Kodeklar: ular videoda nima?

kim tomonidan Yangilandi: Iyun 27, 2022

Kodeklar video ishlab chiqarish jarayonining muhim qismidir. Kodeklar - bu ishlatiladigan algoritmlar to'plami video va audio fayllarni siqish va ochish. Kodek fayllar hajmini kamaytirish uchun juda muhim bo'lib, ularni tezroq uzatish va saqlash imkonini beradi.

Ushbu maqolada biz kodeklar nima ekanligini ko'rib chiqamiz, ular qanday ishlaydi, va ularning video ishlab chiqarish jarayonida muhim ahamiyatga ega.

Kodek ta'rifi

Kodek raqamli shaklda video, audio va ma'lumotlar oqimini kodlaydigan texnologiya. Kodeklar ma'lumotlarni saqlash yoki uzatish uchun kamroq joy egallashi uchun siqadi, shuningdek, vizual yoki ovozni yaxshilash orqali video yoki audio oqimining sifatini oshiradi.

Kodeklar kino, televidenie va musiqani onlayn tarqatishda keng qo'llaniladi. kabi onlayn oqim xizmatlari Netflix, Amazon Prime Video va Spotify sifatiga putur etkazmasdan, ularning mazmunini siqish uchun kodeklardan foydalaning. Videolarni ilg'or kodeklar bilan kodlash ularni o'lchamini kichikroq qilish va asl manba materialining sifatini saqlab qolish imkonini beradi. Bu striming xizmatlariga videolarni mijozlarga ularning tarmoqlari yoki infratuzilmasi uchun katta o‘tkazish qobiliyatini sarflamasdan osongina tarqatish imkonini beradi.

Samarali saqlash va uzatishni ta'minlashdan tashqari, kodeklar onlayn oqim provayderlariga yana bir qancha afzalliklarni berishi mumkin, masalan:

• Tezroq yuklash vaqtlari
• Energiya samaradorligini oshirish
• Yaxshilangan miqyoslilik
• Qurilmaning mosligi ortdi

Kodeklardan xavfsizlik maqsadlarida ham foydalanish mumkin kontent fayllarini shifrlash Shunday qilib, ularga faqat vakolatli foydalanuvchilar kirishi mumkin.

Videoda kodeklarning roli

Kodeklar, "koder-dekoder" ning qisqartmasi, video va audio fayllarni siqish va ochish uchun mas'ul bo'lgan algoritmlardir. Maxsus siqish usullaridan foydalangan holda, kodeklar sifatini sezilarli darajada yo'qotmasdan video va audio fayllar hajmini minimallashtirishga qodir. Bu filmni translatsiya qilish yoki onlayn oʻyin oʻynashdan qatʼi nazar, yuklash va yuklab olish tezligini oshiradi, shuningdek, qattiq diskda kamroq joy egallaydi.

Bundan tashqari, kodeklar, shuningdek, video ma'lumotlarni yozib olish va qayta ishlashda, o'zgaruvchan kadrlar tezligi, bit tezligi, rang chuqurligi va boshqalar bilan mumkin bo'lgan eng yuqori aniqlikdagi tasvirlarni yaratish uchun ishlatiladi. Kodeklar qanday yozish texnologiyasidan foydalanishni aniqlaydi - masalan, 4K rezolyutsiya yoki HD - ko'rish tajribasini optimallashtirish uchun. Har bir dastur uchun o'ziga xos talablarga qarab, kodeklarning bir nechta turlari mavjud, masalan:

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

Kodek kirish oqimini (ya'ni, video yoki audio) tarmoqlar orqali samaraliroq boshqarilishi yoki mahalliy disklarda saqlanishi mumkin bo'lgan kichikroq fayl o'lchamlariga siqish orqali ishlaydi; bu deb nomlanadi Kodlash. Aksincha, tinglashda (masalan, videolarni onlayn translatsiya qilishda) siqilgan fayllar asl yuqori sifatli formatiga aylantirilishi kerak. kodlash oldingi kodlangan ma'lumotlar; bu jarayon deb nomlanadi kodlash. Tegishli apparat vositalari (masalan, grafik kartalar va boshqalar) yordamida. apparat yordamida kodlash Sifatida minimal yo'qotish bilan kodlash tezligini sezilarli darajada oshirishi mumkin - bu ularni yuqori darajadagi ilovalar uchun mos qiladi kvadrat tezligi real vaqtda oqim xizmatlari yoki bulutli o'yinlar kabi talablar.

Kodeklarning turlari

Kodeklar video kontentining qon tomirlari - ular videolarning qanday siqilishi, siqilishi va uzatilishini aniqlaydi. Ular bizga deyarli har qanday qurilmada turli o'lchamdagi va o'lchamdagi videolarni tomosha qilish imkonini beradi. Har xil turdagi kodeklar mavjud bo'lib, ularning har biri video kontentni tomosha qilish jarayonida har xil rol o'ynaydi.

Ushbu maqolada biz buni chuqurroq ko'rib chiqamiz kodeklarning eng keng tarqalgan turlari:

Yo'qotilgan kodeklar

Yo'qotilgan kodeklar - bu asl video sifatini pasaytiradigan, fayl hajmi uchun tasvir sifati va ma'lumotlarini qurbon qiladigan siqishni standartlari. Maqsad video oqimini tez va samarali ko'rish yoki yuklab olish uchun etarlicha kichik qilishdir. Yo'qotmaydigan kodeklar bilan solishtirganda, yo'qolgan kodeklar odatda kamroq ma'lumotlarga ega kichikroq fayllarni ishlab chiqaradi, ammo bu keskinlik va umumiy sodiqlik hisobiga keladi.

Yo'qotilgan kodeklarning eng keng tarqalgan ikkita turi ramka ichidagi or doimiy bit tezligi (CBR) va interframe or o'zgaruvchan bit tezligi (VBR). Intraframe kodlash har bir siqilgan fayl ichida bitta birlik sifatida butun kontent ramkasini qayd qiladi; bu katta fayllarga olib keladi, lekin har bir ramka va umuman yuqori sifatli tasvirlar o'rtasida kamroq artefakt bo'ladi. Interframe kodlash freymlar o'rtasida sezilarli o'zgarishsiz ko'proq siqilgan bo'limlarga ruxsat berish uchun kontent ramkalarini bo'limlarga ajratadi; Natijada paydo bo'lgan fayllar odatda ichki kadrlarga qaraganda kichikroq o'lchamlarga ega, ammo ramkalar orasida ko'proq artefaktlar mavjud.

Yo'qotilgan kodeklarning mashhur misollari orasida MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 va H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), Divx, Xvid va VP8/VP9. Tasvir sifatini sezilarli darajada yo'qotmasdan katta hajmdagi ma'lumotlarni tezda siqish qobiliyati tufayli ular YouTube kabi video oqimli ilovalarda tobora ommalashib bormoqda - tashrif buyuruvchilar o'rtacha vizual ravshanlikni saqlab, nisbatan past tarmoqli kengligi ulanishi bilan uzoq videolarni tomosha qilishlari mumkin.

Yo'qotishsiz kodeklar

Video kodeklar raqamli video ma'lumotlarni siqish yoki kodlash uchun ishlatiladigan kompyuter dasturining bir turi. Ushbu jarayon fayl hajmini kamaytirish va faylni yuklab olish, uzatish yoki oqim tezligini oshirish uchun katta raqamli fayllar bilan ishlashda zarur. Kodeklar ikkita alohida toifaga bo'linadi: yo'qolgan va kayıpsız kodeklar.

Lossless kodeklar ma'lumotlarning to'liq aniqligini ta'minlash orqali kodlashdan so'ng faylning aniq raqamli nusxasini taqdim etadi, bu esa dekompressiya vaqtida aniq raqamli takrorlash imkonini beradi. dan ko'proq joy egallaydi yo'qotadigan siqilish lekin, shuningdek, o'zining buzilishlarini o'z ichiga olmaydi, shuningdek, sifatni hech qanday murosasiz audio/tasvirni tahrirlashga osonlik bilan ruxsat beradi. Yo'qotishsiz kodeklar quyidagi algoritmlarni o'z ichiga oladi:

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

Uskuna kodeklari

Uskuna kodeklari video signallarni kodlash va dekodlash uchun maxsus apparat resurslaridan foydalanadigan kodeklar. Ba'zi nisbatan yangi kompyuter tizimlari, masalan, noutbuklar, kodlash jarayonini tezlashtirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan apparatga asoslangan video kodlovchi blokini o'z ichiga oladi. Ushbu birliklar juda samarali va dasturiy ta'minotga asoslangan kodeklarga nisbatan sezilarli ishlash afzalliklarini ta'minlaydi. Bundan tashqari, ba'zi mustaqil apparat kodeklari mavjud bo'lib, ular translyatsiya/oqimli ilovalar uchun professional sifatli natijalarni taklif qiladi.

Uskuna kodeklarining ikkita asosiy turi mavjud Siqish/kodlash va Kodeklarni dekodlash:

• Siqish/kodlash kodeklari: Bu qurilmalar ko'pincha o'zlarining shaxsiy dasturiy ta'minoti bilan birga keladi, ammo boshqa variantlar ham mavjud bo'lishi mumkin. Ular video kodlashni juda yuqori tezlikda ko'p quvvat sarflamasdan yoki amalga oshirish uchun maxsus komponentlardan foydalanadilar CPU quvvati dasturiy ta'minot kodlovchilariga nisbatan. Dasturiy ta'minot kodlovchilari singari, ular odatda turli xil chiqish formatlarini ishlab chiqaradilar, masalan H.264 yoki MPEG-2/4 formatlari.
• Kodeklarni dekodlash: Shuningdek, dekodlash kartalari yoki dekodlash tezlatkichlari sifatida ham tanilgan ushbu qurilmalar real vaqtda siqilgan video signallarni ortiqcha tizim resurslarini sarflamasdan dekodlash uchun mo‘ljallangan kuchli ajratilgan chiplarga ega (CPU quvvati). Maxsus dekodlash kartalari tizimning ishlashi va barqarorligiga minimal ta'sir ko'rsatadigan ko'p sonli videolarni tezda ochish kerak bo'lgan professional muhitda odatiy holdir.

Mashhur kodeklar

Kodeklar video media bilan ishlaydigan har bir kishi uchun zarur. Ular video faylingizning tarkibiy qismlari, video pleerga video va audio o'rtasida farqlash imkonini beruvchi ingredientlar va saqlash va uzatishni osonlashtirish uchun ma'lumotlarni siqish usullari. Turli xil kodeklar mavjud va loyihangiz uchun to'g'ri tanlangan bo'lishi kerak.

Ushbu bo'limda biz buni muhokama qilamiz eng mashhur kodeklar:

H.264

H.264 (Shuningdek, deb nomlanuvchi MPEG-4 AVC) turli xil ilovalarda foydalanish uchun raqamli video fayllarni kodlash uchun eng mashhur kodeklardan biri - oqim xizmatlaridan Blu-ray pleerlarigacha, smartfonlargacha. Yuqori sifatli videoni nisbatan kichik fayl o'lchamlariga siqish qobiliyati uni bugungi kunda bozorda eng ko'p ishlatiladigan va ko'p qirrali kodeklardan biriga aylantiradi.

H.264 raqamli kadrlarni 8×8 pikselli bloklarga bo'lish va keyin ularni turli xil algoritmlar diapazoni bilan siqish orqali ishlaydi. H.264 juda samarali bo'lgani uchun u juda past bit tezligida ham juda yuqori sifatli raqamli videoni yaratishi mumkin, bu uni HDTV eshittirishlaridan tortib iste'molchi media pleerlari va smartfon/planshet oqim xizmatlarigacha bo'lgan keng ko'lamli ilovalar uchun ideal qiladi.

H.264 progressiv skanerlash (tasvirning barcha satrlari birdaniga skanerlashni boshlaydi) va interlaced skanerlash videosini qo'llab-quvvatlaydi, garchi zamonaviy kodeklarning aksariyati faqat progressiv skanerlashni qo'llab-quvvatlaydi, chunki ular fayl hajmi va tarmoqli kengligidan foydalanish nuqtai nazaridan samaraliroqdir. H.264 shuningdek, o'lchamdagi ruxsatlarni boshqarishga qodir 4K (4096×2160 piksel), vaqt o'tishi bilan ko'proq kontent yaratuvchilari kattaroq piksellar soniga qarab harakat qilishlari sababli, u dolzarb bo'lib qolishiga ishonch hosil qiling.

Uning samaradorligi bilan bir qatorda, H.264 ning asosiy afzalliklaridan biri uning ko'plab qurilmalar ishlab chiqaruvchilari tomonidan qabul qilinganligidir, bu esa foydalanuvchilarga moslik muammolari yoki mos kelmaydigan dasturiy ta'minot/apparat konfiguratsiyasi haqida qayg'urmasdan qurilmalar o'rtasida kontent yuborishni osonlashtiradi. Shu sababli, H.264 yangi variantlarga qaramay, bugungi kunda ko'plab qurilmalar va ilovalar uchun muhim kodek bo'lib qolmoqda. HEVC (yuqori samaradorlikdagi video kodlash).

H.265

H.265, deb ham ataladi Yuqori samarali video kodlash (HEVC), oldingisiga qaraganda samaraliroq kodlashni ta'minlovchi video siqish standarti, H.264/MPEG-4 AVC (Kengaytirilgan video kodlash). U 8K piksellar sonini qo'llab-quvvatlaydi va video fayllarni siqish mumkin ikki barobar samarali oldingi standart sifatida - gacha 40 foizga ko'proq sifatni saqlash oldingisiga qaraganda.

H.265 H.264/MPEG-4 AVC ning tabiiy vorisi bo‘lib, televizorlar, smartfonlar, noutbuklar va planshetlar kabi o‘ynatish qurilmalarida minimal asoratlar va silliq ijro etish bilan kattaroq siqish imkoniyatlarini ta’minlaydi. Bu barcha turdagi kontent uchun mos bo'lgan ochiq manba formati - teleko'rsatuvlardan tortib internet va Blu-ray disklari orqali video oqimlarigacha - kontent yaratuvchilarga tarmoqli kengligi xarajatlarini minimallashtirish bilan birga maksimal video sifatini taqdim etish imkonini beradi.

H.265 ning moslashuvchanligi uni keng ko'lamli ilovalarda foydalanish imkonini beradi, masalan:

• Televizion eshittirish (shu jumladan 4K yoki hatto 8K)
• Striming va aloqa xizmatlari, shu jumladan mobil va sun'iy yo'ldosh qurilmalari uchun
• Virtual haqiqat tajribalari
• Sog'liqni saqlash dasturlari
• Yangi HEIF tasvir formati - raqamli kameralar yoki kamerali telefonlardan olingan tasvirlarni tasvir tafsilotlarini yo'qotmasdan har qachongidan ham ko'proq siqish imkonini beradi.

VP9

VP9 Google tomonidan yaratilgan ochiq va royaltisiz video kodek. Veb-ilovalarda foydalanish uchun ishlab chiqilgan bo'lib, u pastroq bit tezligida oqim va yuklab olish uchun yaxshilangan siqish bilan eng so'nggi texnologiyani taklif etadi.

VP9 shuningdek, video ilovalar uchun foydali bo'lgan turli funktsiyalarga ega:

• yuqori dinamik diapazon va rang bo'shliqlari,
• yo'qotishsiz kodlash rejimi,
• adaptiv oqim va kodlovchining miqyosi.

U kvadrat bo'lmagan piksellarni, turli rangdagi kvadratlarni yoki yorqinlik qiymatlarini, vaqtinchalik bashorat kodlash usullarini (masalan, harakat kompensatsiyasi), shuningdek, ichki bashorat kodlash usullarini (masalan, diskret kosinus o'zgarishlarini) qo'llab-quvvatlaydi. VP9 shuningdek, tasvirlarni kodlash qobiliyatiga ega Bir piksel uchun 8 bit rang chuqurligi. Format boshqa oldingi kodeklarga nisbatan shovqin darajasini pasaytirish va keskinroq qirralar kabi vizual tafsilotlar orqali tasvir sifatini yaxshilash imkonini beradi.

VP9 oqimini dekodlashda foydalanuvchi qurilmasi uni yana bitta video kadriga dekodlash uchun barcha ishlarni bajaradi. Bu unga kirishni tezlashtiradi va boshqa kodeklarga qaraganda tezroq ijro etish imkonini beradi kam xotira talablari. Bu, ayniqsa, onlayn foydalanuvchilar bir vaqtning o'zida bir nechta manbalardan bir nechta oqimlarga kirishda qo'llaniladi; Ular buni o'zlarining barcha hisoblash resurslarini har birini alohida dekodlashda bog'lamasdan qilishlari mumkin. Bundan tashqari, kabi umumiy fayl formati yordamida yetkazib berish MP4 WebM yoki MKV kabi boshqa formatlarda kodlangan kontentni ko‘ra olmaydigan qurilmalar yoki platformalar o‘rtasida moslikni yoqishga yordam beradi.

Kodeklar va video sifati

Kodeklar ga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan videoni kodlash va dekodlashning muhim qismidir video sifati. Kodeklar video fayllarni siqish va ochish uchun ishlatiladi va siz tanlagan kodek turi videoning hajmi va sifatiga ta'sir qilishi mumkin.

Ushbu maqolada biz kodeklarning har xil turlarini ko'rib chiqamiz va ular video sifatiga qanday ta'sir qilishi mumkin:

Bitrat

Bitrat kodek berilgan videoni ko'rsatish uchun qancha ma'lumot kerakligining o'lchovidir. Bitta soniyada o'lchanadigan bit tezligi ikkalasiga ham ta'sir qilishi mumkin video sifati va uning fayl hajmi qanchalik katta bo'ladi.

Bit tezligi qanchalik baland bo'lsa batafsilroq ma'lumot kodlash (yoki siqish) jarayoniga kiritilishi mumkin va shuning uchun siz yaxshiroq tasvir sifatiga ega bo'lasiz. Biroq, bu kattaroq fayllarni saqlash yoki uzatish kerakligini ham anglatadi. Agar siz videongizni har qanday raqamli tarmoq (masalan, internet) orqali yuborayotgan bo'lsangiz, yuqori bit tezligi kechikish yoki buferlash vaqtini sezilarli darajada oshishiga olib kelishi mumkin.

Bit tezligiga ta'sir qiluvchi yana bir omil - piksellar soni oshgani sayin fayl hajmi ham oshadi - lekin bu boshqa xususiyatlarga bog'liq, masalan ishlatiladigan kodeklar, kvadrat tezligi va ramka o'lchamlari. Umuman olganda, piksellar sonini oshirish kabi boshqa omillar yuqori bo'lsa ham, pastroq bit tezligi pastroq sifatli videolarni beradi.

Kodeklarning barchasi o'zlarining tavsiya etilgan ideal diapazoniga ega eng yaxshi tasvir sifati va eng kam ma'lumotlardan foydalanish shuning uchun siqish jarayonida o'zingiz yoqtirgan kodlovchilarni ko'rib chiqing.

qarori

Ruxsat - bu video ma'lumotlarining piksellar bo'yicha o'lchovidir va u video sifatini belgilovchi asosiy omillardan biridir. Buni tushunish muhim yuqori piksellar soni har doim yaxshi ko'rinadigan videolarni yaratadi chunki har bir freymga ko'proq piksellar biriktirilgan. Onlayn oqimda ishlatiladigan eng keng tarqalgan ruxsatlar 1920 × 1080 (Full HD) va 1280 × 720 (HD).

Yuqori aniqlikdagi video ko'proq ishlov berish quvvatini talab qiladi, bu esa foydalanuvchi tizimi yangilanmagan bo'lsa, moslik muammolarini keltirib chiqarishi mumkin. Yuqori aniqlikdagi videolar, shuningdek, barcha qurilmalarda to'g'ri o'ynash uchun yaxshiroq kodek talab qiladigan kattaroq fayllarni anglatadi. Onlayn oqim uchun ishlatiladigan umumiy sanoat kodeklari kiradi H.264 yoki AVC, VP8, VP9 va HLS yoki Apple HLS (HTTP Live Streaming).

Ilovangizga va kontentingizni yetkazib berishni rejalashtirayotgan qurilma turiga qarab qaysi kodek siz uchun eng yaxshi ekanligini aniqlaydi.

Oxir-oqibat, agar sizda tegishli kodlash sozlamalari mavjud bo'lsa mavjud bo'lgan eng yaxshi kodek keyin yetkazib berishda hech qanday muammo bo'lmasligi kerak har qanday o'lchamdagi yuqori sifatli videolar Bu buferlash yoki boshqa ijro muammolaridan aziyat chekmaydi, shu bilan birga vizual aniqlikning yaxshi darajasini saqlab qoladi.

Kvadrat tezligi

Frame darajasi video sifati va kodeklar haqida gap ketganda asosiy omil hisoblanadi. Bu bir soniyada qancha alohida kadrlar suratga olinishini o'lchovidir, odatda o'lchanadi soniyada kadrlar (FPS). Kadr tezligi qanchalik baland bo'lsa, tasvirlar shunchalik silliq ko'rinadi. Kam kadrlar tezligi videoning buzilishiga olib keladi, yuqori kadr tezligi esa suyuq tasvirni ta'minlashda samaraliroq bo'ladi.

Misol uchun, 8 FPS kamera va 30 FPS kamera bilan yozishda, 8 FPS kamera soniyasiga kamroq kadrlar soni tufayli keskinroq tasvirlarni ishlab chiqaradi. Boshqa tomondan, 30 FPS kamerasi 8 FPS kameraga qaraganda ko'proq harakat xiralashgan va silliq tasvirlarni ishlab chiqaradi, chunki suratga olingan kadrlar uch baravar ko'p bo'ladi.

Buning ustiga, turli kodeklar optimal natijalar uchun turli xil minimal yoki maksimal kvadrat tezligini talab qiladi. Agar noto'g'ri ishlatilsa yoki kodekingizning kadr tezligi mosligi uchun talablarini bilmasangiz, video sifati yomonlashishi mumkin. Ko'pgina joriy video formatlari va ko'rish tajribasi uchun eng keng tarqalgan standart kvadrat tezligi 24 kadrlar (filmlar) va 30 kadrlar (televizorlar). Biroq, ba'zi kodeklar yuqoriroqlarini ham qo'llab-quvvatlashi mumkin, masalan 48 fps yoki hatto 60 fps - pastki hamkasblariga qaraganda yuqori vizual va silliqlikni ta'minlagan holda.

Xulosa

Xulosa qilib aytganda, kodeklarni tushunish raqamli qurilmalarimizda videolarni yaratish va ko'rishning muhim qismidir. Audio va video kodeklarning asoslarini, ularning ta'riflarini va ular orasidagi sezilarli farqlarni bilish raqamli media tanlash va ko'rishda yaxshi ma'lumotga ega bo'lgan qaror qabul qilishimizga yordam beradi. Bundan tashqari, umumiy ko'rinishga ega eng mashhur video kodeklar turli kodeklar videoning ko'rinishi va ovozini qanday o'zgartirishi haqida bizga ko'proq ma'lumot berishi mumkin.

Va nihoyat, buni yodda tutish foydali bo'ladi barcha video kodeklar o'zaro mos kelmaydi— bitta kodek talab qiladigan baʼzi videolar boshqa qurilmada toʻgʻri oʻynalmasligi mumkin, agar u ushbu turdagi qurilmani tanimasa. Yaxshiyamki, endi sevimli raqamli kontentimizni ko'rishda har qachongidan ham ko'proq imkoniyatlarga egamiz, jumladan, bir nechta platformalarda yaxshi moslik. Shuning uchun siz uchun to'g'ri formatni o'rganishga vaqt ajrating va qaysi biri sizning ehtiyojlaringizga mos kelishini bilib oling!

Salom, men Kim, onam va media yaratish va veb-ishlab chiqish bo'yicha ma'lumotga ega bo'lgan stop-motion ishqiboziman. Menda rasm chizish va animatsiyaga bo‘lgan ishtiyoqim baland, hozir esa to‘xtash-harakat olamiga sho‘ng‘iyapman. Blogim orqali men o'rganganlarimni sizlar bilan baham ko'raman.