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LIBROS Y ARTÍCULOS MPEG y su aplicación
Concepto Los datos de video, por su naturaleza, son extremadamente grandes. Los expertos en este campo han estado luchando con la tarea de hacer que la compresión de video sea lo más eficiente posible durante muchos años. A principios del tercer milenio, debido a la urgente necesidad de transmitir grandes volúmenes de video a través de varias redes, la tarea de un método de codificación de video óptimo en términos de relación calidad/volumen se hizo aún más urgente. El concepto de compresión de video en MPEG es muy simple: determinar qué tipo de información en el flujo se repite al menos durante un período de tiempo y tomar medidas para evitar la duplicación de esta información. La ventaja más valiosa de la codificación MPEG, que es especialmente conveniente para la transmisión a través de varias redes, es la capacidad de ajustar de manera flexible la calidad de la imagen según el ancho de banda de la red. Esto convirtió a MPEG-2 en el estándar de facto para recibir/transmitir televisión digital a través de varias redes. Desafortunadamente, no hay forma de evaluar sin ambigüedades la calidad de la codificación usando ciertos instrumentos y medidas. El único criterio aquí es la persona y cómo percibe la información comprimida. Por lo tanto, las reglas de compresión de datos de video para la codificación MPEG se desarrollaron sobre la base del modelo de percepción visual humana (HVS - Human Visual Sense). La redundancia de imagen según HVS se define por tres criterios principales:
como se implementa Para facilitar la codificación de datos de video, todo el flujo de video se divide en grupos denominados GOP (Grupo de imágenes). Tal grupo se construye de la siguiente manera:
Aquí: I - Intra fotogramas, que suelen denominarse ancla y contienen toda la información sobre la imagen. Las secuencias MPEG sin estos marcos no pueden existir en principio. Cuando se comprimen fotogramas I, solo se elimina la redundancia espacial. Es a partir de este cuadro que comienza la decodificación de la imagen en la secuencia. P - Marcos predictivos. Cuadros "predichos", en cuya formación se utiliza el método de predicción de la imagen en el cuadro siguiente, teniendo en cuenta la compensación de movimiento del último cuadro I o P antes del que se está formando. El marco P también sirve para predecir aún más la imagen. El cuadro P se crea mediante la compresión entre cuadros, lo que reduce la redundancia espacial y temporal. La imagen P del cuadro se resta de la siguiente imagen y esta diferencia se codifica y se suma a los datos comprimidos junto con el vector de movimiento. B - Tramas bidireccionales, "bidireccionales". Se llaman así porque almacenan la información más esencial de los marcos I y P circundantes. Los cuadros B tienen el mayor grado de compresión, pero requieren una imagen anterior y posterior para compensar el movimiento de los objetos en la imagen. Tal estructura de flujo MPEG generalmente se describe como una fracción M/N, para la cual M indica el número total de cuadros en el GOP, y N indica cuál será el próximo cuadro P después del anterior. Entonces, la secuencia GOP que se muestra en la figura anterior se puede escribir como 12/3. El flujo de datos MPEG real consta de 6 niveles jerárquicos:
Niveles y perfiles MPEG Un perfil MPEG es un subconjunto de la estructura de flujo de bits de video comprimido. Dentro de dicho subconjunto, es posible una amplia variedad de parámetros de flujo y, en consecuencia, codificadores y decodificadores para ellos. El nivel se refiere a una serie de restricciones aplicadas a los parámetros de transmisión MPEG, por ejemplo, resolución de imagen de salida, velocidad de cuadros, etc. La siguiente tabla ilustra los límites máximos para los niveles y perfiles de MPEG:
Esta tabla es necesaria, en primer lugar, para comprender las designaciones frecuentes del formato de un registro en particular o las descripciones de las capacidades de cualquier codificador. Por ejemplo, así es como se puede caracterizar una grabación MPEG:
** De hecho, sería más correcto escribir aquí: PAL: el nombre del estándar de televisión analógica en el que se creó el video original. En realidad, la película MPEG no se puede atribuir a ningún sistema de televisión en color, ya que los fotogramas en MPEG son simplemente una representación digital de una imagen previamente analógica y no tienen nada que ver ni siquiera con el sistema de televisión original de la película original. Uso practico Un lector exigente preguntará: ¿cómo me ayudará esta información en mi trabajo? Para aquellos que no trabajan con video, por supuesto, esta información puede dar poco, pero el resto puede ayudar en su trabajo práctico. Muchos usuarios que comenzaron a trabajar con videocámaras DV y programas de edición de video no lineal comenzaron a pensar en formas de guardar sus creaciones, si no durante siglos, al menos durante las próximas décadas. Por extraño que parezca, la mayoría de los editores de video DV principiantes, que aún no conocen a fondo MPEG, planean almacenar sus proyectos en CD en formato MPEG, sin siquiera darse cuenta de lo difícil que es resolver esta tarea si el usuario desea preservar la calidad del original. Película DV en versión MPEG. Entonces, las preguntas más frecuentes sobre este tema son: ¿Por qué, después de guardar mi película en formato MPEG-2, veo que su calidad se ha deteriorado notablemente? Hay varias razones para esto:
¿Por qué la calidad de imagen en los discos DVD es muy alta, aunque también es MPEG-2? ¿Es posible obtener una calidad similar en casa? La calidad de video en discos DVD es realmente muy alta. Se explica por dos factores principales: se utiliza vídeo de calidad profesional sin comprimir como material de vídeo de origen para crear una versión MPEG-2 de la película y, además, se utilizan codificadores de hardware con una calidad de codificación de imagen muy alta para codificar en MPEG. -2. El costo de dichos codificadores alcanza varias decenas de miles de dólares estadounidenses. Por lo tanto, es imposible obtener tal calidad de una película DV en casa. ¿Qué significan los parámetros que se le pide que especifique antes de codificar una película en MPEG? Puede haber muchos de estos parámetros, pero debemos detenernos en el más importante de ellos:
Tengo una videocámara DV con capacidad de exploración progresiva. Luego quiero guardar la película terminada en formato MPEG. ¿Cómo disparo mejor, normal entrelazado o progresivo? Para MPEG-1, la respuesta es inequívoca: es mejor disparar con barrido progresivo, por lo que cuando se comprime en MPEG-1, simplemente se descarta un campo de la imagen de televisión. Para MPEG-2, la respuesta a esta pregunta depende de cómo planee usar el clip MPEG-2 generado. Si planea verlo solo en una computadora y / o no hay un decodificador de hardware, entonces es mejor usar el disparo de escaneo progresivo: la imagen será más clara, sin artefactos de movimiento. Si hay un decodificador MPEG-2 de hardware y planea ver una película en un televisor, entonces los movimientos de los objetos en la película serán más suaves y naturales cuando se grabe en modo normal. Muchos codificadores MPEG-2 modernos le permiten seleccionar el tipo de película original (progresiva o entrelazada), cuando selecciona exploración entrelazada, se usan campos y cuando se envía desde un decodificador de hardware a la salida de video, se restaurará la imagen original. con los mismos campos que antes de la compresión. Quiero guardar películas inmediatamente en formato MPEG y editarlas. ¿Es posible y correcto hacerlo? Por supuesto, puede guardar, pero editar video MPEG es muy difícil e inconveniente. El hecho es que cuando se edita MPEG, es imposible cortar con precisión los fragmentos al cuadro, ya que los fragmentos se pueden separar entre sí solo por cuadros I; de lo contrario, cuando se elimina el cuadro de referencia y se guardan los cuadros que le siguen, la imagen perderá legibilidad. Los editores de video habilitados para MPEG le permiten editar con precisión de cuadro, pero debe comprender que con cualquier cambio que no sea en el primer cuadro, todo el GOP se volverá a comprimir, lo que afectará la calidad de la película de ninguna manera para el mejor. La imposición de efectos, transiciones, filtros también será imposible de hacer con la precisión de un cuadro real, lo que puede conducir a la imposibilidad de una encarnación de ideas artísticas de alta calidad. Además, la recompresión de imágenes en el caso de MPEG-2 llevará mucho más tiempo en comparación con DV y requerirá procesadores más potentes para ello. Ahora el formato MPEG-4 es muy popular en Rusia. ¿Tiene sentido guardar tus películas en este formato? El formato MPEG-4 se creó originalmente para la transmisión de video a través de canales de baja velocidad y no para el almacenamiento de video. La calidad de imagen en MPEG-4 es definitivamente peor que en MPEG-2, pero ligeramente mejor que en MPEG-1. Comprimir/descomprimir en MPEG-4 requiere mucho tiempo de CPU y visualización, y aún más crear video en formato MPEG-4 en una computadora con un procesador inferior al Celeron II 700 es muy difícil. Básicamente, MPEG-4 se utiliza para volver a comprimir películas MPEG-2 originales grabadas en discos DVD. MPEG-4 le permite grabar una película de una hora en un CD normal. No tiene sentido guardar tus propias películas en este formato por dos razones principales:
¿Qué codificadores MPEG admiten el formato DV y ofrecen buena calidad al mismo tiempo? Hay varios codificadores MPEG populares que admiten el formato DV:
Autor: Compañía Spline; Publicación: pctuner.ru
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