Содержание
- Macroblocking
- Aliasing
- Расчесывание / Чередование Артефактов
- Нет ошибок, нет стресса - ваше пошаговое руководство по созданию изменяющего жизнь программного обеспечения без разрушения вашей жизни
- Заключение
Источник: Берор / Dreamstime.com
вынос:
Сжатие видео может иногда приводить к визуальным отклонениям, известным как артефакты, которых можно избежать с помощью правильно установленных параметров в конвейере кодирования.
Все визуальные носители сжаты. Целью электронного носителя является хранение информации в упакованном формате. Качество, четкость и точность цифрового видео зависят от ряда факторов, которые обычно возникают в результате сжатия. Скорость передачи, размер файла, качество источника и сложность источника играют важную роль в сжатии видео, как и аппаратные устройства, используемые для захвата, хранения и отображения аудиовизуальных мультимедийных данных. Видеоэффекты, как правило, относятся к аберрациям на выходах, обработанных сигналом, а в цифровом видео они могут отвлекать внимание, а в исключительных случаях они могут разрушить всю трансляцию. Тем не менее, они существуют по определенной причине, и понимание уникальных особенностей различных артефактов помогает видеотехникам и инженерам выявить недостатки в цепочке кодирования. Вот несколько наиболее распространенных артефактов в современном цифровом видео. (Подробнее о качестве видео см. «Сумерки пикселей» - смещение фокуса на векторную графику.)
Macroblocking
Макроблок - это блок обработки изображений в различных широко используемых видеоформатах, таких как H.264 и MPEG-2. Обработка макроблоков включает в себя математические уравнения, которые берут цветовые субдискретизированные изображения и, через серию преобразований, преобразуют их в закодированные данные. Он существует ради эффективности кодирования, но может привести к появлению артефактов видео, известных как ошибки макроблоков. Визуальные характеристики артефактов макроблоков часто сходны с таковыми для сильно пикселизированных изображений, но с более четко определенными, похожими на квадраты группами пикселей, которые несколько напоминают неуместные кусочки головоломки в кадре.
Как правило, макроблокирование можно отнести к любому или всем из следующих факторов: скорость передачи данных, прерывание сигнала и производительность обработки видео. Кабельные, спутниковые и потоковые интернет-сервисы особенно уязвимы для макроблоков, так как их многоканальная инфраструктура передачи часто требует чрезмерного сжатия видео. Однако артефакты могут возникать и в менее перегруженном сигнальном потоке (хотя это не так часто). И хотя макроблокирование остается распространенным артефактом видео, его постепенно устраняют с помощью высокоэффективного видеокодирования (HEVC), в котором используются инновационные альтернативы процессам макроблоков.
Aliasing
Псевдоним описывает процесс или влияние обработанных сигналов данных, преобразованных в скомпрометированный вывод. Это в основном затрагивает сегменты пространственных и временных сред, которые включают в себя сложные и повторяющиеся структуры, и обычно могут быть отнесены к недостаточной частоте дискретизации. Если источник дискретизирован не с надлежащей скоростью, и наложение происходит, это может привести к странному эффекту перетаскивания на шаблонах в кадре. Внешний вид псевдонима зависит от природы источника, но одно из его наиболее распространенных проявлений выглядит как то, что обычно называют муаром.
Чтобы представить это явление, представьте две одинаковые решетки, сложенные друг на друга. При правильном выравнивании вы едва заметите, что их два, а не один. Но если вы поворачиваете верхнюю решетку, хотя бы немного, решетки больше не выстраиваются в линию. Теперь смещенные строки и столбцы создают искажение там, где раньше был простой и равномерный шаблон, создавая шаблоны смещения, которые имеют тенденцию к волнистости. Другой аналогией для псевдонимов могут быть велосипедные спицы на вращающемся колесе. Когда снимаешься и поворачиваешься достаточно быстро, иногда кажется, что спицы вращаются в обратном направлении своего фактического поворота. Это связано с тем, что частота дискретизации устройства захвата недостаточно высока, чтобы точно изобразить скорость вращения колеса, создавая на его месте другой визуальный шаблон (или псевдоним).
Расчесывание / Чередование Артефактов
До того, как было разработано современное прогрессивное видео, доминирующий режим сканирования телевизионного видео был чересстрочным, который до сих пор используется ограниченно. Для видео NTSC это первоначально означало 525 попеременно сканируемых строк видео на кадр со скоростью около 30 кадров в секунду. С нечетными строками, отсканированными первой, и четными строками - второй, каждая группа (называемая «полем») составляла половину кадра. Поскольку поля чередуются друг с другом, каждое поле имеет гребнеобразный вид. И когда время или схема сканирования поля нарушаются (обычно путем преобразования частоты кадров), на изображении появляются комбинированные артефакты, которые могут быть очень тонкими или очень отвлекающими.
Двумя известными форматами в ранней истории киноиндустрии были кино и видео - у обоих были стандартные частоты кадров, которые отличались друг от друга. Как указано выше, 30 кадров в секунду были более или менее стандартом для видео и телевидения (в регионах, которые поддерживали видео NTSC), в то время как фильм обычно снимали и проецировали со скоростью 24 кадра в секунду. Это вызвало расхождение в отношении того, что будет сделано с разницей в шесть кадров, когда один формат был переведен в другой (процесс, известный как «телесин» или «обратный телесин»). Чтобы справиться с этим, сложные настройки синхронизации (называемые «шаблонами раскрытия») были стандартизированы, чтобы регулировать частоту кадров с как можно меньшими заметными потерями качества. (Подробнее о частоте кадров см. Video Tech: переключение фокуса с высокого разрешения на высокую частоту кадров.)
Эти шаблоны либо пропускают, либо повторяют поля, чтобы компенсировать разницу в частоте между входным и выходным носителями, что естественно приводит к появлению гребнеобразных артефактов из частичных кадров или остаточных полей. Эти артефакты наиболее заметны в частях кадра, которые изображают движение, и часто выглядят как горизонтальные линии, движущиеся независимо от того, что движется. Существуют фильтры расчесывания, которые могут в определенной степени устранить чересстрочные артефакты.
Нет ошибок, нет стресса - ваше пошаговое руководство по созданию изменяющего жизнь программного обеспечения без разрушения вашей жизни
Вы не можете улучшить свои навыки программирования, когда никто не заботится о качестве программного обеспечения.
Заключение
Наука сжатия видео развивается каждый день и становится все более эффективной. Но пока существует широкий спектр кодеков, схем сжатия и форматов видео, также будут артефакты, возникающие при преобразовании между ними. Новые видео технологии будут порождать новые формы потери качества в процессах транскодирования, а также новые решения для их устранения.