Audio i video kodiranje

Uvod

Audio i video zapisi predstavljaju osnovne elemente u multimediji. Problem koji se javlja prilikom njihove distribucije ili reprodukcije putem Interneta jest u ograničenoj propusnosti mreže. Najčešće se misli na ograničenu propusnost krajnje veze s korisnikom budući da je ona u većini slučajeva izvedena modemom.

Ograničena propusnost postavlja kompromis na brzinu i kvalitetu reprodukcije. Zato se audio i video zapisi pohranjuju u posebnim formatima koji omogućuju veći stupanj kompresije uz što veće zadržavanje kvalitete. Na ovim vježbama biti će pokazano do kojih granica može ići kompromis između kvalitete zapisa i njegove veličine uporabom trenutno dostupnih tehnologija.

Audio kodiranje

Za kodiranje audio zapisa postoje različiti codec-i koji su razvijani s konačnom namjenom u vidu. Tako npr. MPEG-3 codec služe prvenstveno za kodiranje glazbenih audio zapisa, H.323 za kodiranje govora pri VoIP komunikaciji, itd.

U ovoj vježbi biti će korišten isključivo WindowsMedia format (.wma), ali ne iz razloga što je to najbolji codec, već samo radi demonstracije utjecaja kompresije na kvalitetu.

Donjim linkovima pokreće se jedan te isti glazbeni zapis koji je kodiran u različitim kvalitetama:

• Zarathustra (Low Bitrate Voice 6.5kbps) - 104 kB
• Zarathustra (FM Radio Quality for Dial-Up Modems 28kbps Stereo) - 305 kB
• Zarathustra (CD Quality 96kbps Stereo) - 1443 kB

Primjetno je da se ovakav tip glazbe mora kodirati sa što je moguće većom kvalitetom zapisa jer se jedino tako može u njoj istinski uživati. Pri nižim kvalitetama kodiranja dolazi do izobličenja zvuka zbok spektralnih izobličenja koja se ciljano unose da bi konačna veličina zapisa bila što manja.

Donjim linkovima pokreće se jedan te isti zvukovni zapis govora koji je kodiran u različitim kvalitetama:

• Moj glas (Low Bitrate Voice 6.5kbps) - 7 kB
• Moj glas (FM Radio Quality for Dial-Up Modems 28kbps Stereo) - 19 kB
• Moj glas (CD Quality 96kbps Stereo) - 85 kB

Govor se može kodirati (komprimirati) vrlo učinkovito a da se pri tome ne gubi informacija koja je u njemu sadržana. Naravno, ako je potrebno sačuvati punu kvalitetu govora (npr. kod raspoznavanja govornika) tada se kodiranje mora izvesti u visokim kvalitetama.

Video kodiranje

Originalni video isječci uzeti za kodiranje bili su već kodirani u MPEG formatu. Kvaliteta slike im nije bila ozbiljno narušena jer su MPEG postavke kodiranja bile postavljene na višu kvalitetu. Prije testnog kodiranja različitim codec-ima, svaki je isječak presnimljen u nekomprimirani .AVI format korištenjem programa VirtualDub.

Budući da su se sva kodiranja izvodila na vrlo sporom računalu (Pentium 233 MHz, 48 MB RAM, 4 GB HDD), težilo se birati vremenski kratke video isječke s relativno malom veličinom okvira. Takvi isječci su ujedno i manji u smislu zauzeća na disku.

Video formati isprobani na ovoj vježbi bili su RealMedia (tvrtke RealNetworks) i WindowsMedia (tvrtke Microsoft). Osim njih, postoji još mnogo drugih formata za kodiranje videa (npr. DivX, XviD, ...) no oni u ovim vježbama nisu proučavani. Razlog je taj što su RealMedia i WindowsMedia formati prvenstveno namijenjeni za prikaz videa putem Interneta (eng. streaming), a upravo se na to koncentrira ovaj kolegij (PVPRM).

Pri odabiru sadržaja video isječaka pazilo se na dinamiku sadržaja. Razumljivo je da se može postići velika kompresija kod videa na kojem je snimljen objekt koji se vrlo malo pomiče. U ovim vježbama ispitivale su se mogućnosti spomenutih formata u slučajevima naglih promjena u video sekvenci.

U nastavku, nalazi se tablica sa linkovima na kodirane video isječke. Svaki isječak se može pokrenuti klikom miša na željenu sličicu. Ispod svake sličice navedena je propusnost kojoj je video sekvenca prilagođena, te veličina datoteke iskodiranog videa.

PATKICE - Na jezeru RealMedia format
Brzina: 28 kbps Veličina: 49 kB	Brzina: 56 kbps Veličina: 84 kB	Brzina: 128 kbps Veličina: 198 kB	Brzina: LAN Veličina: 367 kB
WindowsMedia format
Brzina: 28 kbps Veličina: 44 kB	Brzina: 56 kbps Veličina: 62 kB	Brzina: 128 kbps Veličina: 228 kB	Brzina: LAN Veličina: 240 kB

RAZBIJAČI - Pripreme za tučnjavu ili koristan rad? RealMedia format
Brzina: 28 kbps Veličina: 161 kB	Brzina: 56 kbps Veličina: 271 kB	Brzina: 128 kbps Veličina: 618 kB	Brzina: LAN Veličina: 1158 kB
WindowsMedia format
Brzina: 28 kbps Veličina: 156 kB	Brzina: 56 kbps Veličina: 228 kB	Brzina: 128 kbps Veličina: 771 kB	Brzina: LAN Veličina: 740 kB

FERRARI - Ulazak u boks RealMedia format
Brzina: 28 kbps Veličina: 23 kB	Brzina: 56 kbps Veličina: 37 kB	Brzina: 128 kbps Veličina: 92 kB	Brzina: LAN Veličina: 168 kB
WindowsMedia format
Brzina: 28 kbps Veličina: 19 kB	Brzina: 56 kbps Veličina: 27 kB	Brzina: 128 kbps Veličina: 85 kB	Brzina: LAN Veličina: 103 kB

Zaključak

RealMedia i WindowsMedia su srodni formati za kodiranje video sadržaja namijenjenog prikazivanju preko Interneta. Oboje imaju kao glavni parametar propusnost kojem treba prilagoditi video zapis prilikom pregledavanja s Interneta.

Kao što je bilo za očekivati, za male propusnosti (npr. 28kbps ili 56kbps) dobiva se vrlo loša kvaliteta slike. Također, broj okvira po sekundi (eng. freames per second, fps) se umnogostuko smanjuje tako da konačni video zapis izgleda više kao izmjena pojedinih slika.

Oštri prijelazi na okvirima gube se kod kodiranja nižim kvalitetama. Slično kao i kod kodiranja slika.

Najveći gubici kvalitete se uočavaju kod video zapisa s vrlo brzim izmjenama slika.

( na vrh )