JeÜt∞ lepÜφ MPEG2 video

MPEG kodΘry

Pokud u sv²ch vlastnφch video nahrßvek nebo kopiφ film∙ kladete d∙raz na kvalitu obrazu, je v²b∞r vhodnΘho MPEG kodΘru klφΦovΘ rozhodnutφ. KodΘr se mß postarat o to, aby se nic nechv∞lo ani neplßpolalo. Podφvßme se, kter² kodΘr nauΦφ obrßzky opravdu b∞hatà

    Obsah :
       Kopφrovßnφ DVD v p°ehledu
Ligos LSX MPEG Encoder 3.5
bbMPEG 1.24 Beta 18
Honestech Encoder 3.0
DVMPEG 6.0
Cinema Craft Encoder SP 2.64 - vφt∞z testu
TMPGEnc 2.57 - cenov² tip

Srovnßvacφ tabulka mpeg kodΘr∙.

Slovnφk pojm∙
Standardnφ formßty v p°ehledu
Jak kodΘry zachßzejφ s VBR
Jak funguje MPEG: Odstranit to, co nikdo nevidφ


Kopφrovßnφ DVD v p°ehledu

Zopakujme si Φty°i zßkladnφ kroky (viz tabulka) nutnΘ pro kopφrovßnφ DVD film∙. T∞mto krok∙m, kterΘ °ada program∙ integruje do jednoho celku, jsme se z r∙zn²ch pohled∙ ji₧ v n∞kolika Φlßncφch zab²vali a i nadßle budeme. Zde se v∞nujeme procesu k≤dovßnφ - MPEG kodΘr∙m.

Ripovßnφ Nejprve musφ b²t zkopφrovßny zak≤dovanΘ filmovΘ soubory (VOB) z DVD na pevn² disk. To umφ tzv. ripper, nap°. SmartRipper (www.doom9.org).
Konvertovßnφ MPEG kodΘry pot°ebujφ jako zdroj video dat zpravidla AVI soubory. Specißlnφ nßstroje jako VOB2AVI (www.digital-digest.com) p°evedou VOB soubory do AVI formßtu.
K≤dovßnφ Te∩ p°ichßzejφ na °adu MPEG kodΘry, kterΘ p°evedou AVI soubory do MPEG stream∙ (toku video dat) a ovliv≥ujφ kvalitu obrazu filmovΘ kopie.
Vypalovßnφ MPEG soubory musφ b²t potΘ sprßvn∞ vypßleny na CD nebo DVD. K tomu staΦφ dobr² vypalovacφ nßstroj jako Nero (www.ahead.de).


Software na Chip CD
nßzev typ internet
bbMPEG 1.24 beta 18 freeware www.doom9.org
Cinema Craft Encoder SP 2.64 demo na 30 dnφ, vklßdß do videa logo www.cinemacraft.com
DVMPEG 6.0 demo na max. 250 snφmk∙ http://www.darvision.com
Honestech Encoder 3.0 demo omezeno na 1 min. zßznamu www.honestech.com
LSX MPEG Encoder 3.5 demo na max. 30 dn∙ a 1 min. zßznamu www.ligos.com
TMPGEnc 2.57 freeware www.tmpgenc.net


Pro sprßvnΘ ulo₧enφ film∙ je prßv∞ kodΘr obrazu tou nejd∙le₧it∞jÜφ souΦßstφ. Kdo sßhne po tom ÜpatnΘm, zφskß mφsto scΘny s excelentnφm detailnφm v²buchem pouze n∞kolik na₧loutl²ch blok∙ s artefakty. V testu jsme se zam∞°ili na MPEG-2 k≤dovßnφ a to z jednoho prostΘho d∙vodu - kdo ₧ßdß dobrou kvalitu a chce svΘ filmy vypalovat na CD, tomu Video CD (VCD) k≤dovanΘ v MPEG-1 prost∞ nestaΦφ. Formßt Super Video (SVCD) umo₧≥uje takΘ variabilnφ bitrate (datov² tok) a jak dob°e kodΘr s t∞mito variabilnφmi toky zachßzφ spolurozhoduje o koneΦnΘ kvalit∞. P°i n∞kter²ch kompletnφch °eÜenφch jako DVDx m∙₧e b²t kvalita SVCD kv∙li nedobrΘmu MPEG-2 kodΘru podstatn∞ horÜφ, ne₧ kvalita ve formßtu VCD. Ten, kdo chce ve svΘm domßcφm kin∞ pouze a jen opravdovou kvalitu musφ jφt trnitou cestou a sßhnout po samostatnΘm kodΘru - teprve potom nebude zklamßn.



Ligos LSX MPEG Encoder 3.5: KodΘr Ligosu je na trhu ji₧ °adu let a je proto veterßnem mezi testovan²mi nßstroji. NejrychlejÜφm kodΘrem, jak tvrdφ Ligos na sv²ch internetov²ch strßnkßch, ale LSX ji₧ opravdu nenφ. P°i konstantnφch tocφch pokulhßvß n∞kde vzadu mezi poslednφmi. Teprve p°i variabilnφch toto tvrzenφ souhlasφ - skoro. Zatφmco v oblasti rychlosti jde konkurence a₧ na Cinema Craft do kolen, LSX stßle dr₧φ tempo. P°itom vyu₧φvß pln∞ mo₧nostφ variabilnφch tok∙, neumφ ale multipass (vφce pr∙chod∙) - pokud kvalita na prvnφ pr∙chod nenφ ·pln∞ nejlepÜφ, vylepÜenφ nenφ mo₧nΘ. To se stßvß ale jen z°φdka, proto₧e LSX boduje kvalitou obrazu, kterou p°ekonß u₧ jen Cinema Craft. Obraz vykazuje jen malΘ Üum∞nφ a brilantnφ ostrost. I p°i nßroΦn²ch scΘnßch, jako exploze, jsou artefakty v norm∞. ProblΘmy mß LSX jen u pr∙b∞hu barev, proto₧e tam vytvß°φ ostrΘ hrany mφsto plynul²ch p°echod∙. U AVI soubor∙, kterΘ jsou v∞tÜφ ne₧ 1 GB, selhßvß kodΘr ·pln∞ a s chybov²m hlßÜenφm spadne. D∙vodem je to, ₧e se kodΘr p°i dek≤dovßnφ AVI soubor∙ °φdφ podle starΘho Video for Windows standardu, kter² nepamatuje na soubory v∞tÜφ ne₧ 1 GB. Prßv∞ zde pocφtφte, ₧e software je na trhu ji₧ dobrΘ dva roky. Ligos sice nabφzφ vylepÜen² kodΘr jako plug-in do Adobe Premiere, ale ten nenφ k dispozici samostatn∞. U₧ivatel ho vÜak m∙₧e p°ipojit i ke znßmΘmu nßstroji DVDx (www.doom9.org), Φφm₧ u SVCD docφlφ podstatn∞ lepÜφ kvality.



bbMPEG: ProblΘmy s rozpoznßvßnφm scΘn - v n∞kolika snφmcφch se p°ekr²vajφ data dvou r∙zn²ch scΘn.
bbMPEG 1.24 Beta 18: Jedin² opravdov² freeware mezi testovan²mi nßstroji toho sice umφ tolik jako TMPG, ale ne v₧dy ·pln∞ dob°e. Kvalita obrazu zaostßvß - pozadφ siln∞ Üumφ a p°i rychl²ch pohybech naskakujφ po°ßdnΘ makroblokovΘ artefakty, proto₧e rozpoznßvßnφ scΘn patrn∞ moc dob°e nefunguje. Slabosti vykazuje tento kodΘr v oblasti barev. Ty byly ΦßsteΦn∞ tak vybledlΘ, jako kdyby byl obraz upravovßn pomocφ filtru. Z d∙vod∙ t∞chto slabin se bbMPEG hodφ p°edevÜφm ke specißlnφm ·kol∙m. Tento kodΘr je toti₧ takov² mal² multiplexov² mistr: Pro zv²Üenφ kvality zvuku u₧ivatel m∙₧e vybφrat nejen z r∙zn²ch psychoakustick²ch model∙, ale m∙₧e urΦit takΘ velikost v²stupnφho souboru. To je dobrΘ hlavn∞ v p°φpad∞, kdy₧ chcete vytvo°it VCD nebo SVCD, kter² vy₧aduje v∞tÜinou dva CD. Nejzajφmav∞jÜφ je ale mo₧nost °eÜit problΘmy se synchronizacφ ruΦn∞. bbMPEG umo₧≥uje p°i muxovßnφ (viz slovnφk odborn²ch pojm∙) spustit zvuk d°φve resp. pozd∞ji ne₧ obraz. ZvlßÜtnostφ bbMPEG je, ₧e tento kodΘr ·dajn∞ bere i MPEG-2 a VOB soubory, aby je konvertoval. To ale nßÜ test nepotvrdil - program se pokouÜφ naΦφst soubory, ale po chvφli prost∞ a jednoduÜe spadne. Mφnusem je takΘ ji₧ zjevn∞ malß Φi ₧ßdnß prßce na dalÜφm v²voji softwaru.



Honestech Encoder 3.0: Jednoduchß obsluha a optickß vst°φcnost, to jsou p°ednosti tohoto kodΘru. Oproti Üed²m okn∙m konkurence disponuje software dokonce r∙zn²mi grafick²mi vzhledy (skiny). Obsluha je tak jednoduchß, ₧e se i ·pln² zaΦßteΦnφk v tΘto oblasti orientuje intuitivn∞. Vybere jednoduÜe p°φsluÜn² profil a m∙₧e zaΦφt. Snadnß obsluha bohu₧el nekoresponduje s odpovφdajφcφ funkΦnostφ. KodΘr toti₧ nabφzφ jen mßlo voleb pro jemnΘ dolad∞nφ, profily prost∞ ovlßdajφ vÜe. Pokud u₧ivatel jednou vybere SVCD profil a p°epne na variabilnφ bitrate, zeÜedne pole, ve kterΘm by rßd zadal bitrate. Nastavenφ pro ABR (pr∙m∞rn² bitrate) hledß u₧ivatel marn∞ a o profesionßlnφch nastavenφch jako nap°. kvantizaΦnφ matici ani nemluv∞. Hbit∞ pracuje kodΘr jen p°i konstantnφm bitrate, tam se mezi testovan²mi nßstroji pohybuje v lepÜφm pr∙m∞ru. Pro stejn∞ dlouh² ·sek filmu s variabilnφm bitrate pot°ebuje Φty°ikrßt tolik Φasu a u₧ivatel takΘ tolik trp∞livosti. Honestech vyu₧φvß ale naproti tomu celou Üφ°ku pßsma tok∙, kterΘ jsou pro SVCD k dispozici. Kvalita obrazu ale neodpovφdß dΘlce doby ·prav. Ostrost je sice v po°ßdku a takΘ artefakty jsou v norm∞, co ale celkov² dojem kazφ je silnΘ Üum∞nφ. Barvy oblohy na pozadφ p°i naÜem testu pumpovaly, jako by se prßv∞ chystala bou°e i za plnΘho sluneΦnφho svitu. DalÜφ nedostatek mß podle Honestechu odstranit verze 3.5, kterß by m∞la ovlßdat vÜechny dekodΘry, kterΘ jsou integrovßny pod Windows. Doposud nem∞l u₧ivatel u vstupnφho formßtu ₧ßdn² v²b∞r. Bu∩ se jednß o komprimovan² AVI soubor nebo software stßvkuje. KodΘr neakceptuje dokonce ani bezztrßtovou AVI komprimaci pomocφ Huffyuv-kodeku (viz slovnφk odborn²ch pojm∙).



DVMPEG 6.0: KodΘr od Darimu neumφ variabilnφ bitrate, co₧ je jeho hlavnφ nedostatek. NaÜi nahrßvku ve formßtu SVCD proto "ozdobily" z°eteln∞ viditelnΘ artefakty. Abychom mohli i p°esto porovnßvat, nastavili jsme pevn² bitrate na hodnotu 2.000 kbit/s, co₧ odpovφdß pr∙m∞rnΘ hodnot∞ (ABR) u konkurence. To ale takΘ pro kodΘr nedopadlo moc dob°e. Dφky poptßvce ji₧ ale v²robce ohlßsil pro dalÜφ verzi variabilnφ bitrate. Navφc by m∞l program vylepÜit i v oblasti rozpoznßvßnφ scΘn. DVMPEG mß ale i svΘ p°ednosti a je jednφm zmßla MPEG-2 kodΘr∙, kterΘ se zapisujφ pod Windows. Takto po n∞m mohou "sßhnout" i n∞kterΘ externφ programy. Pomocφ tohoto kodΘru nahrßvß nap°. program Virtual Dub (www.virtualdub.org) televiznφ zßznam p°φmo v MPEG-2 formßtu. DalÜφm bonusem je, ₧e DVMPEG obsahuje i dekodΘr. Windows Media Player tak m∙₧e p°ehrßvat MPEG-2 video obsa₧enΘ nap°. ve VOB souborech z DVD. DVMPEG boduje i p°φdavn²mi moduly, kterΘ se sklßdajφ z konvertoru pro p°evod videosoubor∙ do jinΘho formßtu, z multiplexoru, demultiplexoru, stejn∞ tak jako z nßstroje se kter²m m∙₧e u₧ivatel provßd∞t malΘ ·pravy na MPEG souboru, ani₧ by je pro to musel dekomprimovat.


Cinema Craft Encoder SP 2.64 - vφt∞z testu

Cinema Craft: Kdo chce, m∙₧e dodateΦn∞ ruΦn∞ optimalizovat i variabilnφ bitrate.
     
CELKOV╔ HODNOCEN═ 5/5
CENA / V▌KON   nedostateΦn²
CENA cca 1.950 dolar∙
internet www.cinemacraft.com
+ v²bornß kvalita obrazu
+ velmi rychl²
+ VBR multipass
+ profesionßlnφ nastavenφ
- Üpatnß audio kvalita

Cinema Craft Encoder (CCE) je na nejvyÜÜφm stupφnku co se t²Φe rychlosti, proto₧e tento nßstroj je ΦßsteΦn∞ napsßn v Assembleru (p°φmo strojovΘm k≤du). Pokud nenφ komprimace moc velkß, pracuje kodΘr rychleji, ne₧ je reßlnß doba nahrßvky. Jak ukazuje naÜe m∞°enφ u SVCD, je u variabilnφho bitrate (VBR) dokonce o krok nap°ed. Ale rychlost u MPEG k≤dovßnφ moc neznamenß, pokud kvalita obrazu pokulhßvß. Ale takΘ v tΘto oblasti je japonsk² kodΘr na ·rovni a oslnφ syt²mi barvami a jasn²m obrazem. Artefakt je pro CCE cizφ slovo. Pohrßvß si s mo₧nostφ nastavenφ variabilnφho bitrate jako ₧ßdn² jin². KodΘr m∙₧e optimalizovat videotok v celkem devφti pr∙b∞zφch (t°i ale ·pln∞ staΦφ), kdy pro zv²Üenφ kvality p°izp∙sobφ bitrate v ka₧dΘm pr∙b∞hu. Pro puntiΦkß°e mß kodΘr k dispozici takΘ mo₧nost nastavit bitrate ruΦn∞. KodΘr je ale opravdu extrΘmn∞ drah² a mß takΘ nedostatky - CCE neumφ nap°. zm∞nit velikost obrazu. Profily pro VCD a SVCD lze vybφrat teprve potΘ, kdy₧ je vstupnφ soubor k dispozici v odpovφdajφcφm obrazovΘm formßtu (pro SVCD / PAL 480 x 576). TakΘ v oblasti audio nenφ CCE ₧ßdn² mistr. Odpovφdajφcφ nenφ ani kvalita zvuku ani multiplexing. V²sledek znφ tak, jako kdyby p°ekladatel zaspal zaΦßtek.


TMPGEnc 2.57 - cenov² tip

TMPGEnc: TMPG okouzlφ funkcemi, se kter²mi rßdi pracujφ dokonce i profesionßlovΘ - nap°. kvantizaΦnφ matice.
     
CELKOV╔ HODNOCEN═ 4/5
CENA / V▌KON   velmi dobr²
CENA freeware
internet www.tmpgenc.net
+ velk² funkΦnφ rozsah
+ umφ hodn∞ formßt∙
+ velmi dobrß kvalita u VCD
+ odd∞len² multiplexing
- slabiny u variabilnφho bitrate

A¥ se jednß o multiplexing nebo st°φhßnφ resp. spojovßnφ MPEG soubor∙, tento kodΘr umφ tΘm∞° vÜechno. Ani co se t²Φe kvality se nemß TMPG za co styd∞t. P°i MPEG-2 sice obraz trochu Üumφ, ale barva a ostrost jsou v po°ßdku. Zv∞tÜenß tvorba blok∙ p°i zm∞nßch scΘn ale kazφ lepÜφ znßmku. Jinak tomu je ale u MPEG 1, kdy je kodΘr opravdovou ÜpiΦkou a produkuje vynikajφcφ kvalitu obrazu. TMPG takΘ p°idal na rychlosti. Ji₧ od verze 2.50 je jeho pov∞st pomalΘho kodΘru nepravdivß. Osv∞dΦil se v porovnßnφ s jin²mi testovan²mi kodΘry nap°φklad p°i nßroΦnΘ procedu°e dvoupr∙chodovΘho k≤dovßnφ s variabilnφm bitrate. KodΘr disponuje vÜemi nutn²mi volbami pro bezproblΘmov² p°evod VOB souboru z DVD do MPEG v p°φsluÜnΘm SVCD formßtu. Dφky vestav∞nΘmu bitrate kalkulßtoru m∙₧e u₧ivatel zjistit, od kterΘho bitrate je prßzdn² CD disk ji₧ napln∞n a m∙₧e, pokud je to nutnΘ, bitrate snφ₧it. Navφc TMPG spolupracuje s konverznφm nßstrojem Vob2Avi a naΦφtß jeho projektovß data (D2V) p°φmo a m∙₧e proto pracovat s VOB soubory, ani₧ by tyto musely b²t nejprve p°evedeny do AVI. S oznaΦenφm freeware to u tohoto nßstroje neplatφ a₧ tak ·pln∞. TMPG "vlastnφ" MPEG-2 schopnost jen 30 dnφ. Kdo chce vφc, musφ platit. Tento Φasov² limit nenφ ale ₧ßdn² problΘm - po novΘ instalaci se jede dßl.



Slovnφk pojm∙

Bitrate Datov² tok udßvß, kolik bit∙ pojme jedna sekunda filmu. P°i variabilnφm bitrate (VBR) m∙₧e tato hodnota oproti konstantnφmu bitrate (CBR) kolφsat. U v∞tÜiny kodΘr∙ m∙₧e u₧ivatel nastavit p°es avarage bitrate (ABR) po₧adovanou pr∙m∞rnou hodnotu.
Multipass Postup, p°i kterΘm kodΘr v n∞kolika pr∙b∞zφch analyzuje video, aby p°izp∙sobil bitrate po₧adavk∙m scΘny.
Multiplexing (muxovßnφ) MPEG kodΘr zpracovßvß zvukovou a video stopu odd∞len∞ a teprve po k≤dovßnφ je spojφ op∞t dohromady.
KvantizaΦnφ matice Tabulka hodnot, kterΘ vyu₧φvß kodΘr pro provedenφ kvantizace (urΦenφ stupn∞ komprese).
YUV Zobrazφ bod obrazu podle hodnot jasu a barev. MPEG-2 pou₧φvß mimo jinΘ YUV 4:2:2. Y znamenß jas (luminanci) a mß Φty°i Φßsti. BarevnΘ podφly (chrominance) obsahujφ dv∞ Φßsti Φervenß-azurovß (U) a dv∞ Φßsti ₧lutß-modrß (V). Proto₧e lidskΘ oko siln∞ji vnφmß zm∞ny ostrosti, je u MPEG pou₧φvßn YUV model mφsto standardu barevn²ch hodnot RGB (Φervenß/zelenß/modrß) nebo CMY (azurovß/fialovß/₧lutß).
Huffmanovo k≤dovßnφ Bezztrßtov² komprimaΦnφ postup na bitovΘ ·rovni, kter² je pou₧φvßn takΘ u MPEG.



Standardnφ formßty v p°ehledu

P°ednosti velmi kompatibilnφ, nφzkΘ po₧adavky dobrß kvalita, dv∞ jazykovΘ stopy velmi dobrß kvalita, vφcekanßlovΘ audio, p°φdavnΘ funkce, velmi vysokß kompatibilita
Nedostatky nφzkΘ rozliÜenφ omezen∞ kompatibilnφ velkΘ po₧adavky na mφsto, specißlnφ a dra₧Üφ mΘdium
Technickß data
Komprese videa MPEG-1 1.150 kbit/s MPEG-2 do 2.600 kbit/s MPEG-2 do 10.000 kbit/s
Komprese audia MPEG-1 Layer 2 224 kbit/s MPEG-1 Layer 2 do 224 kbit/s MPEG-2, AC-3, DTS do 768 kbit/s (vφcekanßlov² zvuk)
Vφcekanßlov² zvuk Stereo / Dolby Surround Stereo / Dolby Surround, Φty°kanßlov² nebo dvojjazyΦn² Dolby Digital, DTS, Dolby Surround
Variabilnφ bitrate ne ano ano
RozliÜenφ (PAL standard) 352 x 288 bod∙ 480 x 576 bod∙ 720 x 576 bod∙
Video na 80 minutov² prßzdn² CD resp. DVD asi 79 minut od 45 do asi 70 minut do asi dvou hodin na jednu vrstvu (4,7 GB)
Formßt a kvalita p°ehrßvßnφ Video CD odpovφdß p°ibli₧n∞ VHS kvalit∞. P°i maximßlnφ kvalit∞ asi 45 minut videa na jeden CD. Snφ₧enφm bitrate se na jeden CD disk vejde a₧ 60 minut. DVD je zalo₧eno na systΘmu soubor∙ UDF. Video je zapakovßno do soubor∙ o velikosti 1 GB a poskytuje skv∞lou kvalitu.
Kompatibilita Video CD lze p°ehrßt ve v∞tÜin∞ DVD p°ehrßvaΦ∙ a na PC. Lze p°ehrßt na mnoha levn²ch DVD p°ehrßvaΦφch. PC musφ b²t pro p°ehrßnφ tak v²konnΘ jako pro DVD. Pro p°ehrßnφ na PC je p°edpokladem taktovacφ frekvence od 600 Mhz a DVD-ROM mechanika.
Pou₧itφ Ideßlnφ formßt, kdy₧ se jednß o maximßlnφ kompatibilitu. Perfektnφ pro kopφrovßnφ DVD, dobrß kvalita, nahrßvka vhodnß pro DVD p°ehrßvaΦe. Perfektnφ formßt pro kinofilmy a profesionßlnφ video.


Jak kodΘry zachßzejφ s VBR

Prßce s variabilnφmi toky je vrcholem k≤dovacφho um∞nφ. Jenom tak m∙₧e toti₧ kodΘr vytvo°it p°i vyÜÜφ komprimaci dobr² obraz. V akΦnφch sekvencφch s velk²m pohybem zvyÜujφ dobrΘ kodΘry hornφ hranici bitrate a₧ na maximum, a naopak v klidn²ch scΘnßch bitrate spo°φ. P°edpokladem pro tento proces je dobrΘ rozpoznßvßnφ scΘn, aby kodΘr v∞d∞l, jak a kdy tok upravit.


Cinema Craft SP 2.64: SprßvnΘ Φasovßnφ a ₧ßdnΘ hektickΘ v²chylky dφky multipassu - Cinema Craft Encoder poΦφtß perfektn∞.

LSX 3.5: SprßvnΘ Φasovßnφ a ₧ßdnΘ hektickΘ v²chylky dφky multipassu - Cinema Craft Encoder poΦφtß perfektn∞.

TMPGEnc 2.57: Variabilnφho bitrate se u TMPG tΘm∞° nedoΦkßte. O tom sv∞dΦφ takΘ k°ivka, kterß skoro nejde dol∙.

bbMPEG 1.24: bbMPEG s bitrate Üet°φ, v porovnßnφ s Cinema Craft Encoder a LSX n∞kdy dokonce i propßsne "akci".

Honestech Encoder 3.0: KodΘr nenφ s bitrate tak variabilnφ jako CCE a LSX, ale Φasovßnφ sedφ.

DVMPEG 6.05: Tak vypadß konstantnφ bitrate, proto₧e DVMPEG variabilnφ neumφ, a to pro kvalitu nenφ zrovna to nejlepÜφ.


KNOW-HOW

Jak funguje MPEG: Odstranit to, co nikdo nevidφ

Pokud bychom nahrßvali film nekomprimovan², pak by jeden takov² film zabral bez problΘm∙ 100 GB. S pou₧itφm MPEG standardu m∙₧e kodΘr toto mno₧stvφ dat znaΦn∞ zredukovat. Kompletnφ film se pak vejde na jeden DVD disk (okolo 4,7 GB) nebo na dva CD disky (jako SVCD okolo 1,5 GB).
MPEG kodΘry pou₧φvajφ p°edevÜφm dv∞ metody redukce dat:
  • Mφsto uklßdßnφ filmu jako mno₧stvφ jednotliv²ch obrßzk∙ se kodΘry pokouÜejφ uchovat jen rozdφly mezi jednotliv²mi obrßzky (viz bod 3). Mezi dv∞ma nßsledujφcφmi obrßzky toti₧ existuje velkß podobnost.
  • KodΘry vyu₧φvajφ slabin lidskΘ schopnosti vnφmßnφ. ObrazovΘ informace, kterΘ lidskΘ oko nem∙₧e registrovat, jednoduÜe odstranφ (viz bod 4).

    Aby bylo mo₧no tyto metody pou₧φt, je MPEG stream vystav∞n hierarchicky (viz bod 1).

    1. MPEG hierarchie: Od videa sm∞rem dol∙ a₧ k pixelu



  • Videosekvence obsahuje ve svΘm zßhlavφ (header) vÜeobecnΘ informace o filmu (m∞°φtko obrazu, rozm∞ry obrazu, framerate).
  • Mno₧stvφ obrßzk∙ je spojeno do Group of Pictures (GOP) (viz bod 2).
  • Na ·rovni pod GOP je obrßzek (picture). Popisuje pozici obrßzku uvnit° GOP a o jak² druh obrßzku se jednß. (viz bod 2).
  • Obrßzek (picture) je rozd∞len do slices (Φßstφ), kterΘ obsahujφ vφce makroblok∙.
  • Makroblok obsahuje 16 x 16 obrazov²ch bod∙ a sestßvß z r∙zn²ch blok∙ (viz bod 4). P°edstavujφ nejni₧Üφ ·rove≥ a obsahujφ v₧dy 8 x 8 (64) hodnot pro jas resp. barvu (viz rßmeΦek OdbornΘ pojmy a YUV).

    2. Centrßlnφ element: Skupina obrßzk∙



  • Prvnφ ·rove≥ po zßhlavφ obsahuje skupinu obrßzk∙, nazvanou Group of Pictures (GOP). Jedna GOP obsahuje 10 a₧ 15 jednotliv²ch obrßzk∙ (frames).
  • Nejprve je zalo₧en tzv. intra frame (I-frame). Jen I-frame jsou celΘ obrßzky, odpovφdajφ tedy JPEG. Do jednΘ sekundy filmu jsou umφst∞ny asi dva.
  • Dßle jsou vytvo°eny tzv. predicted frames (P-frames). Jsou odvozeny od poslednφho p°edchßzejφcφho I- nebo P-frame. Nov² P-frame obsahuje informace o t∞chto zm∞nßch.
  • nakonec vzniknou tzv. bidirectional predicted frames (B-frames). Ty tvo°φ hlavnφ podφl v GOP, obsahujφ ale nejmΘn∞ dat. Odvozujφ se jak od p°edchßzejφcφho, tak od nßsledujφcφho P- nebo I-frame. KodΘr u₧φvß jejich informace pro tvorbu B-frame.

    3. Jak se komprimuje pohyb



  • KodΘr se pokouÜφ spojit makrobloky, kterΘ jsou spoleΦn∞ posouvßny (motion estimation). Pokud p°es vφce obrßzk∙ takovΘ makrobloky najde, mohou b²t popsßny pomocφ posuvn²ch vektor∙. Tφm se mno₧stvφ dat siln∞ zredukuje.
  • Proto₧e ale nelze p°es vektory propoΦφtat vÜechny zm∞ny, z∙stane jeÜt∞ jeden "chybn² obrßzek" (z rozdφln²ch hodnot k I-frame). Z tohoto a z posuvn²ch vektor∙ jsou popsßny P- a B-frames.
  • Pokud kodΘr ₧ßdnou shodu nenajde, p°edpoklßdß zm∞nu scΘny a vytvo°φ novou GOP, zaΦφnajφcφ jednφm I-frame.

    4. Komprimace v jednotliv²ch obrßzcφch



  • Ka₧d² makroblok popisuje 16 x 16 pixel∙ jednotlivΘho obrßzku. Je ale dßle d∞len do n∞kolika blok∙, kterΘ zobrazujφ hodnoty jasu a barev tohoto makrobloku. Tyto 8 x 8 bloky jsou dßle upraveny pomocφ matematickΘ operace, diskrΘtnφ kosinovΘ transformace (Diskrete Cosinus Transformation - DCT). P°i tom jsou p°evedeny hodnoty jasu a barev na frekvence.
  • Dßle nßsleduje vlastnφ komprese, tzv. kvantizace. Proto₧e lidskΘ oko vnφmß jen zt∞₧φ vysokΘ frekvence, jsou tyto od°φznuty a tφm se zredukuje mno₧stvφ dat. Jak vypadß kvantifikace pro jednotlivΘ frekvence zjistφ kodΘr s pomocφ tabulky kvantizaΦnφ matice. KodΘr d∞lφ frekvence hodnotami, kterΘ najde v tabulce. V²sledek udßvß, jestli a kolik mφsta je pro urΦitΘ frekvence k dispozici. Ka₧d² kodΘr mß minimßln∞ jednu matici pro I-frame a jednu pro P- a B-frame.
  • V obrßzku u₧ potΘ nejsou barevnΘ pr∙b∞hy zobrazovßny se vÜemi barevn²mi t≤ny, ale jen se zlomkem. Tento rozdφl je v∞tÜinou sotva patrn². Jen u kontrastn∞ bohat²ch scΘn vznikajφ necht∞nΘ artefakty, proto₧e p°i kvantizaci nelze zohlednit v²raznΘ zm∞ny v obrazu. KodΘr m∙₧e potΘ vytvß°et jen bloky a jednotlivΘ detaily obrazu jsou ztraceny.


  • M. Mandau, P. Zßkosteln²

    VaÜe tipy pro dalÜφ nßvody a recenze oΦekßvßme na adrese navody.chipcd@vogel.cz