2.2 Komprimace dat

Všechny snímky nejsou zaznamenány celé, ale celé jsou zaznamenávány pouze tzv. klíčové snímky. V případě dalších snímků se ukládají pouze rozdíly oproti klíčovým snímkům (výrazná komprese). Samotné klíčové snímky jsou komprimovány (nejčastěji metodou DCT - formát JPEG).

Celý záznam bývá doplňován dalšími popisy, které umožňují vyšší míru komprese dat. Tzn. vynechávají se další a další informace ze záznamu, kterých si buď oko nevšimne nebo se dají dle popis následně rekonstruovat (např. část vodní hladiny, oblohy se dá popsat jednodušším způsobem než zápis hodnot pixelů obrazu nebo různé dynamické změny obrazu se dají předpovídat).

Individuální snímky: Key frames (I)
Rozdíly mezi snímky: Interpolated frames (B), Predicted frames (P)
Další techniky: matematický popis (fraktály, wavelety), techniky "eye cheating", ...
Výsledek: K, I, P frames + další techniky

Základy

Standardní sekvence snímků [[I-B-B-P-B-B-P-B-B-P-B-B-P-B-B-I]] vytváří skupinu 15 snímků, která reprezentuje interval opakování klíčových (I) snímků

Sekvence MPEG snímků

Sekvence snímků

Termínem CODEC se označuje buď algoritmus nebo programová komponenta (knihovna) pro COmpression (komprimaci) a DECompression (dekomprimaci) datového souboru, v tomto případě záznamu dynamického obrazu.

CODEC

MPEG-2 je známý CODEC, který je sice staršího data a komprese není nijak výrazná, přesto je to standard, který se uplatňuje u standardních záznamů filmů na DVD nosičích.

MPEG-4 byl vyvinut konsorciem MPEG a společností Microsoft jako reakce na neexistenci standardizovaného způsobu pro vysokou míru komprese dynamického obrazu. MPEG-4 je používán především pro komprimaci videa určeného pro distribuci v síti Internet. MPEG-4 je licencován.

DivX byl původně CODEC ukradený z dílny vývojářů MPEG-4, posléze však došlo k jeho plnému přeprogramování a CODEC byl uvolněn k použití bez rizika žaloby. Následně však došlo k přechodu na komerční podobu nástroje. Plná verze nástroje je k dispozici pouze za úplatu.

XviD vznikl jako reakce na komercializaci kodeku DivX. XviD je otevřený nekomerční CODEC. MPEG-4, DivX a XViD umožňují vysokou míru komprese dynamického obrazu, vycházejí ze stejných principů. Ve svém vývoji se však již rozcházejí a dosahují jiných výsledků komprimace. Není možné jednoznačně říci, který z těchto tří nástrojů, algoritmů, dává lepší výsledky.

MS RLE je jednoduchý způsob komprimace založený na metodě RLE (popsána v kap. 3).

Huffyuv je princip komprimace založený na Huffmanově kódování a barevném modelu YUV, který odděluje jasovou a barevnou složku obrazu.

CODEC - příklady

V případě některých algoritmů CODEC se využívá možností víceprůchodové komprimace. V prvním průchodu záznamem CODEC shromažďuje statistické údaje o záznamu. V druhém průchodu pak využívá tyto získané údaje k optimalizaci komprimace. Tímto způsobem se dá např. předem stanovit velikost výsledného souboru, kde se CODEC snaží komprimovat tak aby se ve výsledku přiblížil zvolené velikosti.

Víceprůchodová komprese

Zajímavou možností je fraktálová komprese dynamického obrazu. Příkladem mohou být soutěže, kde se programátoři snaží připravit zajímavou animaci se zvukem s co nejmenším nárokem na velikost záznamu na paměťovém médiu. Např. animace (včetně přehrávače a zvuku) o velikosti 64kB může trvat 10 i více minut. Data při přehrání (dekomprimaci) pak dosahují i několika GB.

Fraktálová komprese dynamického obrazu

KONTROLNÍ OTÁZKA

 

Vysvětlete rozdíl mezi JPEG a MPEG kompresí

KONTROLNÍ OTÁZKA

 

Vysvětlete pojem DivX

KONTROLNÍ OTÁZKA

 

Co je to CODEC -- základní princip

KONTROLNÍ OTÁZKA

 

Uveďte rozdíly mezi XviD a DivX 3.x

KONTROLNÍ OTÁZKA

 

Co je to víceprůchodová komprese videozáznamu v DivX.