Obsah
- Macroblocking
- Aliasing
- Hřebenové / prokládané artefakty
- Žádné chyby, žádný stres - Váš průvodce krok za krokem k vytváření softwaru pro změnu života, aniž by došlo ke zničení vašeho života
- Závěr
Zdroj: Beror / Dreamstime.com
Odnést:
Komprese videa může někdy vést k vizuálním abnormalitám známým jako artefakty, kterým se lze vyhnout při správně nastavených parametrech v potrubí kódování.
Všechna vizuální média jsou komprimována. Účelem elektronického média je ukládat informace v zabalitelném formátu. Kvalita, srozumitelnost a věrnost digitálního videa závisí na řadě faktorů, které obvykle vznikají v důsledku komprese. Rychlost přenosu, velikost souboru, kvalita zdroje a složitost zdroje hrají při kompresi videa zásadní roli, stejně jako hardwarová zařízení používaná k zaznamenávání, ukládání a zobrazování audiovizuálních mediálních dat. Video artefakty obecně odkazují na aberace ve výstupech zpracovaných signálem a v digitálním videu mohou rušit a v extrémních případech mohou zničit celé vysílání. Existují však z nějakého důvodu a porozumění jedinečným vlastnostem různých artefaktů pomáhá videotechnikům a technikům identifikovat slabiny v řetězci kódování. Zde je několik nejčastějších artefaktů v moderním digitálním videu. (Další informace o kvalitě videa naleznete v části Soumrak pixelů - posunutí fokusu na vektorovou grafiku.)
Macroblocking
Makroblok je jednotka zpracování obrazu v různých široce používaných video formátech, jako jsou H.264 a MPEG-2. Zpracování makrobloku zahrnuje matematické rovnice, které berou barevné podvzorkované obrázky a pomocí řady transformací je kvantifikují do kódovaných dat. Existuje kvůli účinnosti kódování, ale může vyústit ve video artefakty známé jako chyby makrobloku. Vizuální charakteristiky artefaktů makrobloku jsou často podobné vlastnostem vysoce pixelovaných obrazů, ale s jasněji definovanými pixelovými skupinami podobnými rámečkům, které se poněkud podobají nesprávně rozmístěným dílkům v rámci.
Makroblokování lze obvykle připsat některému nebo všem následujícím faktorům: rychlost přenosu dat, přerušení signálu a výkon zpracování videa. Kabelové, satelitní a internetové streamingové služby jsou zvláště citlivé na makrobloky, protože jejich vícekanálová přenosová infrastruktura často vyžaduje nadměrnou kompresi videa. Je však možné, že se artefakty vyskytují také v méně přetíženém signálu (i když to není tak běžné). A i když makroblokování zůstává běžným video artefaktem, postupně jej vyřazuje vysoce efektivní kódování videa (HEVC), které využívá inovativní alternativy k makroblokovým procesům.
Aliasing
Aliasing popisuje proces nebo účinek signálem zpracovaných dat rekonstruovaných do kompromitovaného výstupu. Většinou ovlivňuje segmenty prostorových a časových médií, které obsahují složité a opakující se vzory, a obvykle je lze připsat nedostatečné vzorkovací frekvenci. Pokud zdroj není vzorkován správným tempem a dochází k aliasingu, může to mít za následek podivný druh efektu přetažení na vzory v rámci. Vizuální vzhled aliasingu závisí na povaze zdroje, ale jeden z jeho nejběžnějších projevů vypadá jako to, co se běžně označuje jako moaré.
Pro zobrazení tohoto jevu si představte dva stejné rošty naskládané na sebe. Pokud je správně zarovnáno, sotva si všimnete, že existují dva a ne jen jeden. Ale pokud otočíte horní rošt, i když jen o málo, rošty již nebudou zarovnány. Nyní nesouměrné řádky a sloupce vytvářejí zkreslení tam, kde dříve existoval jednoduchý a jednotný vzor, a vytvářejí vzory odsazení, které mají tendenci se vlnit. Další analogií aliasingu mohou být paprsky kola v rotujícím kole. Při natáčení a při dostatečně rychlém otáčení to někdy vypadá, že se paprsky otáčejí v opačném směru, než je jejich skutečná zatáčka. Důvodem je, že vzorkovací frekvence snímacího zařízení neprobíhá vzorkování dostatečně rychle, aby přesně zobrazila rychlost otáčení kola a na jeho místě vytvořila odlišný vizuální vzor (nebo alias).
Hřebenové / prokládané artefakty
Předtím, než bylo vyvinuto moderní progresivní video, byl prokládán dominantní režim skenování videa, což je dodnes omezené. Pro video NTSC to původně znamenalo 525 střídavě naskenovaných řádků videa na snímek rychlostí přibližně 30 snímků za sekundu. S prvními skenovanými lichými řádky a sudými řádky za sekundu, každá skupina (nazývaná „pole“) tvořila polovinu snímku. Protože se pole vzájemně prolínají, má každé pole hřebenový vzhled. A když je načasování nebo obrazec snímání pole narušen (obvykle prostřednictvím převodu kmitočtu snímků), objeví se na snímku hřebenové artefakty, které mohou být velmi jemné nebo velmi rušivé.
Dva prominentní formáty v rané historii technologie filmu byly film a video - oba měli standardní kmitočty snímků, které se od sebe lišily. Jak je uvedeno výše, 30 snímků za sekundu bývalo víceméně standardem pro video a televizi (v regionech, které podporovaly video NTSC), zatímco film byl obecně střílen a promítán rychlostí 24 snímků za sekundu. To způsobilo nesrovnalost ohledně toho, co by se mělo dělat s rozdílem šesti snímků, když byl jeden formát přenesen do druhého (proces známý jako „telecine“ nebo „inverzní telecine“). Aby se to vyřešilo, byly standardizovány komplexní úpravy časování (nazývané "pulldown vzory"), aby se nastavily frekvence snímků s co nejmenší možnou ztrátou kvality. (Další informace o obnovovacích kmitočtech naleznete v části Video Tech: Shiftting Focus from High Resolution (Vysoké rozlišení) na High Frame Rate.)
Tyto vzory buď vynechávají, nebo opakují pole, aby se kompenzoval rozdíl ve frekvenci mezi vstupním a výstupním médiem, což přirozeně vede k hřebenovým artefaktům z dílčích rámců nebo zbytkových polí. Tyto artefakty jsou nejvíce patrné v částech rámu, které zobrazují pohyb, a často vypadají jako vodorovné čáry končící jakýmkoli pohybem. Existují de-česací filtry, které mohou do jisté míry napravit prokládané artefakty.
Žádné chyby, žádný stres - Váš průvodce krok za krokem k vytváření softwaru pro změnu života, aniž by došlo ke zničení vašeho života
Nemůžete zlepšit své programovací schopnosti, když se nikdo nestará o kvalitu softwaru.
Závěr
Věda o kompresi videa se vyvíjí každý den a je stále účinnější. Dokud však bude existovat různorodá škála kodeků, schémat komprese a video formátů, budou mezi nimi také artefakty, ke kterým dojde. Nová video technologie zapomene na nové formy ztráty kvality v procesech transkódování a na nová řešení, která je vyřeší.