Datové formáty videa, jejich specifikace a možnost využití Petr Halama
Obsah Základní pojmy Digitální formáty Kodeky Kontejnery Analogové formáty Závěr
Snímková frekvence Základní pojmy počet snímků za sekundu (fps),15 plynulé, 25 v ČR Rozlišení Řádky pro analogové Pixely pro digitální Datový tok Mb/s barevná hloubka, rozlišení, frekvence 24 640 480 30 = 221 184 000 b/s Konstantní X Variabilní
Základní pojmy Prokládání (Interlacing) Půlsnímky se sudými a lichými řádky Menší datová náročnost Analogové vysílání CRT monitory Progressive Kompletní snímky
Základní pojmy Poměr stran 4:3, 16:9 Komprese Ztrátová X Bezztrátová V rámci snímku (intraframe) Obrázková komprese MJPG Mezi snímky (interframe) Porovnává rozdíly mezi snímky Princip MPEG komprese: 12-18 snímků = Group of pictures H.265, MPEG
Ztrátová komprese videa H.265 HEVC Nejnovější standard komprese videa Zachování kvality při snížení datového toku na polovinu oproti H.264 Využití u UHDTV H.264/MPEG-4 část 10/AVC Dnes jeden z nejpoužívanějších, nástupce H.263 a MPEG-2 Zachování kvality při snížení datového toku na polovinu oproti MPEG-2 Využití u HDTV H.263 Pro video přenosy se stálým datovým tokem Flash, původní RealVideo kodek
Ztrátová komprese videa MPEG (Motion Picture Experts Group) MPEG-1 pro CD; MPEG-2 pro DVD; MPEG-4 pro 3D obsah; MPEG-7 standard pro popis dat s multimediálním obsahem Využití v digitálním televizní visílání Motion JPG (MJPG) Sekvence JPG obrázku, komprese na základě komprese jednotlivých obrázků VC-1 Upravený WMV3 Podobný princip jako MPEG-4, ale není kompatibilní Málo rozšířený, přežívá díky podpoře Microsoftu Po úpravě WMV3 možnost použití na Blue-Ray, HD DVD
16 kbit/s kvalita videohovoru přes telefon (použití několika video kompresí) 128 384 kbit/s kvalita obchodní videokonference (využití video komprese) 400 kbit/s YouTube 240p videos (komprese H.264) 750 kbit/s YouTube 360p videos (komprese H.264) 1 Mbit/s YouTube 480p videos (komprese H.264) 1.15 Mbit/s max VCD quality (komprese MPEG1) 2.5 Mbit/s YouTube 720p videos (komprese H.264) 3.5 Mbit/s typ SDTV Standard-definition television (komprese MPEG-2) 3.8 Mbit/s YouTube 720p (60fps) videos (komprese H.264) 4.5 Mbit/s YouTube 1080p videos (H.264) 6.8 Mbit/s YouTube 1080p (60 fps) video (H.264) 9.8 Mbit/s max DVD (MPEG2 komprese) 8 to 15 Mbit/s typ HDTV kvalita (MPEG-4 AVC komprese) 19 Mbit/s přibližně HDV 720p (MPEG2) 24 Mbit/s max AVCHD (MPEG4 AVC) 25 Mbit/s přibližně HDV 1080i (MPEG2) 29.4 Mbit/s max HD DVD 40 Mbit/s max 1080p Blu-ray Disc (MPEG2, MPEG4 AVC nebo VC-1)
Bezztrátová komprese zachování všech dat, ale úspornější metody ukládání Možná zpětná obnova původních dat Malý kompresní poměr, cca ½ - ¼ původní velikosti HuffYUV Huffmanovo kódování - četnější znaky reprezentuje méně bitů a naopak Lagarith, FFV1, CorePNG, MSU Lossless, Snow,
Pojmy Formát Ztrátová či bezztrátová komprese H.265, MPEG-4, HuffYUV Kontejner Datové proudy (video, audio, titulky) AVI, Matroska, MP4, MKV Kodek Kompresor a dekompresor Lagarith, Huffyuv, DivX, Xvid
Kodeky Kodér a dekodér Slouží ke kódování nebo obnově již zakódovaných dat vhodných k zobrazení FourCC obsahuje 4bytový identifikátor formátu na základě Více možných identifikátorů pro jeden formát na základě použitého kodeku Různé verze DivX používají pro MPEG-4 part 2 kód DIVX i DX50 Na základě komprese dělíme na ztrátové a bezztrátové Bezztrátové Huffyuv malý kompresní poměr FFV1 větší kompresní poměr než Huffyuv Lagarith uvolněn pod licencí GPL, nástupce Huffyuv
Ztrátové kodeky FFmpeg MPEG-4 DivX Komprese MPEG-4 ASP Vysoká komprese filmů Časté zneužití k šíření nelegálních kopií Uzavřený kód Xvid Komprese MPEG-4 ASP Vznik po uzavření projektu OpenDivX Licence free software Široká konfigurovatelnost
Ztrátové kodeky Windows media video (VC-1) Reakce Microsoftu na úspěch Quicktime a RealVideo Zachování datového toku snímky zahazuje nebo vyplňuje přebytečnými informacemi
Kontejnery Způsob, jakým jsou všechna data (obraz, zvuk, titulky ) svázána dohromady Jednotlivé stopy (streamy), mezi kterými je možnost přepínat Informace ohledně kodeků a formátů
Kontejnery AVI (.avi) Nejrozšířenější kontejner, vyvinutý firmou Microsoft v roce 1992 Omezení na 4GB (FAT32), dříve 2GB Video a audio data v jednom souboru Titulky a ostatní informace musí být další soubor Vysoká kompatibilita, ale zastaralý Obsahuje hlavičku a indexovou tabulku MP4 (.mp4) Součást standardu MPEG-4, založen na QuickTime od Apple Moderní a otevřená alternativa k AVI (může titulky, menu, atd.) Umožňuje použití různých video kompresí Mobilní zařízení, fotoaparáty, kamery
Kontejnery MPEG-Program stream (.mpg) Neobsahuje indexovou tabulku, synchronizován časově Hlavní formát pro DVD video Jednoduchost, vyžaduje bezchybnost dat MPEG-Transport stream (.m2ts a.mts) Nevyžaduje bezchybnost dat Vhodný pro streamování videa, digitální vysílání Více zvukových nebo titulkových stop S menšími úpravami využíván u Blue-ray
Kontejnery Matroska (.mkv) Otevřený formát, od roku 2002 Založen na EBML (Extensible Binary Meta Language) binární verze XML Neomezený počet stop Kodek určuje CodecID Advanced Systems Format (.asf,.wmv) Produkt společnosti Microsoft Internetové vysílání žádná indexová tabulka, data jako objekty Nevýhodou je nutnost rozhraní DirectShow
SECAM 625 (576)řádků 25 fps Analogové standardy PAL 625 (576) řádků 25 fps NTSC 525 (480) řádků 30 fps
Streaming Technologie kontinuálního audiovizuálního přenosu Webcasting streaming za pomoci internetu V reálném čase internetová televize, rádio Video on Demand (VOD) nutnost streamovacího serveru, který zajišťuje komunikaci, př. YouTube Využití H.264 / MPEG-4 AVC
Děkuji za pozornost