Stream audio-vizuálního materiálu: Bezeztrátová komprese

22.02.2012

V dnešním díle si konečně podrobněji rozebereme bezeztrátovou kompresi materiálu. Podíváme se na výhody i nevýhody. Článek je složitý, ale ti, kteří čtou mě články pravidelně, by vše měli pochopit.

Autor: Filip Hrček | Hodnotenie:

Bezeztrátové komprese videa využívají obvykle algoritmy „Redundancy“ tak, aby konečný materiál byl bez chyb. Jedná se o jednoduchý příklad „Run-length encodingu“. Teď jednotlivě.

Redundancy

Počet bítů použitých k přenosu dat mínus počet bitů přenášených v aktuálních datech. Je to způsob, jak eliminovat chyby v přenosu kontrolnímy součty a jak přidat další algoritmy pro detekci dalších chyb.

Run-length encoding

Je velmi jednoduchá komprese dat, ve které jsou data uloženy jako jedna hodnota. Je to nejužitnější způsob, který využívá mnoho dalších kompresí ( např. jednoduché grafické obrázky jako jsou kresby a animace ).

Příklad

Jako příklad použiji černý text na bílém pozadí. Výsledkem bude velké množství bílých pixelů, volného místa a mnoho malých sérií černých pixelů tvořících text. Vezmeme hypoteticky jednu skenovací linku, kdy B představuje černý pixel a W reprezentuje bílý pixel.

WWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWBBBWWWWWWWWWW

Aplikujeme-li Run-length encoding algoritmus komprese dat na výše použitou skenovací linku, získáme následující:

12W1B12W3B10W

Jak je uvedeno výše v textu a jak můžete poznat na příkladu, vše je opravdu založeno na jednoduchém algoritmu.

Bezeztrátové kompresní metody videa

Hyffyuv

Velmi rychlý bezeztrátový kodek, jehož autorem je Ben Rudiak-Gould. Je uvolněn pod licencí GPL. Umožňuje komprimovat video ve formátu YUY2, RGB a RGBA. Rychlost komprese dosahuje až 38 MiB/s na 416 MHz procesoru Intel Celeron.

Lagarith

Lagarith je otevřený bezeztrátový kodek, jehož autorem je Ben Greenwood. Je uvolněn pod licencí GPL verze 2. Vlastní kodek je určen pro Windows, ale existují i utility pro Mac OS.

Bezeztrátové kompresní metody audia

Free Lossless Audio Codec

Otevřený, zvukový, bezztrátový kodek. Používá lineární predikci pro konverzi zvukových vzorků do série malých čísel, která jsou efektivně uložena pomocí Golomb-Riceova kódování.

Apple Lossless

Audio kodek, vyvinutý společností Apple Computer pro bezztrátovou kompresi hudby. Pro ukládaní hudby kódované pomocí Apple Lossless je použit kontejner MP4; soubory mají příponu .m4a. Apple Lossless není založen na AAC, ale používá lineární predikci podobně jako ostatní bezztrátové audio kodeky.

Výhody a nevýhody

Teď to nejdůležitější. Hlavní výhody jsou v bezchybnosti, nadruhou stranu výsledný soubor má oproti ztrátové kompresi velmi vysokou velikost. Při kompresi hrubého materiálu to není problém, ale při datech nadále používaných ke streamu je to velká překážka.

Tím bych dnešek završil. Příští díl bude zaměřen na užitečný software pro zpracování materiálu, ať už jde o střih, tak i o kompresi a další redukce.