодня практической реальностью обработку цифрового видео в 4K . Сегодня, благодаря камерам RED, способным снимать разрешение 8K, REDCODE становится еще более актуальным для управления огромными потоками информации, содержащейся в сверхдетальных изображениях.
    О RAW ВИДЕО
    Данные изображения RAW — это просто цифровые значения, создаваемые датчиком изображения, не обработанные всеми манипуляциями, которые необходимо превратить данные в отображаемое изображение.






    КАК РАБОТАЕТ REDCODE RAW
    Попытка напрямую сжать данные изображения RAW с датчика была бы неэффективной и привела бы к увеличению размера файла, чем необходимо. REDCODE RAW манипулирует данными изображения RAW в полностью обратимом процессе, чтобы сделать их более пригодными для сжатия изображений. Именно эта манипуляция обеспечивает REDCODE RAW высококачественные изображения при небольших размерах файлов, сохраняя при этом всю гибкость и мощность непосредственной работы с несжатыми данными изображений RAW.
    Процесс сжатия REDCODE берет необработанные данные изображения CFA (массив цветовых фильтров) шаблона Байера и разделяет необработанные данные изображения на четыре канала – по одному для красного цвета, два зеленых и синий в четверке Байера. Как только необработанные данные изображения будут в этой форме, функция предварительного выделения гарантирует, что последующее сжатие придаст правильный вес для сохранения заметно важных деталей во всем динамическом диапазоне. Затем 4 канала декоррелируются перед отправкой в механизм сжатия данных изображения.






    ПРЕИМУЩЕСТВА REDCODE RAW
    Преимущества REDCODE RAW заключаются в преимуществах несжатых данных изображения RAW без недостатков, связанных с большими размерами файлов и высокой скоростью передачи данных. Большая часть обработки изображений, при которой данные изображения RAW преобразуются в просматриваемое изображение, приводит к потере информации или точности. Матрица преобразуется, чтобы сделать цвета правильными для дисплея, удаляет или сжимает ненужные цвета.
    отображаемые цвета, а тональная обработка часто удаляет динамический диапазон. Выполнение баланса белого на данных RAW может быть очень эффективным для создания правдоподобного расширения светлых участков в обрезанных областях, но после цветокоррекции изображения
    эти алгоритмы не работают. Постоянно сохраняя ссылку на значения отдельных пикселей на датчике матрицы цветных фильтров (CFA), можно применять улучшенные демозаичные и другие алгоритмы на уровне пикселей для дальнейшего улучшения визуального изображения.
    Обширная поддержка метаданных в формате REDCODE RAW означает, что даже к первым изображениям, снятым на RED ONE, можно применить обновленную обработку изображения, как если бы они были сняты на новейшую камеру RED.

    ДОСТОВЕРНОСТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ
    Качество изображения является ключевой частью философии камеры RED. REDCODE RAW сохраняет основные детали изображения с матрицы камеры — разрешение и динамический диапазон. Многие часто используемые операции обработки изображений, такие как баланс белого, можно применять более точно и с большей точностью к данным изображения RAW. Всегда основывая желаемое цветовое пространство на исходных данных RAW, можно обеспечить наиболее точное преобразование и наилучшую обработку цветов за пределами гаммы, чего невозможно достичь, если используется промежуточное цветовое пространство изображения.

    НЕРАЗРУШАЮЩЕЕ РЕДАКТИРОВАНИЕ
    Обширная 3-я версия REDCODE RAW
    Сторонняя поддержка через RED R3D SDK и в REDCINE-X Pro дает вам возможность неразрушающего редактирования процесса разработки RAW и полностью поддерживается всеми основными программными пакетами постобработки, такими как Adobe, Apple, Avid, Resolve и т. д. Неразрушающее редактирование означает изменение метаданных декодирования путем записи в дополнительный файл метаданных (.RMD), что позволяет вам устанавливать баланс белого и всю обработку цвета непосредственно не повреждая исходного файла.
    Данные изображения в формате RAW. Исходные данные изображения и метаданные R3D RAW всегда сохраняются неизменными.
    R3D Trim позволяет без потерь сделать неподвижный кадр или сокращенный клип из R3d, при этом у Вас всегда остаётся точная копия исходных данных файла R3D, включая все метаданные.

    ГИБКОСТЬ Постпродакшн
    На этапе постобработки различным потребителям изображения требуются изображения в разных форматах. REDCODE RAW облегчает это за счет быстрого декодирования изображения в различных разрешениях, а ссылка на линейные необработанные данные обеспечивает точное преобразование в линейные форматы с плавающей запятой, такие как EXR для рабочих процессов VFX или ACES, кодирование для оценки и полностью готовые изображения для предварительного просмотра или редактирования.

    СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
    REDCode RAW эффективен! Помимо обеспечения большей гибкости изображения, чем запись ProRes, разрешение R3D 8K при соотношении сторон 5:1 обеспечивает скорость передачи данных где-то между ProRes 4444 и 422HQ при 4k!
    8K ProRes 4444 XQ обрабатывает почти в 3 раза больше данных, чем 8K R3D с соотношением сторон 5:1!




  4. Поблагодарил:

  5. #3
    Можно более разжевать, а то как то расплывчато. Сохранять в нем видео можно?


Информация о теме

Пользователи, просматривающие эту тему

Эту тему просматривают: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)

Похожие темы

  1. AnyDVD HD - Когда нельзя, но очень хочется
    от Palych в разделе Общие вопросы авторинга
    Ответов: 26
    Последнее сообщение: 20.07.2017, 22:53
  2. Продай видеокамеру и спи спокойно! (к вопросу о налогах)
    от vasun в разделе Видеоролики интернета
    Ответов: 13
    Последнее сообщение: 21.02.2014, 22:10
  3. Поджать размер DVD данных
    от WishMaster в разделе Общие вопросы авторинга
    Ответов: 16
    Последнее сообщение: 20.06.2013, 14:45
-->