\ Hardware \ TMPGEnc

TMPGEnc

Kodeky

Kodeky (kompresory-dekodéry) jsou programové vybavení počítače zpracovávající proudová data. Funkcí kompresoru je zmenšit objem dat potřebných k rekonstrukci obrazu. Dekodér se snaží zkomprimovaná data převést co nejrychleji na obrazovou informaci. Ve většině případů je u kompresoru kritický objem výstupních dat při zachování kvality obrazu a převod nemusí probíhat v reálném čase. Výjimku tvoří nevratné streamy (televize, rádio), kde je nutné zpracovávat data rychle i za cenu méně účinné komprese.

Příklad řazení filtrů u řetězce zpracovávajícího obraz:
Snímač
A/D převod
-> Zesílení,
korekce jasu
-> Oříznutí,
změna rozlišení
-> Změna počtu
snímků za sekundu
-> Kodek (kompresor) -> Úložiště
(soubory, palba)


Příklad řazení filtrů u přehrávače:
Úložiště
(soubor, stream)
-> Kodek (dekodér) -> Barevné korekce,
jasové korekce
-> Změna rozlišení,
aspect ratio
-> Antialiasing,
vyhlazení
-> Zobrazovač

Existuje celá řada kodeků. Většina z nich je založena na ztrátové kompresi. Obrazové poruchy vznikající nedostatkem dat se projevují jako viditelné čtverce, neostré hrany, málo dynamické barvy a stopy za pohybujícími se objekty. U zvuku je to omezení hloubek a výšek, syčení, silné zkreslení (jako poslech přes trubku) a mizení zvuků, které jsou v pozadí. Existuje též bezeztrátová komprese, ale její účinnost je velmi slabá.

MPEG 1Kompresní postup používaný pro hudbu (MPEG1 layer 3 je oblíbená .mp3) a video (.mpg). Je vhodný pro video, kde není kvalita prioritou. Ani při přehnaném datovém toku neposkytne kvalitní obraz.
MPEG 2Video kompresor používaný v DVD technologii (.vob), videokamerách (.mpg), televizních kartách. Velmi kvalitní obraz a náročný datový tok (4-10 Mbps), stále však 20x menší než potřebuje nezkomprimovaný obraz.
MPEG 4Moderní kompresor poskytující dostatečně kvalitní obraz při malém toku (soubory .avi), používá se pro uchování filmů na CD (800 kbps). Do této skupiny patří kodeky DivX, XviD, WMV a drtivá většina dalších. Nejkvalitnější výsledky poskytne při dvouprůchodové kompresi (1 - analýza, 2 - komprese). Na procesorech 1,5GHz a více dovede pracovat i real-time.


Proč MPEG 1

Přestože je technologie MPEG 1 již překonaná, má svoje výhody.
  1. Přehrávání MPEG 1 nevyžaduje instalaci speciálního kodeku a patří mezi základní dovednost každého přehrávače.
  2. Kompresor MPEG 1 je zdarma, MPEG 2 a MPEG 4 jsou často komerční produkty.
  3. Vzhledem ke stáří kodeku je možné přehrávat videa i na velmi slabých strojích (Pentium 133MHz, Windows 95, mobilní telefony aj.)
  4. Komprese netrvá věčnost, je jednoprůchodová a jednoduchá.
  5. Velikost souboru je e-mailová.
  6. Na kvalitu nezbývá dech, ale při dostatečné duševní hodnotě obsahu videa si toho stejně nikdo nevšimne.

Parametry kodeku

Data vystupující z kodeku jsou charakterizována následujícími parametry:
  1. Rozlišení (resolution) - v obrazových bodech (pic's elements, pixels). PAL je 704x576. Rozumný je čtvrtPAL 352x288 ve kvalitě videokazety. Menší rozlišení přestávají být věrná. Nejlepší je zachovat rozměr originálu nebo použít poloviční změnšeninu.
  2. Počet snímků (framerate) - ve snímcích za sekundu (fps). Standard je 25 fps. Videoklipy a nedůležitosti můžou použít 15fps. Americké televize používají 30fps, kina 24fps. Nejlepší je zachovávat počet snímků shodný se zdrojovým videem. Konverze způsobuje trhání.
  3. Neproporcionalita (aspect ratio). Běžně 1 (žádné zkreslení). Používá se, když fyzický poměr stran neodpovídá rozlišení.
  4. Datový tok (bitrate) v kilobitech za sekundu (kbps). Určuje velikost výsledného souboru. Rozlišení ani počet snímků nehrají roli ve výpočtu celkové velikosti (bitrate*trvání). Data pro jeden snímek jsou bitrate/framerate. Běžné hodnoty toku jsou pro zvuk 64kbps (0,5MB/min), 128kbps (1MB/min). Pro video 400kbps (3MB/min, 180MB/hod), 800kbps (6MB/min, 2 hodiny na CD), 2Mbps (zachytávání televize, 15MB/min0, 5Mbps (2 hodiny na DVD).
  5. Konstantní (CBR) nebo variabilní (VBR) bitrate. Při variabilním bitrate bude kodek u klidných sekvenci šetřit s daty. Konstantní bitrate je méně problémový.

TMPGEnc a nastavení

The MPEG Encoder je jednoduchý program (stáhnout), který vytvoří řetězec úložiště -> dekodér -> kompresor -> úložiště. Disponuje kompresorem pro MPEG 2 (nutno koupit) a zadarmózním MPEG 1. Dekodér je použit systémový.
Na hlavním dialogu je potřeba vyplnit zdrojový video soubor, zdrojový audio soubor (většinou shodný s videem) a cílový soubor (video+zvuk multiplex).
Po stisknutí tlačítka Settings je nutné zkontrolovat správný framerate a nastavit požadovaný bitrate.
Vlastnosti zvuku na záložce audio mohou většinou zůstat nezměněny. Mezi doporučené hodnoty sample rate (vzorkovací frekvence) patří 44100Hz nebo 22050Hz.
Vetšina veškerých chyb, které se objeví při stisku tlačítka Start plynou z neznámého vstupního formátu souboru. Vzhledem k tomu, že TMPGEnc používá pro dekódování souborů systémové kodeky, nelze vzniklé chyby korigovat. Zřídka pomůže mírně pozměnit hodnoty bitrate, framerate a samplerate na hodnoty, které má vstupní video, aby TMPGEnc nemusel provádět zbytečné převody.