Basic HTML Version
24
Κ
άθε ψηφιακό βίντεο περιέχει μία
σειρά από εικόνες (καρέ ή
frames). Κάθε καρέ, αποτελείται
από σημεία ή pixels και κάθε
pixel χρειάζεται έναν αριθμό από
bits, τα οποία θα περιέχουν τις πληροφορίες
για το χρώμα του. Οι εικόνες προβάλλονται
με γρήγορο ρυθμό, που μετριέται σε καρέ ανα
δευτερόλεπτο ή frames per second (fps). Στο
αμερικανικό αναλογικό τηλεοπτικό σήμα, το
NTSC, ο ρυθμός προβολής είναι 29.97fps,
ενώ για το ευρωπαϊκό PAL έχουν υιοθετηθεί
τα 25fps. Η ανάλυση του τηλεοπτικού σήμα-
τος PAL είναι 720x576 pixels, του VideoCD
352x240, των DVD και miniDV 720x480 και
του δίσκου Blu-ray 1.280x720. Σήμερα, για
τη διανομή και την προβολή ψηφιακού βίντεο
χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο τα
πρότυπα υψηλής ανάλυσης ή High Definition.
Τα πρότυπα αυτά είναι τα 720p, με ανάλυση
1280x720, 1080i με ανάλυση 1.920x1.080
πεπλεγμένης σάρωσης (κάθε καρέ αποτελεί-
ται από δύο διαδοχικά καρέ των 540 γραμ-
μών) και, τέλος, το 1080p, με πραγματική
ανάλυση 1.920x1.080.
Κανονικά, το ψηφιακό βίντεο είναι εξαιρε-
τικά ογκώδες, κάτι που καθιστά μη πρακτική
την αποθήκευση και διακίνησή του. Ενδεικτι-
κά, για μίας ώρας ασυμποίεστο βίντεο PAL
απαιτούνται 82.8Gbytes. Ευτυχώς όμως, με
διάφορες μεθόδους συμπίεσης, αυτό το μέγε-
θος περιορίζεται δραστικά.
ΣΥΜΠΙΕΣΗ
Οι αλγόριθμοι που συνήθως χρησιμοποι-
ούνται για τη συμπίεση του βίντεο είναι
απωλεστικοί (lossy), δηλαδή, βασίζονται
στην υπόθεση ότι οι περισσότερες από τις
λεπτομέρειες που απεικονίζονται από το βί-
ντεο δεν είναι απαραίτητες για τη διατήρηση
υψηλής ποιότητας. Απαλείφοντας αυτές τις
λεπτομέρειες, επιτυγχάνουν σημαντική μείω-
ση όγκου. Για παράδειγμα, ο αλγόριθμος
MPEG-2 που χρησιμοποιείται στα DVDs συ-
μπιέζει το βίντεο της ταινίας 15 με 30 φορές,
διατηρώντας εικόνα που θεωρείται υψηλής
ποιότητας. Η συμπίεση του βίντεο αποτελεί
έναν συμβιβασμό ανάμεσα στις απαιτήσεις
για λίγο χώρο αποθήκευσης στο δίσκο, υψη-
λή ποιότητα απεικόνισης και χαμηλό κόστος
για το hardware, το οποίο θα αποσυμπιέζει
το βίντεο σε λογικό χρόνο. Αν το βίντεο κω-
δικοποιηθεί έτσι ώστε ο αριθμός πληροφο-
ριών που αποθηκεύονται για κάθε δευτερό-
λεπτο να διατηρείται σταθερός, χαρακτηρί-
ζεται ως Constant Bit Rate (CBR). Μία
εναλλακτική λύση είναι η χρήση μεταβλητού
ρυθμού προβολής (Variable Bit Rate –
VBR), ώστε να στέλνονται λίγα δεδομένα
στις αργές σκηνές και περισσότερα στις γρή-
γορες. Με αυτόν τον τρόπο, συνδυάζονται
πολύ καλά η καλή ποιότητα με το μικρό
όγκο του αρχείου βίντεο. Στα βίντεο με συ-
μπίεση CBR, χρησιμοποιείται για πρακτικούς
λόγους, η μέση τιμή του ρυθμού προβολής
(Average Bit Rate). Πολλοί ευρύτατα χρησι-
μοποιούμενοι αλγόριθμοι συμπίεσης έχουν
μεταβλητό ρυθμό. Σ’ αυτούς περιλαμβάνο-
νται οι MPEG-2, MPEG-4 Part 2 (Xvid,
DivX κ.ά.), MPEG-4 Part 10/H.264, Theora
κ.ά. Αν και δεν υπάρχει συγκεκριμένη τιμή
που να καλύπτει όλες τις περιπτώσεις, σε
ένα βίντεο χαμηλής ανάλυσης, (π.χ.,
640x480), κωδικοποιημένο με τον αλγόριθ-
μο MPEG-1 ή MPEG-2, το average bitrate
μπορεί να είναι μόλις 1.000Kbit/s και το
αποτέλεσμα από άποψη ποιότητας να παρα-
μένει αποδεκτό. Για υψηλής ανάλυσης βί-
ντεο 1.080p, η αντίστοιχη τιμή μπορεί να εί-
ναι 6.000kbit/s ή ακόμη υψηλότερη.
Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει τον
ελάχιστο αποδεκτό ρυθμό προβολής, είναι ο
αλγόριθμος συμπίεσης. Αν είναι αποδοτικός,
όπως ο MPEG-4, ο ρυθμός μπορεί να είναι
ZOOM IN
ΤΙ ΒΙΝΤΕΟ ΝΑ ΚΑΤΕΒΑΣΩ;
Οι κωδικοποιήσεις βίντεο
και οι χρήσεις τους
Τα βίντεο που βρίσκουμε στο Διαδίκτυο κυκλοφορούν σε διάφορες μορφές αρχείων και είναι
κωδικοποιημένα με διαφορετικές μεθόδους ή αλγορίθμους, κάτι που έχει άμεση σχέση με την
ποιότητα, τον όγκο τους, αλλά και τις χρήσεις για τις οποίες είναι κατάλληλα.
ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΕΙΣ ΒΙΝΤΕΟ
MPEG-1:
Πρότυπο συμπίεσης ήχου και βίντεο για VideoCD, για ρυθμούς μετάδοσης έως 1.5 Mbit/sec.
Εγινε ιδιαίτερα δημοφιλές για την ανταλλαγή βίντεο στο Internet με τη μορφή αρχείων Mpg. Επίσης, το
MPEG-1 level 3 είναι το πιο δημοφιλές πρότυπο συμπίεσης αρχείων ήχου (MP3).
MPEG-2:
Πρότυπο συμπίεσης για ρυθμούς μετάδοσης μεταξύ 1.5 και 15Mbit/sec. Βασίζεται στο MPEG-
1, αλλά σχεδιάστηκε για μετάδοση τηλεοπτικών εκπομπών. Η πιο σημαντική βελτίωση σε σχέση με το
MPEG-1 είναι η αποδοτική συμπίεση πεπλεγμένου βίντεο.
MPEG-4:
Σύγχρονο πρότυπο συμπίεσης, το οποίο βασίζεται στην αντικειμενοστραφή συμπίεση. Δηλαδή,
εντοπίζονται μεμονωμένα αντικείμενα σε μία σκηνή και συμπιέζονται μαζί στο τελικό αρχείο. Αυτό έχει
ως αποτέλεσμα όχι μόνο μικρό όγκο αρχείου, αλλά και τη δυνατότητα εισαγωγής διαδραστικότητας.
DivX: Βίντεο συμπιεσμένο με το εργαλείο DivX σύμφωνα με τον αλγόριθμο MPEG-4.
XviD:
Πρότυπο συμπίεσης βασισμένο στον αλγόριθμο MPEG-4. Είναι ανταγωνιστικό του DivX Pro, αλλά
σε αντίθεση με τον Codec του τελευταίου, που είναι εμπορικό προϊόν, ο XviD είναι ανοικτό πρότυπο. Έτσι
η κωδικοποίησηη XviD είναι πολύ πιο διαδεδομένη.
H.264/MPEG-4 AVC:
Αλγόριθμοι συμπίεσης με το ίδιο τεχνικό περιεχόμενο. Λόγω της εξαιρετικής
απόδοσής του, ο H.264 χρησιμοποιείται σε Blu-ray Discs, βίντεο από το YouTube και το iTunes Store,
λογισμικό όπως το Adobe Flash Player και το Microsoft Silverlight, επίγεια και δορυφορική τηλεόραση,
αλλά και βιντεοδιασκέψεις.
x.264:
Δωρεάν βιβλιοθήκη λογισμικού για την κωδικοποίηση σε H.264/MPEG-4 AVC format.