Digitální video, formáty a kódování
Jan Vrzal, verze 0.8
Kontejnery, formáty a kodeky
2
Kontejnery, formáty a kodeky mám soubor AVI zkomprimovaný ve formátu MPEG-4 s algoritmem XviD v rozlišení 640×480 při 30 fps
Za tento zmatek mohou kontejnery AVI a ASF, které u videa neidentifikují formát, ale pouze kodek, kterým bylo zkomprimované. 3
Kontejnery • definuje způsob, jakým jsou všechna potřebná data (obraz, zvuk, titulky, ...) svázána dohromady • data nemusí být v jednom souboru • nejedná se o formát
4
Kontejnery • AVI (Audio Video Interleave) – použil ho Microsoft v operačním systému Windows 3.11 – video a audio data jsou v jednom souboru, titulky je možné mít pouze v externím souboru – na začátku souboru je hlavička, která obsahuje informace o videu (framerate, rozlišení, kodek,...) a o zvuku (samplovací frekvence, kodek,...) 5
Kontejnery • AVI (Audio Video Interleave) – na konci souboru je pak tabulka, ve které jsou informace o pořadovém čísle jednotlivých snímků videa resp. audio paketu a jejich pozici v souboru index na konci souboru neumožňuje přehrát soubor dříve, než je k dispozici celý – nehodí se pro použití na internetu (stream)
6
Kontejnery • AVI (Audio Video Interleave) – výhodou je obrovská kompatibilita – široce podporován programy pro editaci videa a je zřejmě nejvhodnější pro práci s videem
7
Kontejnery • MPEG (Moving Picture Experts Group) – velmi používaný a oblíbený kontejner – široce podporován ze strany hardware i software – formát pochází od výrobců spotřební elektroniky (jednoduchost)
8
Kontejnery • MPEG (Moving Picture Experts Group) – data u videa a zvuku jsou organizována do částí, tzv. access units (AE) – AE jsou dále převedena na Packetised Elementary Stream (PES) o max. velikosti paketu 65 536 B – několik PES streamů je spojeno do jednoho dvěma možnými metodami
9
Kontejnery • MPEG (Moving Picture Experts Group) – MPEG Program Stream (PS) •
• •
bere PES pakety a skládá je za sebe, čas paketů je synchronizován k jedné časové základně používán v prostředí, kde je zaručena bezchybovost u záznamových médií (DVD disky) a při přenosu po internetu (soubory .MPG, .M2P)
10
Kontejnery • MPEG (Moving Picture Experts Group) – MPEG Transport Stream (TS) •
•
rozděluje PES pakety na menší části fixní velikosti a přenáší je ve svých paketech velikosti 188 bytů, které jsou dále zabezpečeny proti chybám při přenosu určen pro přenos v chybujícím prostředí, jako je DVB
11
Kontejnery • ASF (Advanced Systems Format) – od Microsoftu – soubory mají příponu samozřejmě .ASF, později přibylo i .WMV a .WMA – určení je především pro streamování po internetu (odstranění hlavního nedostatku AVI)
12
Kontejnery • QuickTime (soubory s příponou .MOV) – používán na počítačích Apple ve stejné míře jako AVI ve Windows
• Flash Video (soubory s připonou .FLV, zejména .F4V) – Adobe (vytvořeno Macromedia) – přechod na standardy MPEG-4 13
Kontejnery • problém všech doteď zmíněných formátů je v tom, že pokud je chce někdo v přehrávači implementovat, musí platit licenční poplatky držitelům patentů svobodné formáty
14
Kontejnery • Ogg Video (soubory s příponou .OGV či .OGG) – nadace Xiph.org
15
Kontejnery • Matroška (soubory s příponou .MKV) – popis vnitřní struktury je založen na XML – umožňuje vnitřně nést téměř jakákoli data (titulky, menu a další) – jeho hlavní výhodou jsou platformní otevřenost a vnitřní propracovanost – nevýhoda spočívá převážně v zatím chybějící podpoře u softwaru pro editaci
16
Kontejnery • AVI je formátem pro editaci ve Windows, MOV pak na počítačích Apple • ostatní formáty jsou pak většinou vytvořeny pro uložení finálního videa, který se již nebude dále upravovat
17
Formát obrazových dat • formát je standard (specifikace) • realizován pomocí kodeků • podstatný formát MPEG-4 – formát pro velmi účinnou komprimaci a dekomprimaci videa – standard MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding) nebo H.264 – a MPEG-4 ASP (Advanced Simple Profile) 18
Kodeky • komprese a dekomprese (kodér a dekodér ) – kodeky ukládají data do zakódované formy (většinou za účelem přenosu, uchovávání nebo šifrování) – pro obnovení přesně nebo přibližně původní formy dat (ztrátové a bezztátové) vhodné pro zobrazování (typicky přehrávač)
• softwarové kodeky 19
Kodeky • hardwarové kodeky
20
Kodeky DivX a Xvid, které oba pracují se stejným formátem MPEG-4 ASP jsou kompatibilní (video zakódované jedním z nich lze dekódovat pomocí jiného)
21
Kodeky bezztrátové • FFV1 • Lagarith (pod GPL) • LCL (freeware)
22
Kodeky ztrátové realizující formát MPEG-4 ASP
• DivX – vychází z (po čase uzavřen) – proprietární řešení – od verze 7 kodek podporuje MPEG-4 AVC (H.264)
• Xvid – další vývoj OpenDivX jako open source 23
Kodeky ztrátové • FFmpeg MPEG-4 – open source – využívá např. Mplayer či VLC media player
24
Kodeky ztrátové realizující formát MPEG-4 AVC (H.264)
• CoreAVC – dekodér, pro MS Windows
• QuickTime H.264 – Apple
• x264 – x264 není kodek, pouze kodér – šířen pod GPL 25
Další kodeky • Windows Media Video • RealVideo atd. • celkový přehled
26
Zdroj: Video kodek. 2001-. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation [cit. 2015-05-13]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Video_kodek Video file format. 2001-. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation [cit. 2015-05-13]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Video_file_format MIKE,. 2005. Kontejner není kontejner. TV Freak [online]. [cit. 2015-05-13]. Dostupné z: http://www.tvfreak.cz/recenze-kontejner-neni-kontejner/600 JÍCHA, Vladimír. 2008. Přehrávání videa na PC: kodeky, formáty, filtry. DIGIlidi.cz [online]. [cit. 2015-05-13]. Dostupné z: http://www.digilidi.cz/prehravani-videa-na-pc-kodeky-formaty-filtry?page=0,0
