Transkodowanie - Transcoding

W przypadku innych zastosowań zobacz Transkodowanie (ujednoznacznienie) oraz produkty i implementacje H.264 / MPEG-4 AVC § Transkodowanie .

Transkodowanie to bezpośrednia konwersja cyfrowo-cyfrowa jednego kodowania na inne, na przykład plików z danymi filmowymi, plikami audio (np. MP3 , WAV ) lub kodowaniem znaków (np. UTF-8 , ISO / IEC 8859 ). Zwykle dzieje się tak w przypadkach, gdy urządzenie docelowe (lub przepływ pracy ) nie obsługuje formatu lub ma ograniczoną pojemność, co wymaga zmniejszenia rozmiaru pliku, lub w celu konwersji niezgodnych lub przestarzałych danych na lepiej obsługiwany lub nowoczesny format.

W świecie wideo analogowego transkodowanie można przeprowadzić tylko podczas wyszukiwania plików, a także w celu prezentacji. Na przykład pliki Cineon i DPX są szeroko stosowane jako wspólny format w kinie cyfrowym , ale rozmiar danych dwugodzinnego filmu wynosi około 8 terabajtów (TB). Tak duży rozmiar może zwiększyć koszt i trudność obsługi plików filmowych. Jednak transkodowanie do bezstratnego formatu JPEG2000 zapewnia lepszą wydajność kompresji niż inne bezstratne technologie kodowania, aw wielu przypadkach JPEG2000 może kompresować obrazy do połowy rozmiaru.

Transkodowanie jest zwykle procesem stratnym , powodującym utratę generacji ; jednak transkodowanie może przebiegać bezstratnie, jeśli dane wyjściowe są kompresowane bezstratnie lub bez kompresji. Proces transkodowania do formatu stratnego wprowadza różne stopnie utraty generacji , podczas gdy transkodowanie ze stratnego na bezstratne lub nieskompresowane jest technicznie bezstratną konwersją, ponieważ żadne informacje nie są tracone; jednak proces ten jest nieodwracalny i bardziej słusznie jest określany jako destrukcyjny .

Proces

Transkodowanie to dwuetapowy proces, w którym oryginalne dane są dekodowane do pośredniego nieskompresowanego formatu (np. PCM dla audio; YUV dla wideo), który jest następnie kodowany do formatu docelowego.

Ponowne kodowanie / przekodowywanie

Można również ponownie zakodować dane w tym samym formacie z kilku powodów:

Redagowanie
Jeśli ktoś chce edytować dane w formacie skompresowanym (na przykład przeprowadzić edycję obrazu na obrazie JPEG ), zwykle dekoduje, edytuje, a następnie ponownie koduje. To ponowne kodowanie powoduje utratę generacji cyfrowej ; tak więc jeśli ktoś chce edytować plik wielokrotnie, należy go zdekodować tylko raz i dokonać wszystkich edycji na tej kopii, zamiast wielokrotnie go ponownie kodować. Podobnie, jeśli wymagane jest kodowanie do formatu stratnego, należy je odłożyć do czasu sfinalizowania danych, np. Po masteringu.
Niższa szybkość transmisji
Transkodowanie to proces podobny do transkodowania, w którym pliki są kodowane do niższej szybkości transmisji bitów bez zmiany formatów wideo; może to obejmować konwersję częstotliwości próbkowania , ale może używać identycznej częstotliwości próbkowania z wyższą kompresją. Pozwala to na dopasowanie danego nośnika do mniejszej przestrzeni dyskowej (na przykład umieszczenie DVD na płycie Video CD ) lub w kanale o niższej przepustowości.
Skalowanie obrazu
Zmiana rozmiaru obrazu wideo jest nazywana transsizing i jest używana, jeśli rozdzielczość wyjściowa różni się od rozdzielczości nośnika. Na wystarczająco wydajnym urządzeniu skalowanie obrazu można wykonać podczas odtwarzania, ale można to również wykonać przez ponowne kodowanie, szczególnie w ramach transkacji (na przykład obraz poddany próbkowaniu w dół wymagający niższej przepływności).

Można również używać formatów z obieraniem bitrate , które pozwalają łatwo obniżyć bitrate bez ponownego kodowania, ale jakość jest często niższa niż przy ponownym kodowaniu. Na przykład w peelingu szybkości transmisji Vorbis od 2008 r. Jakość jest gorsza niż ponowne kodowanie.

Wady

Główną wadą transkodowania w stratnych formatach jest obniżona jakość. Artefakty kompresji kumulują się, więc transkodowanie powoduje stopniową utratę jakości z każdą kolejną generacją, znaną jako utrata generacji cyfrowej . Z tego powodu transkodowanie (w formatach stratnych) jest generalnie odradzane, chyba że jest to nieuniknione.

Dla użytkowników, którzy chcą mieć możliwość ponownego kodowania dźwięku do dowolnego formatu oraz do cyfrowej edycji dźwięku , najlepiej zachować kopię główną w formacie bezstratnym (takim jak FLAC , ALAC , TTA , WavPack i inne), połowa wymaganej przestrzeni dyskowej w porównaniu z oryginalnymi nieskompresowanymi formatami PCM (takimi jak WAV i AIFF ), ponieważ formaty bezstratne mają zwykle dodatkową zaletę w postaci opcji metadanych , których w formatach PCM brakuje lub są one bardzo ograniczone. Te bezstratne formaty mogą być transkodowane do formatów PCM lub transkodowane bezpośrednio z jednego bezstratnego formatu na inny bezstratny format, bez utraty jakości. Można je transkodować do formatu stratnego, ale wtedy tych kopii nie będzie można transkodować na inny format dowolnego rodzaju (PCM, bezstratny lub stratny) bez późniejszej utraty jakości.

W przypadku edycji obrazów zaleca się, aby użytkownicy przechwytywali lub zapisywali obrazy w formacie surowym lub nieskompresowanym, a następnie edytowali kopię tej wersji wzorcowej, konwertując na formaty stratne tylko wtedy, gdy do ostatecznej dystrybucji potrzebne są obrazy o mniejszym rozmiarze. Podobnie jak w przypadku dźwięku, transkodowanie z formatu stratnego na inny format dowolnego typu spowoduje utratę jakości.

W przypadku edycji wideo (do konwersji wideo) obrazy są zwykle kompresowane bezpośrednio podczas procesu nagrywania ze względu na ogromne rozmiary plików, które zostałyby utworzone, gdyby nie były, oraz ponieważ ogromne wymagania dotyczące pamięci masowej byłyby zbyt uciążliwe dla użytkownika w innym przypadku. Jednak stopień kompresji zastosowanej na etapie nagrywania może być bardzo zmienny i zależy od wielu czynników, w tym jakości rejestrowanych obrazów (np. Analogowej lub cyfrowej, standardowej lub wysokiej rozdzielczości itp.), oraz rodzaj sprzętu dostępnego dla użytkownika, co często wiąże się z ograniczeniami budżetowymi - ponieważ najwyższej jakości cyfrowy sprzęt wideo i przestrzeń do przechowywania mogą być drogie. W rzeczywistości oznacza to, że jakiekolwiek transkodowanie będzie wiązało się z pewną skumulowaną utratą obrazu, a zatem najbardziej praktycznym rozwiązaniem, o ile zminimalizowanie utraty jakości polega na tym, że oryginalne nagranie jest uważane za kopię wzorcową, a dla pożądanych kolejnych transkodowanych wersji, które często będą w inny format i mniejszy rozmiar pliku do transkodowania tylko z tej kopii głównej.

Stosowanie

Chociaż transkodowanie można znaleźć w wielu obszarach adaptacji treści, jest ono powszechnie stosowane w obszarze dostosowywania treści do telefonów komórkowych . W takim przypadku transkodowanie jest koniecznością ze względu na różnorodność urządzeń mobilnych i ich możliwości. Ta różnorodność wymaga pośredniego stanu dostosowania treści, aby zapewnić, że treść źródłowa będzie odpowiednio działać na urządzeniu docelowym, do którego jest wysyłana.

Transkodowanie wideo z większości konsumenckich aparatów cyfrowych może znacznie zmniejszyć rozmiar pliku, zachowując mniej więcej taką samą jakość. Jest to możliwe, ponieważ większość kamer konsumenckich to urządzenia działające w czasie rzeczywistym z ograniczonym zasilaniem, które nie mają ani mocy obliczeniowej, ani solidnych zasilaczy procesorów stacjonarnych.

Jedną z najpopularniejszych technologii, w których wykorzystywane jest transkodowanie, jest Multimedia Messaging Service (MMS), czyli technologia służąca do wysyłania lub odbierania wiadomości z mediami (obraz, dźwięk, tekst i wideo) między telefonami komórkowymi. Na przykład, gdy telefon z aparatem fotograficznym jest używany do robienia zdjęć cyfrowych, tworzony jest wysokiej jakości obraz o rozmiarze co najmniej 640x480 pikseli . Podczas wysyłania obrazu do innego telefonu ten obraz o wysokiej rozdzielczości może zostać transkodowany na obraz o niższej rozdzielczości z mniejszą liczbą kolorów, aby lepiej dopasować rozmiar ekranu urządzenia docelowego i ograniczenia kolorów. Ta redukcja rozmiaru i koloru poprawia wrażenia użytkownika na urządzeniu docelowym i czasami jest jedynym sposobem przesyłania treści między różnymi urządzeniami mobilnymi.

Transkodowanie jest szeroko stosowane w oprogramowaniu do kina domowego w celu zmniejszenia wykorzystania miejsca na dysku przez pliki wideo. Najczęściej wykonywaną operacją w tej aplikacji jest transkodowanie plików MPEG-2 do formatu MPEG-4 lub H.264 .

Transkodowanie w czasie rzeczywistym na wiele sposobów (dowolny format wejściowy do dowolnego formatu wyjściowego) staje się koniecznością, aby zapewnić możliwość prawdziwego wyszukiwania dowolnych treści multimedialnych na dowolnym urządzeniu mobilnym, z ponad 500 milionami filmów w Internecie i mnóstwem urządzeń mobilnych.

Historia

Przed pojawieniem się półprzewodników i układów scalonych, rozdzielczość w czasie rzeczywistym i transkodowanie liczby klatek na sekundę pomiędzy różnymi standardami analogowego sygnału wideo były osiągane za pomocą kombinacji kineskopów i lamp kamery . Część CRT nie pisze na luminoforze , ale na cienkiej tarczy dielektrycznej; część kamery odczytuje wzór osadzonego ładunku z inną szybkością skanowania z tylnej strony tego celu. Konfiguracja może być również używana jako genlock .

Zobacz też

Koncepcje
Porównanie

Uwagi

Bibliografia

Linki zewnętrzne