Codecs: Vad är de i video?

av kim Uppdaterad: Juni 27, 2022

codecs är en viktig del av videoproduktionsprocessen. Codecs är en uppsättning algoritmer som är vana vid komprimera och dekomprimera video- och ljudfiler. En codec är avgörande för att minska storleken på filerna, så att du kan överföra och lagra dem snabbare.

I den här artikeln kommer vi att presentera vad codecs är, hur de arbetar, och deras betydelse i videoproduktionsprocessen.

Definition av en codec

En codec är en teknik som kodar video, ljud och dataströmmar i digital form. Codec komprimerar data så att det tar mindre utrymme i lagring eller för överföring, och förbättrar även kvaliteten på en video- eller ljudström genom att förbättra dess bild eller ljud.

Codecs används flitigt i onlinedistribution av film, TV och musik. Streamingtjänster online som t.ex Netflix, Amazon Prime Video och Spotify använda codecs för att komprimera innehållet utan att kompromissa med kvaliteten. Att koda videor med avancerade codecs kan göra dem mindre i storlek samtidigt som kvaliteten på det ursprungliga källmaterialet bevaras. Detta gör det möjligt för streamingtjänster att enkelt distribuera videor till kunder utan att lägga stora bandbreddskostnader på deras nätverk eller infrastruktur.

Förutom att möjliggöra effektiv lagring och överföring kan codecs ge flera andra fördelar för onlinestreamingleverantörer som:

• Snabbare lastningstider
• Förbättrad energieffektivitet
• Bättre skalbarhet
• Ökad enhetskompatibilitet

Codecs kan också användas för säkerhetsändamål av kryptera innehållsfiler så att endast behöriga användare kan komma åt dem.

Codecs roll i video

codecs, en förkortning av "coder-decoder", är algoritmer som ansvarar för att komprimera och dekomprimera video- och ljudfiler. Genom att använda specialiserade komprimeringstekniker kan codecs minimera storleken på video- och ljudfiler utan att avsevärt förlora kvalitet. Detta möjliggör snabbare uppladdnings- och nedladdningshastigheter – oavsett om du streamar en film eller spelar ett spel online – samt tar upp mycket mindre utrymme på din hårddisk.

Dessutom används codecs även vid inspelning och efterbearbetning av videodata för att skapa bilder med högsta möjliga upplösning med varierande bildhastigheter, bithastigheter, färgdjup etc. Codecs avgör vilken typ av inspelningsteknik som kommer att användas – t.ex. 4K upplösning eller HD – för att optimera tittarupplevelsen. Beroende på de specifika kraven för varje applikation finns det flera olika typer av codecs tillgängliga som:

• H264/AVC
• .265/HEVC
• VC-1/WMV9
• MPEG4
• VP8/VP9

En codec fungerar genom att komprimera en ingångsström (dvs. video eller ljud) till mindre filstorlekar som kan hanteras mer effektivt över nätverk eller lagras på lokala enheter; detta är känt som kodning. Omvänt vid uppspelning (till exempel när du strömmar videor online), måste de komprimerade filerna konverteras tillbaka till sitt ursprungliga högkvalitativa format, vilket uppnås genom att avkodning den kodade informationen från tidigare; denna process är känd som avkodning. Med hjälp av lämplig hårdvara (som grafikkort etc.), hårdvaruassisterad kodning kan förbättra kodningshastigheten kraftigt med minimal kvalitetsförlust – vilket gör dem lämpliga för applikationer med hög bildhastighet krav som streamingtjänster i realtid eller molnspel.

Typer av codecs

codecs är livsnerven i videoinnehåll – de avgör hur videor komprimeras, dekomprimeras och överförs. De gör det möjligt för oss att titta på videor i olika storlekar och upplösningar på nästan vilken enhet som helst. Det finns många olika typer av codecs tillgängliga, var och en spelar olika roll i processen att titta på videoinnehåll.

I den här artikeln kommer vi att ta en djupare titt på vanligaste typerna av codecs:

Förlustiga codecs

Förlustkodekar är komprimeringsstandarder som minskar kvaliteten på originalvideon, vilket offra bildkvalitet och data för filstorlekens skull. Målet är att göra en videoström tillräckligt liten så att den kan ses eller laddas ner snabbt och effektivt. Jämfört med förlustfria codecs, producerar förlustfria codecs vanligtvis mindre filer med mindre data, men detta sker på bekostnad av skärpa och övergripande trohet.

De två vanligaste typerna av förlustiga codecs är intraram or konstant bithastighet (CBR) och mellanram or variabel bithastighet (VBR). Intraframe-kodning registrerar en hel innehållsram som en enda enhet inom varje komprimerad fil; detta resulterar i stora filer men färre artefakter mellan varje bildruta och bilder av högre kvalitet totalt sett. Interframe-kodning delar upp innehållsramar i sektioner för att möjliggöra mer komprimerade sektioner utan märkbar förändring mellan ramar; resulterande filer tenderar att ha mindre storlekar än intraframes men också fler artefakter mellan bildrutor.

Populära exempel på förlustiga codecs inkluderar MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 och H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, XviD och VP8/VP9. Dessa har blivit allt mer populära i videoströmningsapplikationer som YouTube på grund av deras förmåga att snabbt komprimera stora datamängder utan betydande uppoffringar i bildkvalitet – besökare kan titta på långa videor med en relativt låg bandbreddsanslutning samtidigt som de behåller rimlig visuell klarhet.

Förlustfria codecs

Videocodecs är en typ av datorprogramvara som används för digital videodatakomprimering eller kodning. Denna process är nödvändig när man arbetar med stora digitala filer för att minska storleken på filen och öka hur snabbt filen laddas ner, överförs eller streamas. Codecs är indelade i två distinkta kategorier: förstörande och förlustfri codecs.

Förlustfria codecs ger en exakt digital kopia av en fil efter kodning genom att tillhandahålla fullständig datanoggrannhet, vilket möjliggör exakt digital duplicering under dekompression. Den tar mer plats än förlustig kompression men involverar inte heller sin egen distorsion samt tillåter enkelt ljud-/bildredigering utan att kompromissa med kvaliteten. Förlustfria codecs inkluderar algoritmer som:

• LZW
• JPEG LS
• FLAC
• ALAC
• MPEG-4 ALS

Hårdvarukodekar

Hårdvarukodekar är codecs som använder dedikerade hårdvaruresurser för att koda och avkoda videosignaler. Vissa relativt nya datorsystem, såsom bärbara datorer, inkluderar en hårdvarubaserad videokodningsenhet som kan användas för att påskynda kodningsprocessen. Dessa enheter är mycket effektiva och kan ge betydande prestandafördelar jämfört med programvarubaserade codecs. Dessutom finns det några fristående hårdvarucodecs som erbjuder resultat av professionell kvalitet för sändnings-/strömningsapplikationer.

De två huvudtyperna av hårdvarucodec är Komprimering/kodning och Avkodning av codecs:

• Komprimerings-/kodningskodekar: Dessa enheter kommer ofta med sin egen proprietära programvara, även om andra alternativ också kan vara tillgängliga. De använder specialiserade komponenter för att utföra videokodning i mycket hög hastighet utan att förbruka mycket ström eller CPU-kraft i förhållande till mjukvarukodare. Liksom mjukvarukodare kommer de vanligtvis att producera en mängd olika utdataformat som t.ex H.264 eller MPEG-2/4 format.
• Avkodning av codecs: Även känd som avkodningskort eller avkodningsacceleratorer, har dessa enheter kraftfulla dedikerade kretsar designade speciellt för att avkoda komprimerade videosignaler i realtid utan att förbruka för mycket systemresurser (CPU-kraft). Dedikerade avkodningskort är vanliga i professionella miljöer där ett stort antal videor måste komprimeras snabbt med minimal påverkan på systemets prestanda och stabilitet.

Populära codecs

codecs är viktiga för alla som arbetar med videomedia. De är ingredienserna i din videofil, ingredienserna som låter videospelaren skilja mellan video och ljud, och metoderna för att komprimera data för att göra det lättare att lagra och streama. Det finns en mängd olika codecs tillgängliga, och den rätta för ditt projekt måste väljas.

I det här avsnittet kommer vi att diskutera mest populära codecs:

H.264

H.264 (också känd som AVC MPEG-4) är en av de mest populära kodekarna för att koda digitala videofiler för användning i en mängd olika applikationer – från streamingtjänster till Blu-ray-spelare till smartphones. Dess förmåga att komprimera högkvalitativ video till relativt små filstorlekar gör den till en av de mest använda och mångsidiga codecs på marknaden idag.

H.264 fungerar genom att dela upp digitala ramar i 8×8 pixelblock och sedan komprimera dem med en rad olika algoritmer. Eftersom H.264 är så effektiv kan den skapa digital video av mycket hög kvalitet även vid mycket låga bithastigheter, vilket gör den idealisk för ett brett utbud av applikationer från HDTV-sändningar till konsumentmediaspelare och streamingtjänster för smartphones/surfplattor.

H.264 ger stöd för både progressiv skanning (där alla linjer i en bild börjar skannas alla på en gång) och sammanflätad skanningsvideo, även om de flesta moderna codecs endast stöder progressiv skanning eftersom de är mer effektiva när det gäller filstorlek och bandbreddsanvändning. H.264 kan också hantera upplösningar upp till 4K (4096×2160 pixlar), och se till att det förblir relevant när fler innehållsskapare går mot större upplösningar med tiden.

Tillsammans med dess effektivitet är en av H.264s främsta fördelar det faktum att den redan har antagits av många enhetstillverkare, vilket gör det lättare för användare att skicka innehåll mellan enheter utan att behöva oroa sig för kompatibilitetsproblem eller inkompatibla program-/hårdvarukonfigurationer. Av denna anledning fortsätter H.264 att förbli en viktig codec för en mängd olika enheter och applikationer idag, trots nyare tillgängliga alternativ som t.ex. HEVC (högeffektiv videokodning).

H.265

H.265, också känd som Videokodning med hög effektivitet (HEVC), är en videokomprimeringsstandard som ger effektivare kodning än sin föregångare, H.264/MPEG-4 AVC (avancerad videokodning). Den stöder 8K-upplösning och kan komprimera videofiler upp till dubbelt så effektivt som tidigare standard – med upp till 40 procent mer kvalitetsbevarande än sin föregångare.

H.265 är den naturliga efterföljaren till H.264/MPEG-4 AVC, som ger större komprimeringsmöjligheter med minimala komplikationer och smidigare uppspelning på uppspelningsenheter som TV-apparater, smartphones, bärbara datorer och surfplattor. Det är ett format med öppen källkod som lämpar sig för alla typer av innehåll – från TV-sändningar till strömmande videor över internet och Blu-ray-skivor – vilket gör att innehållsskapare kan leverera maximal videokvalitet samtidigt som bandbreddskostnaderna minimeras.

Flexibiliteten hos H.265 gör att den kan användas i ett brett spektrum av applikationer som:

• Broadcast-tv (inklusive 4K eller till och med 8K)
• Streaming- och kommunikationstjänster inklusive de för mobila enheter och satellitenheter
• Virtual reality-upplevelser
• Hälsoapplikationer
• Det nya HEIF-bildformatet – gör det möjligt för bilder som tagits från digitala stillbildskameror eller kameratelefoner att komprimeras längre än någonsin tidigare utan förlust av bilddetaljer.

VP9

VP9 är en öppen och royaltyfri videocodec skapad av Google. Den är utvecklad för användning i webbappar och erbjuder den senaste tekniken med förbättrad komprimering för streaming och nedladdning med lägre bithastigheter.

VP9 har också olika funktioner som är användbara för videoapplikationer:

• högt dynamiskt omfång och färgrymder,
• förlustfritt kodningsläge,
• adaptiv streaming och kodarskalbarhet.

Den stöder icke-kvadratiska pixlar, överlappande kvadrater med olika färger eller luminansvärden, tidsförutsägelsekodningsmetoder (som rörelsekompensation) såväl som intraprediktionskodningsmetoder (som diskreta cosinustransformationer). VP9 har också förmågan att koda bilder med upp till 8 bitars färgdjup per pixel. Formatet möjliggör bättre bildkvalitet genom visuella detaljer som minskade brusnivåer och skarpare kanter jämfört med andra tidigare codecs.

Vid avkodning av en VP9-ström gör användarens enhet allt arbete för att avkoda den tillbaka till en enda bildruta. Detta gör det snabbare att komma åt och möjliggör snabbare uppspelning än med vissa andra codecs på grund av dess låga minneskrav. Detta gäller särskilt när onlineanvändare har åtkomst till flera strömmar samtidigt från flera källor; de kan göra det utan att ha alla sina datorresurser knutna till att avkoda var och en separat. Dessutom levereras med ett vanligt filformat som t.ex MP4 hjälper till att möjliggöra kompatibilitet mellan enheter eller plattformar som annars kanske inte skulle kunna se innehåll kodat i andra format som WebM eller MKV.

Codecs och videokvalitet

codecs är en viktig del av kodning och avkodning av video, vilket kan påverka kvaliteten på videon. Codec används för att komprimera och dekomprimera videofiler, och den typ av codec du väljer kan påverka storleken och kvaliteten på videon.

I den här artikeln kommer vi att diskutera de olika typerna av codecs och hur de kan påverka kvaliteten på en video:

bitrate

bitrate är ett mått på hur mycket information en codec behöver för att representera en given video. Mätt i bitar per sekund kan bithastigheten påverka både kvaliteten på videon och hur stor filstorleken blir.

Ju högre bithastighet, desto mer detaljer kan inkluderas i kodningsprocessen (eller komprimering). och därmed desto bättre bildkvalitet får du. Men det betyder också att större filer kommer att behöva lagras eller överföras. Om du skickar din video över något slags digitalt nätverk (som internet) kanske du upptäcker att högre bithastigheter orsakar en märkbar ökning av latens eller buffringstid.

En annan faktor som påverkar bithastigheten är upplösning – när upplösningarna ökar, ökar filstorleken också – men det beror på andra egenskaper som använda codecs, bildhastighet och bildstorlekar. I allmänhet tenderar lägre bithastigheter att ge videor av sämre kvalitet även om andra faktorer som upplösning är hög.

Codecs har alla sina egna föreslagna idealiska intervall för bästa bildkvalitet och minsta dataanvändning så se till att titta på dina föredragna kodare under komprimeringsprocessen.

Upplösning

Upplösning är måttet på en videos information i form av pixlar, och det är en av de primära faktorerna som avgör videokvaliteten. Det är viktigt att förstå det högre upplösningar ger alltid snyggare videor eftersom det helt enkelt finns fler pixlar i varje bildruta. De vanligaste upplösningarna som används vid onlinestreaming är 1920 × 1080 (Full HD) och 1280 × 720 (HD).

Video med högre upplösning kräver mer processorkraft, vilket kan orsaka kompatibilitetsproblem om användarens system inte är uppdaterat. Högre upplösningsvideor innebär också större filer som kräver en bättre codec för att kunna spelas ordentligt på alla enheter. Vanliga branschcodecs som används för streaming online inkluderar H.264 eller AVC, VP8, VP9 och HLS eller Apple HLS (HTTP Live Streaming).

Beroende på din applikation och vilken typ av enhet du planerar att leverera ditt innehåll till kommer att avgöra vilken codec som är bäst för dig.

I slutändan, om du har en lämplig kodningsinställning som innehåller bästa tillgängliga codec då ska du inte ha några problem att leverera högkvalitativa videor oavsett upplösning som inte kommer att drabbas av buffring eller andra uppspelningsproblem samtidigt som den behåller en god nivå av visuell trohet.

Bildhastighet

Bildhastighet är en nyckelfaktor när det kommer till videokvalitet och codecs. Det är måttet på hur många individuella bildrutor som fångas på en sekund, vanligtvis mätt i bilder per sekund (FPS). Ju högre bildfrekvens, desto jämnare kommer bilden att visas. Låga bildfrekvenser resulterar i hackig videomedan högre bildhastigheter är mer effektiva för att ge en flytande bild.

Till exempel, när du spelar in med en 8 FPS-kamera jämfört med en 30 FPS-kamera, kommer en 8 FPS-kamera att producera chockerare bilder på grund av dess lägre antal bilder per sekund. Å andra sidan producerar en 30 FPS-kamera jämnare bilder med mer rörelseoskärpa mellan dem än en 8 FPS-kamera gör eftersom det skulle bli tre gånger så många tagna bilder.

Utöver det kräver olika codecs olika lägsta eller maximala bildhastigheter för optimala resultat. Om den används på fel sätt eller utan att känna till din codec:s krav på bildhastighetskompatibilitet, kan din videokvalitet försämras. De vanligaste standardbildhastigheterna för de flesta aktuella videoformat och tittarupplevelser är 24 fps (filmer) och 30 fps (tv-program). Vissa codecs kan dock även stödja högre - som t.ex 48 fps eller till och med 60 fps – samtidigt som de ger överlägsen bild och jämnhet jämfört med deras lägre motsvarigheter.

Slutsats

Sammanfattningsvis är förståelsen av codecs en viktig del av att skapa och titta på videor på våra digitala enheter. Att känna till grunderna för ljud- och videocodec, deras definitioner och de betydande skillnaderna mellan dem kan hjälpa oss att fatta ett bättre välgrundat beslut när vi väljer och tittar på digitala medier. Dessutom har en allmän översikt över mest populära videocodec kan också ge oss mer förståelse för hur olika codecs kan förändra utseendet och ljudet på video.

Slutligen är det bra att ha det i åtanke inte alla videocodecs är korskompatibla– vilket betyder att vissa videor som kräver en codec kanske inte spelas upp korrekt på en annan enhet om den inte känner igen den specifika typen. Lyckligtvis har vi nu fler alternativ än någonsin när det gäller att se vårt digitala favoritinnehåll – inklusive bättre kompatibilitet över flera plattformar. Så ta dig tid att undersöka rätt format för dig och ta reda på vilket som fungerar bäst för dina behov!

Hej, jag heter Kim, en mamma och en stop-motion-entusiast med bakgrund inom medieskapande och webbutveckling. Jag har en enorm passion för teckning och animation, och nu dyker jag med huvudet först in i stop-motion-världen. Med min blogg delar jag mina lärdomar med er.