Còdec de vídeo
De Viquipèdia
El còdec (o codificador/descodificador) de vídeo és el dispositiu o mòdul del programari que s'usa per convertir senyals de vídeo analògic a senyals de vídeo digital o en sentit invers.
La majoria de còdecs comprimeixen la informació, per a que pugui ser emmagatzemada o transmesa amb el mínim espai possible, per aconseguir-ho s’aprofita que les seqüències de vídeo presenten redundància en les dimensions espacial i temporal. Per tant eliminant informació redundant s’aconsegueix codificar la informació més optimitzadament.
Taula de continguts |
[edita] Funcionament
[edita] Espai de color i mostreig
En general els codificadors de vídeo comencen per realitzar la conversió del senyal de chroma, passen del format RGB al format de color YCbCr la qual cosa permet la realització d’un mostreig ortogonal (els mes comuns són: 4:4:4, 4:2:2 i 4:2:0). La conversió a aquest nou format genera dos avantatges:
- Millora la compressió disminuint la correlació entre els senyals de color.
- Separa el senyal de luminacia de la de chroma ja que aquesta última és menys important a efectes del sistema visual humà, per tant es pot representar a partir d’un mostreig de menor resolució.
[edita] Redundància i quantificació
Els senyals de vídeo presenten diferents tipus de redundància i informació irrellevant que pot ser eliminada o reduïda a partir d’un senzill procés de codificació. El procés més utilitzat és el de dividir la imatge en blocs (normalment 8x8) i aplicar la DCT (discret cosine transform). Un cop la informació ha estat transformada, els coeficients són explorats en un ordre específic, i amb l’ajut d’una taula de valors de quantificació es quantifiquen aquests coeficients.
[edita] Compensació de moviment
La compensació de moviment és una tècnica utilitzada en la codificació de video que té com a principal objectiu eliminar la redundància temporal existent entre les imatges que composen una seqüència per tal d’augmentar la compressió.
El procés es basa en un algorisme que examina la successió de fotogrames consecutius, generalment molt similars entre si, per analitzar i estimar el moviment succeït entre cadascun d’ells. Si el sistema descobreix que una secció de la imatge ja ha estat transmesa anteriorment, envia la informació referent a la seva antiga localització en lloc de la pròpia secció.
D’aquesta manera, la millor predicció de la imatge actual vindrà donada per la compensació de moviment basant-se en els frames anteriors.
[edita] Efecte de bloc
Un dels efectes visuals més indesitjats de la codificació de vídeo és la aparició del que anomenem l’efecte bloc. Aquest efecte produeix la aparició de estructures de bloc en la imatge codificada i és degut principalment a la quantificació dels coeficients transformats per la DCT.
Existeixen diferents tipus de tècniques per eliminar aquests efecte, en general son filtres que el minimitzen. Per exemple, el nou estàndard de codificació de vídeo H.264/MPEG-4 AVC utilitza un filtre anomenat Adaptive in-loop deblocking filter capaç d’eliminar l’efecte bloc de manera molt òptima.
[edita] Descodificació
El procés de descodificació consisteix bàsicament en el procés invers de cada pas realitzat en la codificació. L’únic pas que no pot ser invertit exactament és el de quantificació. Per això s’ha realitzat un procés d’aproximació anomenat quantificació invertida o dequantificació capaç de simular el procés invers.
[edita] Estandardització
Les dues organitzacions que dominen l’estandardització de codificadors de vídeo són:
- ITU-T Grup d’Experts de Codificació de Vídeo (VCEG)
Unió Internacional de les Telecomunicacions – Sector de la Estandardització de les Telecomunicacions
- ISO/IEC Grup d’Experts d’Imatges en Moviment (MPEG)
Organització Internacional de l’Estandardització i Comissió Electrotècnica Internacional
[edita] Còdecs de vídeo
- H.120(SVEG): el primer còdec de vídeo estandarditzat(1984).
- H.261(SVEG): va ser el primer estàndard pràctic. Va suposar un esforç pioner i tots els estàndards que han aparegut després s’han basat en el seu disseny.
- MPEG-1(MPEG): esdevingué norma pels CD de vídeo i inclou el popular format de compressió d’audio MP3.
- H.262(SVEG) / MPEG-2(MPEG): el van desenvolupar conjuntament. Normes d'àudio i vídeo per a la difusió amb qualitat de televisió. Utilitzat per les operadores de televisió per satèl·lit i cable, i adaptat pels DVD de vídeo.
- H.263(SVEG): finalitzat el 1995 suposa una millora considerable respecte els predecessors.
- H.263v2(SVEG): la segona versió es va completar a principis de 1998.
- H.264(SVEG) / MPEG-4 Part10(MPEG) / AVC: ha estat desenvolupat pel Joint Video Team (JVT) que va ser creat el 2001. Aquest equip està format per experts de MPEG i SVEG treballant conjuntament. Completat el 2004, actualment (2006) és el millor estàndard ja que proporciona un gran equilibri entre l’eficàcia de la codificació, la complexitat alhora de posar-lo en pràctica i el cost de la tecnologia de disseny del VLSI.
- DivX: creat per DivXNetworks Inc., és conegut per la seva capacitat de comprimir llargs vídeos en arxius petits.
- XviD
- Dirac
- DV
