MPEG-2 та домашнє відео. Мистецтво відео

КНИГИ ТА СТАТТІ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Мистецтво відео

MPEG-2 та домашнє відео

Мистецтво відео

Попередні зауваження

У " MPEG-світі " прийнято швидкість потоку відеоданих висловлювати над мегабайтах/сек, а кілобитах/сек. Щоб не змішувати різні швидкості, усі подальші величини наводяться у кілобітах/сек.

Вимоги до якості у всіх різні. Наочно це видно в "аудіомірі": молодь (певного роду, не заглиблюватимуся в класифікацію...) слухає бумбокси за 200$ на дикій гучності і "стирчить", а аудіофіли слухають компонентну систему за 2000$ і зітхають - "недостатньо прозора" середина". Те саме і з відео, тому всі нижченаведені оцінки якості відображають мою особисту думку "просунутого чайника" і ні в які суперечки ні з "ламерами", ні з "професіоналами" я вступати не маю наміру! Я також свідомо спростив "теорію" і не треба мене вчити, що таке "насправді" кодування MPEG-2.

Експерименти із JPEG. початок

Експерименти з реальними фільмами вимагають помітної кількості часу, тому основні закономірності набагато швидше та простіше проілюструвати на прикладі нерухомих зображень. Візьміть якісний "нестиснений" TIFF, "природний" (наприклад, пейзаж), з достатньою кількістю різких кордонів та дрібних деталей, розміром приблизно 600х800 (щоб дивитися на екрані в режимі 100%). У ньому колір кожної точки кодується окремо, "чесно". Це – максимальна (еталонна) якість у рамках 24-бітної колірної моделі. Але людське око має деякі особливості, і сприймає не всю інформацію, тому можна видалити (назавжди!) частину даних без помітної втрати якості (формат JPEG).

У фотошопі або навіть в ACDSee спробуйте стискати картинку з різними параметрами якості і знайдіть відношення розмірів вихідного файлу і JPEG-а при якому спотворення ще практично непомітні. Вийде коефіцієнт в діапазоні 10-25 залежно від картинки та Вашої "суворості". При більшому стиску артефакти явно помітні (кольорові ореоли, квадратна структура), адже в динаміці це "неподобство" ще й ворушиться... Тепер стисніть іншою програмою. Помітної різниці у значенні порогового коефіцієнта швидше за все не буде. Максимум – 10-20%. Я наважуся стверджувати що неможливо (і в майбутньому) підвищити цей коефіцієнт у рази - чудес не буває, інформація нікуди не подіється, не можна все багатство пейзажу вмістити в кілька байт... Усі фрактальні іграшки люблять демонструвати на спеціально підібраних вихідних картинках, а тут йдеться про випадкове, довільне зображення.

Що звідси випливає для відео? Роздільна здатність відеосигналу визначено TV-стандартом, його "комп'ютерний" аналог приблизно 720х576. Звідси при 25 кадрах на секунду отримаємо приблизно 250 000 кбіт/c (нестиснене відео). Застосуємо до кожного кадру JPEG з тим самим "безпечним" коефіцієнтом 10-25. Отримаємо 10000-25000 кбіт/с (залежно від оригіналу). Як відомо, DV-формат - аналог JPEG-стиснення, і потік у нього 28000 (дізнаєтеся? - щоб напевно для будь-якого оригіналу). Таким чином, в більшості випадків подальше покадрове стиснення DV-формату недоцільно, т.к. призводить до помітних артефактів.

Чому MPEG компактніше і що для цього потрібно

Виходить, що 20000-30000 кбіт/с – межа? Це 3-4 хвилини на CD-R та 20-30 хвилин на DVD-болванці. Строго кажучи, для будь-якого довільного зображення із незалежних між собою кадрів – ТАК! А як же чудова якість DVD (5000-8000)? Відповідь: у реальних фільмах послідовні кадри зазвичай взаємозалежні та формат MPEG це використовує. Грубо кажучи, ми стискуємо JPEG не кожен кадр, а різницю між сусідніми кадрами. Оскільки камера у професійних фільмах завжди стоїть на штативі або на рейках, то часто зміни заднього плану незначні або одноманітні, і тому легко щуляться. Динамічні ж сцени (вибухи та ін.) зазвичай "займають" швидкість у "спокійних" шматків за рахунок застосування змінного бітрейту.

Уявимо як виглядає різницевий кадр для об'єкта, що рухається на нерухомому фоні (використовується штатив). Очевидно, весь фон являє собою однотонну площину (у моделі RGB - чорну), і лише невелика частина кадру ("об'єкт") має контрастний з фоном колір. Повернемося до експериментів із JPEG у Фотошопі. Підберіть самі аналогічну картинку і спробуйте - результати вражають... Отже, я підібрав картинку з Берліна (фрагмент фотографії з альбому "Європа-98") - однотонне тло (небо) та невеликий контрастний об'єкт. Розміри 720х546. Виглядає вона приблизно так:

MPEG-2 та домашнє відео

Далі я стиснув її в JPEG так, що артефакти тільки-но почали з'являтися. Вийшло 12К. Після цього три рази пророблялася однотипна операція: до вихідної картинки (нестиснутої) застосовувався фільтр "додати шум" (з різними значеннями шуму) і потім вона стискалася JPEG так щоб вийшло 12К. Фрагменти того, що вийшло:

MPEG-2 та домашнє відео

Наочно видно, які "дикі" артефакти з'являються на зашумленому малюнку після стиснення. На фрагментах не дуже, але на цілому кадрі (а краще на кількох) можна помітити, що навіть шум у 20 одиниць на стиснутому зображенні практично не дратує. Він якось сам фільтрується очима і ми все одно ясно уявляємо собі що там за об'єкт (те саме відбувається коли ми дивимося стару VHS-стрічку або слухаємо касету на магнітофоні). Навпаки - артефакти стиснення, грубі смуги та квадрати дратують, і до них око звикати "не хоче". Щоб артефакти не росли із зашумленістю доводиться тиснути не з однаковим розміром, а з однаковою "якістю". Тоді розміри помітно зростають із зростанням шуму. В даному прикладі при тому самому параметрі "quality" виходила приблизно така лінійка розмірів: 12:24:36:48.

Що це означає для відео? Тільки те, що саме собою значення бітрейту - не гарантія високої якості, багато залежить від якості вихідного матеріалу. Наприклад, якщо вихідний матеріал містить шуми, то щоб не з'явилися артефакти, доводиться піднімати бітрейт у рази...

За ідеальних умов професійного DVD-виробництва MPEG-2 дає виграш (до JPEG) приблизно в 4-5 разів (назвемо це MPEG-добавка). Ще раз сформулюємо ці ідеальні умови у вигляді таблиці:

Умова	профі	Ми, аматори
Колірний шум камери	Низький. Професійні камери за десятки тисяч доларів відрізняється від аматорських за 600 не стільки роздільною здатністю (воно практично однакове) і перенесення кольорів (вона краще, але не визначає ціну). Вони відрізняються великою за розміром (не за пікселями!) матрицею – і відповідно дуже низьким шумом	Високий, особливо у приміщенні. Матриці більшості камер лише 1/6"
Тремтіння фону	Повністю відсутня. Штативи, рейки, наплічні камери	Є завжди, особливо у легких камер і на довгих фокусах.
Освітлення	Ставиться спеціально, навіть нічні сцени зазвичай знімають з підсвічуванням і "затіняють" вже потім, під час монтажу	Часто не контролюється оператором взагалі. В результаті в сутінках та в приміщенні матриця працює з підвищеним шумом
Проміжний стиск, який теж можна розглядати як невеликий шум	Відсутня – у МПЕГ кодується стислий оригінал	DV-стиск присутня за визначенням.

Я припускаю думку, що подальше поліпшення алгоритмів збільшить "MPEG-добавку" разу в півтора, але швидше за все не більше. До речі, MPEG4 всупереч шуму не набагато краще ніж MPEG2 - відсотків на 10 на високих бітрейтах. А горезвісні компакти з DivХ поклавши руку на серце ніхто не назве справжньою DVD-якістю.

І що виходить практично?

Практика показує, що "домашнє" відео на аматорських камерах (через невиконання вищеперелічених умов, насамперед через шум і тряски) тиснеться приблизно вдвічі гірше за професійне, тобто. при тому самому якості має займати вдвічі більший обсяг.

Отримані дані легко подати у вигляді таблиці.

Матеріал	JPEG стиск (Kj)	MPEG добавка (km)	Теоретичний поріг (250000 XNUMX/Kj/Km), кбіт/c	Ідеальна якість (кбіт/c)	Стерпна якість (кбіт/c)
Професійний, "легкий" (мелодрами, крупний план)	20	5	2500	3000-5000 (DVD)	1500-2000 (DivX)
Професійний, "важкий" (бойовики, дрібні деталі, вибухи)	10	4	6200	6000-8000 (DVD)	3000-4000 (DivX), при 1000-2000 артефакти вже надто помітні, хоча такі диски і продають.
Аматорський, "легкий" (наприклад, діти крупним планом, весілля)	20	2,5	5000	6000-8000 (DVD-R, MPEG-2)	3000-4000 (DivX, 20-30 хвилин/CDR)
Аматорський, "важкий" (наприклад, річкові пороги та водоспади, або звичайні але сильно зашумлені сюжети типу оцифрування старих VHS)	10	2,0	12500	9000 (DVD-R, MPEG-2, з окремими дрібними артефактами у важких місцях)	7000-8000 (DVD-R, MPEG-2)

Висновки та поради

Якщо фірмова мелодрама влазить по годині на один CD-R, це не означає, що туди можна запхати Ваші панорамні зйомки пейзажів та архітектури з дрібними деталями, зняті з рук дешевою камерою з вікна автобуса, що тремтить... Точніше, можна, але тільки або 10 хвилин, або найпрекраснішої якості.
MPEG – не засіб зберігання. У кращому випадку – засіб остаточної демонстрації (DVD). Перемонтувати з нього без подальших втрат навряд чи вдасться. Для зберігання оригіналів якісніше і простіше, і часто навіть дешевші цифрові відеокасети (miniDV, D8).
MPEG4/DivX - не панацея і годиться лише для дуже "гладких" сюжетів ("повільні немовлята" крупним планом та ін.) Революційної різниці з MPEG2 він не дає. Невелике кількісне покращення...
...і тому якщо ваші шедеври короткі (10-15 хвилин), а записати їх на болванку все одно не терпиться - не заощаджуйте на болванках (плюньте на DivX), а тисніть їх відразу в MPEG2 з бітрейтом 6000-8000 (в т .Н. "DVD-сумісним" форматі). Пізніше, коли купите DVD-RW, Ви легко створите на основі цих кліпів повноцінний DVD-диск не перекодуючи їх, а отже, не втрачаючи більше як.
До речі, DVD-R давно вже не розкіш. Пристрій - менше 100 $, хороша болванка - менше 2 $, "просто" болванка - менше 1 $.
Тиснути в MPEG2 найкраще CanopusPr ° Coder-ом.
Якщо планується власні зйомки тиснути в МПЕГ, корисно частіше згадувати таблицю "ідеальних умов" - купити і навчитися користуватися штативом і/або штативом, не робити різких "стрибків" камерою, не захоплюватися довгим фокусом з рук, звертати увагу на освітлення і т.д. п...

Автор: Афанасенков М.А; Публікація: pctuner.ru

Рекомендуємо цікаві статті розділу Мистецтво відео:

▪ Pinnacle Studio. Посібник користувача

▪ Захоплення відео у VirtualDub

▪ Знімаємо мультфільм

Дивіться інші статті розділу Мистецтво відео.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Ностальгія знижує фізичний біль 03.03.2022

Нове наукове дослідження вчених з Кита доводить здатність спогадів про минуле знижувати фізичний біль в організмі людини та підвищувати стійкість до стресів.

Справа в тому, що ділянка головного мозку, яка відповідає за біль, відповідальна і за сприйняття ностальгії. Завдяки томографу дослідники Пекінського університету довели можливість ностальгії суттєво полегшити стан здоров'я людини.

Ностальгія - це складна емоція, що стосується самості, автобіографічну пам'ять і винагороду.

Виявилося, що "смак минулого" здатний підняти настрій людині. Наприклад, це можуть бути старі листи, мультфільми чи цукерки з дитинства.

Коли наразі додається біль, досвід вказує на суттєву роль таламуса, місця транзиту інформації між тілом та корою головного мозку. Ця область мозку реагує як на інформацію про ностальгію, так і про біль. Інтегруючи позитивний сигнал бажання в сигнал болю, таламус, очевидно, грає ключову роль цьому знеболювальному ефекті.

Наразі вчені впевнені, що ностальгія може застосовуватися як немедикаментозний спосіб зниження фізичного болю.

Інші цікаві новини:

▪ Чотириядерний смартфон BLU Dash 4.5 з підтримкою двох SIM-карт

▪ Алергія на гроші

▪ Динамічна технологія мережної архітектури

▪ DDL-лазер Panasonic

▪ Про користь сімейних скандалів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Антени. Добірка статей

▪ стаття Бджолина операційна. Поради домашньому майстру

▪ статья Яке виверження було найбільшим в історії? Детальна відповідь

▪ стаття Жасмин чагарниковий. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Високодобротний режекторний фільтр на транзисторах Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Перетворювач напруги на транзисторах Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт