Multimediální systémy. 10 Komprese videa, formáty



Podobné dokumenty
Datové formáty videa, jejich specifikace a možnost využití. Petr Halama

VIDEO DATOVÉ FORMÁTY, JEJICH SPECIFIKACE A MOŽNOSTI VYUŽITÍ SMOLOVÁ BÁRA

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Datové formáty videa a jejich využití. Tomáš Kvapil, Filip Le Manažerská informatika Multimédia

1. GRAFIKA. grafika vektorová - křivky grafika bitmapová (rastrová, bodová) pixely VLASTNOSTI BITMAPOVÉ GRAFIKY (FOTOGRAFIE)

Videoformáty na internetu Ing. Jakub Vaněk KIT digital Czech a.s. Situation: Q4 09 and 2010 Budget

Základní pojmy. Multimédia. Multimédia a interaktivita

Videosekvence. vznik, úpravy, konverze formátů, zachytávání videa...

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Algoritmy komprese dat

Video. Co je to video. Vlastnosti videa. Frame rate. Prokládání

Převody datových formátů

Počítačová gramotnost II Mgr. Jiří Rozsypal aktualizace

Multimediální systémy. 08 Zvuk

Počítačová grafika a vizualizace I

Práce s obrazovým materiálem CENTRUM MEDIÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ. Akreditované středisko dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků

Digitální video, formáty a kódování. Jan Vrzal, verze 0.8

Datové formáty videa a jejich využití. Pavel Čejka, Michaela Koucká

Digitální učební materiály ve škole, registrační číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/

Digitální video v teorii

Projekt: 1.5, Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Komprese videa

Základy informatiky část 10

Multimediální formáty

OSNOVA. 1. Definice zvuku a popis jeho šíření. 2. Rozdělení zvukových záznamů (komprese) 3. Vlastnosti jednotlivých formátů

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Formáty videa. David Bařina. 5. dubna David Bařina Formáty videa 5. dubna / 46


Identifikátor materiálu: ICT-1-19

DIGITÁLNÍ VIDEO. pokus o poodhalení jeho neskutečné obludnosti (bez jednosměrné jízdenky do blázince)

Zásady prezentace CENTRUM MEDIÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ. Akreditované středisko dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků

Počítačová grafika a vizualizace volné 3D modelování. Maxon CINEMA 4D. Mgr. David Frýbert, 2012

Ukládání videa. Datová média Práce se soubory Vlastnosti videa Kontejnery a komprese. Technologické trendy v AV tvorbě, Ukládání videa 2

HDTV. Ing. Jan Buriánek. Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze

IIS Media Services. David Gešvindr MSP MCT MCITP

Multimediální systémy. 07 Animace

ednáš áška

PRÁCE S VIDEEM. Název šablony: III/2-1, Výuka IVT na 2. stupni práce s videem

KAPITOLA 13. Formáty videa. V této kapitole: DV (AVI) Formát videa MPEG HDV, High Definition AVCHD Porovnání formátů

Komprese zvuku. Ing. Jan Přichystal, Ph.D. 14. března PEF MZLU v Brně

Grafické formáty. Grafika

Animace a geoprostor. První etapa: Animace 4. přednáško-cvičení. Jaromír Landa. jaromir.landa@mendelu.cz Ústav informatiky PEF MENDELU v Brně

Charakteristiky zvuk. záznamů

Obraz jako data. Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity Brno. prezentace je součástí projektu FRVŠ č.2487/2011

čtvrtek, 18. března 2010 Digitální zpracování zvuku a videa 1

DIDAKTICKÉ VYUŽITÍ VIDEA A ZVUKU VE VÝUCE

Funkce. Porovnání verzí Pinnacle Studio 20. Pinnacle Standard Pinnacle Plus Pinnacle Ultimate. NewBlue efekty (900+ předvoleb a 75+ pluginů)

Digitální magnetický záznam obrazového signálu

Kamera - základní pojmy. Připravil: Jiří Mühlfait, DiS.

Doporučení pro pořizování datových souborů při digitalizaci analogových originálů

umožňuje uložit zvuková, obrazová i jiná data (streamy) do jednoho souboru

U zvuku (mechanického vlnění) nás zajímají nejvíce dvě veličiny frekvence a intenzita (hlasitost).

Seznam. Technologie Konfigurace. FFserver. Miroslav Slugeň. Teramos Multimedia, s.r.o. May 15, 2012

Techanxx USB 2.0 Digital Video Scart Grabber Audio & Video / SCART Převodník Digitalizujte si své staré videokazety VHS! Uživatelský Manuál

Maturitní otázka z POS - č. 6. Optické nosiče dat

Formáty a dlouhodobé uložení: Identifikace, extrakce a validace

DVD video. Ing. Jan Buriánek. Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Zpracování video a zvukových souborů na počítači

Digitální video, střih a využití při prezentaci informací

Moderní multimediální elektronika (U3V)

Videokamera, základy editace videa

Televize Hyundai FLE SMART ,- Kč RP 203,- Kč

Doporučení pro na nahrání videa

I. historie a motivace formátu. II. technické informace. III. DVD-Video, DVD-Audio, DVD Data. IV. HD budoucnost Blu-ray, HD DVD

Formáty videa. David Bařina. 31. března David Bařina Formáty videa 31. března / 50

Zpracování zvuku v prezentacích

24. Audio formáty moderního videa (DTS, Dolby Digital)

Komprese dat Obsah. Komprese videa. Radim Farana. Podklady pro výuku. Komprese videa a zvuku. Komprese MPEG. Komprese MP3.

Multimediální systémy

Zvuk Přehrávání záznamů zvukových obrazových Informační dálnice aneb RSS čtečky

Počítače a grafika. Ing. Radek Poliščuk, Ph.D. Přednáška 6. z předmětu

Hardwarová akcelerace HD videa v návaznosti na architektury čipu grafických karet

Streaming multimediálního obsahu s

, Brno Připravil: Ing. Jaromír Landa. Postprocessing videa

Z V U K 1 ANALOGOVÝ ZÁZNAM ZVUKU

Technické údaje. Ambilight. Obraz/displej. Android. 1 Televize. Vestavěná funkce Ambilight+hue. Funkce Ambilight. Úhlopříčka obrazovky

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava DIGITÁLNÍ VIDEO. Metodická příručka. Aleš Oujezdský

Technické údaje. Televize. Ambilight. Obraz/displej. Android. Vestavěná funkce Ambilight+hue. Úhlopříčka obrazovky (metrická) 139 cm.

INFORMAČNÍ SYSTÉMY. RNDr. Karel Hrach, Ph.D. (prac.17) Prezentace viz Studium / Studijní materiály (v menu nalevo)

Multimediální systémy

4K UHD Blu-Ray přehrávač Panasonic DP-UB420EGK

(NE)RISKUJ! TVORBA VIDEA WINDOWS MOVIE MAKER

Formáty MPEG videosúborov a ich kompresia. Bohdal, PhD.

4K Android Smart TV Box S Fly Mouse

Číslo a název šablony III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Popis výukového materiálu Soubory, typy souborů, komprimace

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN

Technické údaje. Ambilight. Obraz/displej. Android. 1 Televize. Vestavěná funkce Ambilight+hue. Funkce Ambilight. Úhlopříčka obrazovky

Vysoká škola ekonomická v Praze Fakulta informatiky a statistiky. Technologie a užití digitálního videa

aneb jak se to tam všechno vejde?

Ultratenký LED televizor 4K Ultra HD

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA NA PROSEKU. TV, kabelové modemy

Obsah. Úvodem 9 Kapitola 1 Jaký počítač a jaký systém? 11. Kapitola 2 Obrázky a fotografie 21

Uživatelská příručka

Jazyky XHTML, DHTML, CSS a WML

4K DVB-T2 / DVB-S2 Android Smart TV Box S Fly Mouse

Výkonný prostorový zvuk z kompaktních reproduktorů

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Prodigy. Uživatelská příručka

Uživatelský manuál. Format Convert V3.1

PoE SET 4 kamery 2MPix - NVR 104DN POE ELN + 2x TD-9525S1 + 2x TD-9422S2

Transkript:

Multimediální systémy 10 Komprese videa, formáty Michal Kačmařík Institut geoinformatiky, VŠB-TUO

Osnova přednášky Komprese videa Kodeky Formáty

Komprese videa Zcela nutná potřeba snížit velikost video souboru pro jeho distribuci i archivování Nekomprimované video: Rozlišení 640 x 480 px, 25 sn./s, RGB 8bit 1 sekunda videa = 640 * 480 * 25 * 24 bit = 22 MB Rozlišení 1 920 x 1 080 px, 25 sn./s, RGB 8bit 1 sekunda videa = 640 * 480 * 25 * 24 bit = 148 MB

Druhy komprese Ztrátová V rámci snímku (intraframe) Mezi snímky (interframe)

Komprese v rámci snímku Každý samostatný snímek videa je kódován zvlášť jako obrázek a komprimován Typicky JPEG či JPEG2000 komprese Video = set obrázků I přes slušný kompresní poměr nedostatečné pro celé video Nevyužívá redundance mezi snímky

Komprese mezi snímky Ve filmu typicky mezi dvěma snímky nedochází k přílišným změnám mění se pouze část(i) snímku Princip komprese: Detekce pohybu Předvídání pohybu Redukce pohybu

Komprese MPEG - princip MPEG - Motion Picture Expert Group Využívá sekvence obrazů, nekóduje každý snímek zvlášť Používá různé typy snímků

Komprese MPEG - princip Používá různé typy snímků I (Intra-frame) kompletní snímek nezávislý na svém okolí, který je obvykle komprimován JPEG kompresí P (Predictive) rozdílový, predikovaný snímek na základě posledního I či P snímku, jehož části může používat jako referenci B (Bi-directional) rozdílový, obousměrný predikovaný snímek = predikovaný ze dvou referenčních snímků (jeden předchozí a jeden následující)

Komprese MPEG - princip Použité zařízení dekóduje video z datového toku snímek po snímku Dekódování musí vždy začínat I snímkem, který je nezávislý P/B snímky obsahují pouze informace o změnách v obrazu oproti referenčnímu snímku Kvůli B snímkům je potřeba, aby snímky v datovém toku byly uloženy v jiném pořadí, než jsou výsledně přehrávány

MPEG Group of Pictures GOP = Group of Pictures = Group of Vide (GOV) Skupina snímků mezi dvěma I snímky (typicky 3 až 12) Například: GOV = 4, e.g. IPPP IPPP... GOV = 15, e.g. IPPPPPPPPPPPPPP IPPPPPPPPPPPPPP... GOV = 8, e.g. IBPBPBPB IBPBPBPB Snížením frekvence I snímků můžeme redukovat bit rate videa Nezahrnutím B snímků může být redukována latence (zpoždění přehrávání z důvodu náročnějšího dekódování)

MPEG detekce a kompenzace pohybu Každý snímek je rozdělen na bloky (16x16 pixelů), které mají svůj identifikátor v rámci snímku Pro každý snímek se definuje prohledávací oblast Pro kódování P snímku (vytvoření P snímku): obsah každého makrobloku v cílovém snímku je pixel po pixelu porovnán s makrobloky platného referenčního I či P snímku pokud je nalezena úplná či blízká shoda = pouze identifikátor makrobloku je uložen pokud je nalezena určitá shoda = použije se prohledávácí oblast a uložen je pohybový vektor (x, y ofset) + chyba predikce pohybu pokud není nalezena vůbec žádná shoda = makroblok je uložen nezávisle jako v případě I snímku

MPEG-1 První standard, publikován 1993 (první část) Pro video a stereo zvuk Stejný algoritmus jako H.261 Zaměřen na kódování videa pro CD nosiče o srovnatelné kvalitě jako VHS kazety (bit rate okolo 1.5Mbps) Důraz na sílu komprese více než kvalitu videa Redukce rozlišení videa (typicky 352x288 px a nižší)

MPEG-2 Rozvoj MPEG-1 pro vyšší rozlišení, bit rate Pokročilejší technika komprese umožňuje dosahovat vyšší kvality videa při zachování stejného bit rate Primárně používán pro video na DVD, v digitální TV (kabelová, satelitní) Video a stereo či 5.1 prostorový zvuk První část publikována 1996

Plánován pro HDTV přenos MPEG-3 Ale práce na něm byly zastaveny a obsah dopracován do MPEG-2

MPEG-4 Vychází z MPEG-1 a MPEG-2, který rozšiřuje Zaměřen zejména na aplikace s malými datovými toky mobilní zařízení s mobilním připojením (několik kb/s) Ale také na aplikace s téměř neomezeným datovým tokem a požadavkem na vysokou kvalitu obrazu (desítky Mb/s) Na rozdíl od předchozích verzí podpora libovolného frame rate Přidává definici titulků, 3d objektů, animaci lidského obličeje a popis jeho výrazu

MPEG-4 Celý standard zahrnuje 31 částí (Parts) Obvykle jsou v nástrojích implementovaný pouze některé = ty, které jsou pro něj potřebné

MPEG-4 Part 2 Základní část standardu MPEG-4 Zahrnuje Advanced Simple Profile Využívají ji kodeky: DivX Xvid FFmpeg Nero Digital 3ivx QuickTime 6

MPEG-4 Part 10 Také označována MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding) Techniky identický se standardem H.264 Používají ji: x264 Nero Digital AVC QuickTime 7 Video média jako Blue-ray disky

DivX Kodek pro kompresi / dekompresi videa Implementuje MPEG-4 Part2 Na počátku vznikl hacknutím kodeku Microsoft MPEG-4 Version (1998) Původně volně dostupný, ale od 2001 se jedná o proprietární licencovaný SW kromě kodeku i přehrávač a konvertor (DivX Plus) Pro Windows a MAC

Xvid Kodek pro kompresi / dekompresi videa Implementuje MPEG-4 Part2 Vznik v době, kdy se DivX transformoval v komerční projekt část vývojářů DivX chtěla nástroj zachovat v nekomerční podobě Otevřený SW, šířen pod licencí GNU Nezávislý na platformě (OS)

Formáty pro ukládání videa

AVI Audio Video Interleaved Multimediální kontejner (audio + video) Představen Microsoftem v roce 1992 Podpora uložení videa s řadou kompresních technik Jistá omezení: Problém s automatickým určením poměru stran videa Nemožnost jednoduše uložit videa s kompresními technikami, které vyžadují přístup k budoucímu snímku před přehráním toho současného Nemožnost použití určitých VBR Nepodporuje streamování po síti

Audio Video Interleaved Matroska - MKV Multimediální kontejner (audio + video + obraz + titulky) Podobný AVI, MP4, atd., ale jedná se o zcela otevřený formát Podpora uložení videa v podstatě s jakoukoli kompresí, streamování po síti Kontejner s nejširší podporou video kompresí, audio formátů, formátů uložení titulků, atd. Přípony souborů: MKV = video (+ audio a titulky) MK3D = stereoskopické video MKA = pouze audio MKS = pouze titulky

Součástí MPEG-4 Part 14 MP4 Multimediální kontejner (audio + video + obraz + titulky) Umožňuje streamování videa po síti (internet) Podpora uložení videa komprimovaného MPEG-2, MPEG- 4 (Part 2, H.264) a dalšími kompresemi

QuickTime Proprietární kontejnerový formát vyvíjený Apple Uložení videa, audia, obrazu, titulků Podpora streamování po síti Přípony MOV, QT Široké možnosti pro uložení videa komprimovaných různými technikami (např. animovaný GIF, Motion JPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 Part 2, H.264, )

MPEG Audio + video formát Umožňuje streamování videa po síti (internet) Podpora uložení videa komprimovaného MPEG-1 či MPEG-2

WebM Zcela otevřený audio + video formát Určený pro distribuci videa na webu Přehrání videa v tomto formátu nevyžaduje žádný plugin v prohlížeči, formát je podporován nativně (HTML5) Podpora v prohlížečích (od verze): Mozilla Firefox 4 Opera 10.6 Google Chrome 6 Internet Explorer 9 (vyžaduje WebM MF komponentu) Založen na kontejneru Matroska (MKV), video komprese VP8 (Google), audio Vorbis

Přípona souboru DIVX DivX Media Format Umožňuje uložit audio + video + titulky Vývoj DivX Umožňuje streamování videa po síti (internet) Podpora uložení videa komprimovaného MPEG-2 Part2 dle implementace DivX

Advanced System Formats (ASF) Sada proprietárních formátů Microsoftu využívaných v OS Windows Windows Media Video (WMV) video, audio, titulky; řada kompresních technik pro video (aktuální H.264 problematické) Windows Media Audio (WMA)

Motion-JPEG Každý snímek je zvlášť kódován jako JPEG obrázek MJPEG Pro začátek zobrazování stačí nalézt identifikátor začátku nového snímku Používá se u stacionárních kamer (1 fps a méně) Streamování videa a přenos z kamer Lepší než nekomprimované, ale horší než kódování jako sekvence

AVCHD Advanced Video Coding High Definition Formát pro ukládání videa používaný kamerami s HD rozlišením Vývoj Sony + Panasonic Využívá MPEG-4 AVC/H.264 kompresi Uložení videa, audia, titulků, menu s navigací, atd.

Další formáty FLV Ogg WebM http://en.wikipedia.org/wiki/comparison_of_container_for mats

Typická rozlišení videa Označení Rozlišení (px) Poměr stran 4K, 2160p, UHDTV 3 840 x 2160 16:9 2K 2 048 x 1080 ~17:10 Full HD, 1080i, 1080p, Blue Ray 1 920 x 1080 16:9 HD, 720p 1 280 x 720 16:9 1 024 x 576 16:9 576p (EDTV) 720 x 576 5:4 480p (EDTV) 720 x 480 3:2 VGA 640 x 480 4:3 PAL, SECAM ~576 x 520 4:3 VHS (NTSC), HVGA ~480 x 320 3:2 VHS (PAL, SECAM) ~576 x 310 4:3 QVGA 320 x 240 4:3

MPEG-7 Multimedia Content Description Interface Standard pro popis a zápis metadat multimédií (informací o obsahu daného multimédia) = Neřeší způsob komprese/kódování videa! Využívá souborů ve formátu XML Navržen tak, aby umožnoval rychlé a efektivní vyhledávání multimédií s obsahem dle požadavků uživatele

MPEG-7

MPEG-21 Standard otevřený framework pro práci s multimédii Definuje technologii, jak přistupovat, sdílet, prohlížet, prodávat soubory s multimédii Řeší taktéž zápis práv k multimédiím (povolení, restrikce) Založen na XML

MPEG-21