MPEG-2とホームビデオ 予備的意見 「MPEG の世界」では、ビデオ データのフロー レートをメガバイト/秒ではなく、キロビット/秒で表すのが通例です。 異なる速度の混合を避けるために、それ以降の値はすべてキロビット/秒で与えられます。 品質に対する要求は人それぞれ異なります。 これは「オーディオの世界」ではっきりと見られます。若者(ある種の若者、分類には立ち入りません...)は、200 ドルのラジカセを大音量で聴いて「はみ出して」います。一方、オーディオマニアは、ラジカセを大音量で聴いています。コンポーネント システムを 2000 ドルで購入し、ため息をつきます。「上のものは透明度が足りません。」中央」。 ビデオについても同様であり、以下のすべての品質評価は「上級ティーポット」としての私の個人的な意見を反映したものであり、「素人」または「専門家」のいずれとも争うつもりはありません。 また、「理論」を意図的に単純化したので、MPEG-2 エンコーディングが「実際には」何であるかを教える必要はありません。 JPEG の実験。 始める 実際のフィルムでの実験にはかなりの時間がかかるため、静止画像を例として使用すると、主要なパターンをより速く簡単に説明できます。 十分なシャープなエッジと細かいディテールを備えた、「自然な」(風景のような)高品質の「非圧縮」TIFF を、サイズ約 600x800(画面で 100% で表示するため)にします。 その中で、各ポイントの色は「正直に」個別にコード化されています。 これは、24 ビット カラー モデル内の最大 (基準) 品質です。 しかし、人間の目にはいくつかの特殊性があり、すべての情報を認識できるわけではないため、品質を著しく損なうことなくデータの一部を (永久に!) 削除することができます (JPEG 形式)。 Photoshop または ACDSee で、さまざまな「品質」パラメータを使用して画像を圧縮してみて、歪みがほとんど見えなくなる元のファイルと JPEG のサイズの比率を見つけます。 結果は、写真とあなたの「厳密さ」に応じて、10 ~ 25 の範囲の係数になります。 圧縮を大きくすると、アーティファクトがはっきりと目立ちます (色付きのハロー、四角い構造) が、ダイナミクスでは、この「恥ずべきこと」も動きます... 次に、別のプログラムで圧縮します。 ほとんどの場合、しきい値係数の値に目立った違いはありません。 最大 - 10-20%。 あえて言えば、この係数を大幅に増やすことは(そして将来的にも)不可能です - 奇跡は起こりません、情報はどこにも消えません、風景の豊かさをすべて数バイトに収めることはできません...すべてのフラクタルおもちゃ特別に選ばれたソース画像でデモンストレーションされることを好み、ここでのスピーチはランダムで任意の画像についてのものです。 これはビデオにとって何を意味しますか? ビデオ信号の解像度は TV 規格によって決定され、その「コンピュータ」の解像度は約 720x576 です。 ここから、25 秒あたり 250 フレームで、約 000 kbit/s (「非圧縮」ビデオ) が得られます。 同じ「安全な」係数 10 ~ 25 を使用して JPEG を各フレームに適用しましょう。 10000 ~ 25000 kbps が得られます (オリジナルによって異なります)。 ご存知のとおり、DV フォーマットは JPEG 圧縮に似ており、そのストリームは 28000 です (ご存知ですか? - どのオリジナルでも同じです)。 したがって、ほとんどの場合、DV フォーマットをさらにフレームごとに圧縮することは現実的ではありません。 目立つアーチファクトが発生します。 MPEG の方がコンパクトな理由と、そのために必要なもの 20000~30000 kbit/s が限界だということが分かりました。 これは、CD-R では 3 ~ 4 分、DVD ディスクでは 20 ~ 30 分です。 厳密に言えば、互いに独立したフレームからの任意の画像については、はい! 優れた DVD 品質 (5000 ~ 8000) についてはどうですか? 回答: 実際の映画では、通常、連続するフレームは相互に依存しており、MPEG フォーマットはこれを利用しています。 ざっくり言うと、すべてのフレームをJPEGで圧縮するのではなく、隣接するフレーム間の差分を圧縮します。 プロの映画ではカメラが常に三脚またはレール上に設置されているため、背景の変化は多くの場合重要でない、または単調であるため、簡単に圧縮されます。 ダイナミックなシーン (爆発など) は、通常、可変ビットレートを使用しているため、「穏やかな」作品よりもスピードが「奪われます」... (三脚を使用して) 静止した背景に対して移動するオブジェクトの差分フレームがどのように見えるかを想像してみましょう。 明らかに、背景全体は単色プレーン (RGB モデルでは黒) であり、フレームのごく一部 (「オブジェクト」) のみが背景と対照的な色を持っています。 Photoshop での JPEG の実験に戻りましょう。 似たような写真を自分で選んで試してみてください - 結果は印象的です... そこで、私はベルリンから写真を選びました (アルバム「Europe-98」からの写真の断片) - 無地の背景 (空) と小さなコントラスト物体。 寸法は720x546。 次のようになります。 次に、それを JPEG に圧縮したので、アーティファクトが現れ始めました。 結果は12Kでした。 この後、同じタイプの操作を 12 回実行しました。元の画像 (非圧縮) に「ノイズを追加」フィルターを適用し (ノイズ値は異なります)、その後、XNUMXK になるように JPEG に圧縮しました。 起こったことの断片: 圧縮後のノイズの多い画像にどのような「ワイルド」アーティファクトが現れるかをはっきりと確認できます。 断片ではあまり良くありませんが、フレーム全体 (またはさらに良い場合は、複数のフレーム) で見ると、非圧縮画像の 20 単位のノイズでさえ、実際には気にならないことがわかります。 それはどういうわけか目自体によってフィルターがかけられているので、私たちはそこにどんな物体があるのかをはっきりと想像することができます(古いVHSテープを見たり、テープレコーダーでカセットを聞いたりするときにも同じことが起こります)。 それどころか、圧縮アーチファクト、粗い縞模様や四角形は煩わしく、目は「それらに慣れたくない」のです。 人工物がノイズとともに成長しないようにするには、同じサイズではなく、同じ「品質」で収穫する必要があります。 その後、ノイズが増加するにつれて寸法も著しく増加します。 この例では、同じ「品質」パラメータを使用すると、結果はおよそ次のサイズ範囲になりました: 12:24:36:48。 これはビデオにとって何を意味しますか? 唯一のことは、ビットレート値自体は高品質を保証するものではなく、多くはソース素材の品質に依存します。 たとえば、ソース素材にノイズが含まれている場合、アーティファクトを避けるためにビットレートを数倍上げる必要があります... プロの DVD 制作にとって理想的な条件下では、MPEG-2 は (JPEG に対して) 約 4 ~ 5 倍のゲインを与えます (これを「MPEG 加算」と呼びます)。 これらの理想的な条件をもう一度表の形で定式化してみましょう。
アルゴリズムをさらに改善すると、「MPEG 加算」が 4 倍増加するという考えは認めますが、おそらくそれ以上にはならないでしょう。 ちなみに、誇大宣伝に反して、MPEG2 は MPEG10 よりもそれほど優れているわけではなく、高ビットレートでは XNUMX% 優れています。 そして率直に言って、DivX を備えた悪名高いコンパクトを本物の DVD 品質と呼ぶ人は誰もいません。 そして、実際には何が起こりますか? 実際にやってみると、アマチュアカメラで撮影した「ホーム」ビデオ(主にノイズや揺れなど、上記の条件が満たされていないため)は、プロ用ビデオの約 XNUMX 倍悪いことがわかっています。 同じ品質であれば、XNUMX 倍の体積を占めるはずです。 得られたデータは表形式で簡単に表示できます。
結論とアドバイス
著者: アファナセンコフ M.A. 出版物:pctuner.ru 面白い記事をお勧めします セクション ビデオアート: ▪ 映画のような撮影 ▪ 漫画の撮影 他の記事も見る セクション ビデオアート. 読み書き 有用な この記事へのコメント. 科学技術の最新ニュース、新しい電子機器: 庭の花の間引き機
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