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Osservazioni preliminari

Nel "mondo MPEG" è consuetudine esprimere la velocità del flusso di dati video non in megabyte / sec, ma in kilobit / sec. Per non mescolare velocità diverse, tutti gli altri valori sono espressi in kilobit/sec.

Ognuno ha requisiti di qualità diversi. Lo si vede chiaramente nel "mondo dell'audio": i giovani (di un certo tipo, non approfondirò la classificazione ...) ascoltano boombox per $ 200 a un volume selvaggio e "sporgono", e gli audiofili ascoltano un sistema di componenti per $ 2000 e sospiro: "la parte superiore non è abbastanza trasparente al centro". Lo stesso vale per il video, quindi tutte le seguenti valutazioni di qualità riflettono la mia opinione personale su una "teiera avanzata" e non intendo entrare in alcuna controversia con "lamer" o "professionisti"! Ho anche deliberatamente semplificato la "teoria" e non mi insegno cosa sia "veramente" la codifica MPEG-2.

Esperimenti con i JPEG. Inizio

La sperimentazione con film reali richiede una notevole quantità di tempo, quindi i modelli di base sono molto più rapidi e facili da illustrare con immagini fisse. Prendi un TIFF "non compresso" di alta qualità, "naturale" (ad esempio un paesaggio), con un numero sufficiente di spigoli vivi e piccoli dettagli, di dimensioni circa 600x800 (da visualizzare sullo schermo in modalità 100%). In esso, il colore di ogni punto è codificato separatamente, "ad essere onesti". Questa è la qualità massima (di riferimento) all'interno del modello di colore a 24 bit. Ma l'occhio umano ha alcune caratteristiche, e non percepisce tutte le informazioni, e quindi è possibile cancellare (per sempre!) Parte dei dati senza una notevole perdita di qualità (formato JPEG).

In Photoshop o anche in ACDSee, prova a comprimere l'immagine con diversi parametri di "qualità" e trova il rapporto tra le dimensioni del file originale e JPEG, in cui la distorsione è ancora quasi impercettibile. Otterrai un coefficiente compreso tra 10 e 25, a seconda dell'immagine e del tuo "rigore". A compressione più alta si notano chiaramente gli artefatti (aloni colorati, struttura quadrata), ma in dinamica anche questa "disgrazia" si sposta... Ora comprimi con un altro programma. Molto probabilmente non ci sarà alcuna differenza notevole nel valore del coefficiente di soglia. Massimo - 10-20%. Oserei dire che a volte è impossibile (e in futuro) aumentare questo coefficiente: i miracoli non accadono, le informazioni non scompaiono da nessuna parte, è impossibile racchiudere tutta la ricchezza del paesaggio in pochi byte ... A tutti i giocattoli frattali piace essere mostrati su immagini di origine appositamente selezionate, e il discorso qui riguarda un'immagine casuale e arbitraria.

Cosa segue da qui per il video? La risoluzione del segnale video è determinata dallo standard TV, il suo analogo "computer" è di circa 720x576. Da qui, a 25 fotogrammi al secondo, otteniamo circa 250 kbps (video "non compresso"). Applicare a ciascun fotogramma JPEG con lo stesso fattore "sicuro" di 000-10. Otteniamo 25-10000 kbps (a seconda dell'originale). Come sai, il formato DV è analogo alla compressione JPEG e il suo flusso è 25000 (lo sai? - per essere sicuro di qualsiasi originale). Pertanto, nella maggior parte dei casi, l'ulteriore compressione fotogramma per fotogramma del formato DV non è pratica, perché porta a notevoli artefatti.

Perché MPEG è più compatto e cosa è necessario per questo

Si scopre che 20000-30000 kbps è il limite? Sono 3-4 minuti su un CD-R e 20-30 minuti su un DVD. A rigor di termini, per qualsiasi immagine arbitraria da fotogrammi indipendenti l'uno dall'altro - SÌ! Ma per quanto riguarda l'eccellente qualità del DVD (5000-8000)? Risposta: nei film reali, i fotogrammi consecutivi sono generalmente interdipendenti e il formato MPEG lo utilizza. In parole povere, comprimiamo JPEG non tutti i fotogrammi, ma la differenza tra fotogrammi adiacenti. Poiché la macchina da presa nei film professionali è sempre su un treppiede o su binari, spesso i cambi di sfondo sono insignificanti o monotoni, e quindi facilmente schiacciabili. Le scene dinamiche (esplosioni, ecc.) di solito "prendono" la velocità da pezzi "calmi" a causa dell'uso di un bitrate variabile...

Immaginiamo come appare una cornice di differenza per un oggetto che si muove su uno sfondo fisso (usando un treppiede). Ovviamente l'intero sfondo è un piano solido (nero nel modello RGB), e solo una piccola parte dell'inquadratura ("oggetto") ha un colore contrastante con lo sfondo. Torniamo a sperimentare con i JPEG in Photoshop. Scegli tu stesso un'immagine simile e provala: i risultati sono impressionanti... Quindi, ho preso un'immagine da Berlino (un frammento di una foto dall'album "Europe-98") - uno sfondo solido (cielo) e un piccolo oggetto contrastante. Dimensioni 720x546. Assomiglia a questo:

Successivamente, l'ho compresso in JPEG in modo che gli artefatti iniziassero ad apparire. Si è scoperto 12K. Successivamente, lo stesso tipo di operazione è stato eseguito tre volte: il filtro "aggiungi rumore" (con diversi valori di rumore) è stato applicato all'immagine originale (non compressa) e poi è stata compressa in JPEG in modo che risultasse 12K. Frammenti di quello che è successo:

Puoi vedere chiaramente quali artefatti "selvaggi" appaiono sull'immagine rumorosa dopo la compressione. Non molto bene sui frammenti, ma su tutto il fotogramma (o meglio, su più), si vede che anche un rumore di 20 unità su un'immagine non compressa non è praticamente fastidioso. È in qualche modo filtrato dai nostri occhi e immaginiamo ancora chiaramente che tipo di oggetto sia (la stessa cosa accade quando guardiamo un vecchio nastro VHS o ascoltiamo una cassetta su un registratore). Al contrario, gli artefatti da compressione, le strisce e i quadrati ruvidi sono fastidiosi e l'occhio "non vuole abituarsi". Affinché i manufatti non crescano con il rumore, devi raccogliere non con le stesse dimensioni, ma con la stessa "qualità". Quindi le dimensioni crescono notevolmente con l'aumentare del rumore. In questo esempio, con lo stesso parametro "qualità", è stata ottenuta approssimativamente la seguente linea di dimensioni: 12:24:36:48.

Cosa significa questo per i video? Solo il fatto che il valore del bitrate in sé non è una garanzia di alta qualità, molto dipende dalla qualità del materiale sorgente. Ad esempio, se il materiale sorgente contiene rumore, per evitare artefatti, devi aumentare il bitrate più volte ...

In condizioni ideali per la produzione professionale di DVD, MPEG-2 fornisce un guadagno (rispetto a JPEG) di circa 4-5 volte (chiamiamolo "additivo MPEG"). Ancora una volta, formuliamo queste condizioni ideali sotto forma di tabella:

Ammetto l'idea che un ulteriore miglioramento degli algoritmi aumenterà il "supplemento MPEG" di una volta e mezza, ma molto probabilmente non di più. A proposito, nonostante l'hype, MPEG4 è leggermente migliore di MPEG2, del 10 percento a bitrate elevati. E i famigerati compatti DivX, in tutta onestà, nessuno chiamerà una vera qualità DVD.

E cosa succede in pratica?

La pratica dimostra che il video "casalingo" su telecamere amatoriali (a causa del mancato rispetto delle condizioni di cui sopra, principalmente a causa del rumore e delle vibrazioni) è circa il doppio del video professionale, ad es. con la stessa qualità dovrebbe occupare il doppio del volume.

I dati ottenuti possono essere facilmente presentati sotto forma di tabella.

Conclusioni e consigli

1. Se un melodramma di marca contiene un'ora in un CD-R, ciò non significa che puoi riempire i tuoi scatti panoramici di paesaggi e architettura con piccoli dettagli, tenuti in mano con una fotocamera tremante economica dal finestrino di un autobus ... Più precisamente, puoi, ma solo 10 minuti o la peggiore qualità.
2. MPEG non è un supporto di memorizzazione. Nella migliore delle ipotesi, è la demo definitiva (DVD). È improbabile che sia possibile risalire da esso senza ulteriori perdite. Per conservare gli originali, le videocassette digitali (miniDV, D8) sono migliori e più facili, e spesso anche più economiche.
3. MPEG4/DivX non è una panacea ed è adatto solo per scene molto "fluide" ("bambini lenti" in primi piani, ecc.) Non fornisce una differenza rivoluzionaria rispetto a MPEG2. Un piccolo miglioramento quantitativo...
4. ... ed è per questo che se i tuoi capolavori sono brevi (10-15 minuti), ma non vedi l'ora di masterizzarli su un disco, non salvarli su dischi (sputa su DivX), ma inseriscili immediatamente in MPEG2 con un bitrate di 6000-8000 (incluso il formato .n "compatibile con DVD"). Successivamente, quando si acquista un DVD-RW, è possibile creare facilmente un DVD completo basato su questi clip senza ricodificarli e quindi senza perdere ulteriore qualità.
5. A proposito, il DVD-R non è più un lusso. Un dispositivo costa meno di $ 100, un buono spazio vuoto è inferiore a $ 2, uno spazio vuoto "semplice" è inferiore a $ 1.
6. La mietitura in MPEG2 viene eseguita al meglio con CanopusPr °Coder.
7. Se hai intenzione di scattare le tue foto in MPEG, è utile ricordare più spesso la tabella delle "condizioni ideali": acquista e impara a usare un treppiede e / o un treppiede a spalla, non fare "salti" bruschi con la fotocamera , non lasciarti trasportare dalla lunga messa a fuoco manuale, presta attenzione all'illuminazione, ecc. P...

Autore: Afanasenkov MA; Pubblicazione: pctuner.ru

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