Còdec de vídeo

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Un còdec de vídeo (codificador/descodificador) és un mòdul de programari que permet la compressió o descompressió de vídeo digital. La majoria de còdecs comprimeixen la informació, perquè pugui ser emmagatzemada o transmesa amb el mínim espai possible, per aconseguir-ho s'aprofita que les seqüències de vídeo presenten redundància en les dimensions espacial i temporal. Per tan eliminant informació redundant s'aconsegueix codificar la informació optimitzada.

Funcionament[modifica | modifica el codi]

Espai de color i mostreig[modifica | modifica el codi]

En general els codificadors de vídeo comencen per realitzar la conversió del senyal de chroma, passen del format RGB al format de color YCbCr la qual cosa permet la realització d'un mostreig ortogonal (els més comuns són: 4:4:4, 4:2:2 i 4:2:0). La conversió a aquest nou format genera dos avantatges:

  • Millora la compressió disminuint la correlació entre els senyals de color.
  • Separa el senyal de luminacia de la de chroma, ja que aquesta última és menys important a efectes del sistema visual humà, per tant es pot representar a partir d'un mostreig de menor resolució.

Redundància i quantificació[modifica | modifica el codi]

Els senyals de vídeo presenten diferents tipus de redundància i informació irrellevant que pot ser eliminada o reduïda a partir d'un senzill procés de codificació. El procés més utilitzat és el de dividir la imatge en blocs (normalment 8x8) i aplicar la DCT (discret cosine transform). Un cop la informació ha estat transformada, els coeficients són explorats en un ordre específic, i amb l'ajut d'una taula de valors de quantificació es quantifiquen aquests coeficients.

Compensació de moviment[modifica | modifica el codi]

La compensació de moviment és una tècnica utilitzada en la codificació de vídeo que té com a principal objectiu eliminar la redundància temporal existent entre les imatges que componen una seqüència per tal d'augmentar la compressió.

El procés es basa en un algorisme que examina la successió de fotogrames consecutius, generalment molt similars entre si, per analitzar i estimar el moviment succeït entre cadascun d'ells. Si el sistema descobreix que una secció de la imatge ja ha estat transmesa anteriorment, envia la informació referent a la seva antiga localització en lloc de la pròpia secció. D'aquesta manera, la millor predicció de la imatge actual vindrà donada per la compensació de moviment basant-se en els frames anteriors.

Efecte de bloc[modifica | modifica el codi]

Un dels efectes visuals indesitjats de la codificació de vídeo és l'aparició de l'efecte bloc. Aquest efecte produeix l'aparició de estructures de bloc en la imatge codificada i és degut principalment a la quantificació dels coeficients transformats per la DCT.

Existeixen diferents tipus de tècniques per eliminar aquests efecte, en general són filtres que el minimitzen. Per exemple, el nou estàndard de codificació de vídeo H.264/MPEG-4 AVC utilitza un filtre anomenat Adaptive in-loop deblocking filter capaç d'eliminar l'efecte bloc de manera molt òptima.

Descodificació[modifica | modifica el codi]

El procés de descodificació consisteix bàsicament en el procés invers de cada pas realitzat en la codificació. L'únic pas que no pot ser invertit exactament és el de quantificació. Per això s'ha realitzat un procés d'aproximació anomenat quantificació invertida o dequantificació capaç de simular el procés invers.

Estandardització[modifica | modifica el codi]

Hi ha dues organitzacions que dominen l'estandardització de codificadors de vídeo són:

  • ITU-T Grup d'Experts de Codificació de Vídeo (VCEG)

Unió Internacional de les Telecomunicacions – Sector de l'Estandardització de les Telecomunicacions

  • ISO/IEC Grup d'Experts d'Imatges en Moviment (MPEG)

Organització Internacional de l'Estandardització i Comissió Electrotècnica Internacional

Tipus de còdecs de vídeo[modifica | modifica el codi]

  • H.120(SVEG): el primer còdec de vídeo estandarditzat(1984).
  • H.261(SVEG): va ser el primer estàndard pràctic. Va suposar un esforç pioner i tots els estàndards que han aparegut després s'han basat en el seu disseny.
  • MPEG-1(MPEG): esdevingué norma pels CD de vídeo i inclou el popular format de compressió d'audio MP3.
  • H.262(SVEG) / MPEG-2(MPEG): el van desenvolupar conjuntament. Normes d'àudio i vídeo per a la difusió amb qualitat de televisió. Utilitzat per les operadores de televisió per satèl·lit i cable, i adaptat pels DVD de vídeo.
  • H.263(SVEG): finalitzat el 1995 suposa una millora considerable respecte als predecessors.
  • H.263v2(SVEG): la segona versió es va completar a principis de 1998.
  • H.264(SVEG) / MPEG-4 Part10(MPEG) / AVC: ha estat desenvolupat pel Joint Video Team (JVT) que va ser creat el 2001. Aquest equip està format per experts de MPEG i SVEG treballant conjuntament. Completat el 2004, actualment (2006) és el millor estàndard, ja que proporciona un gran equilibri entre l'eficàcia de la codificació, la complexitat alhora de posar-lo en pràctica i el cost de la tecnologia de disseny del VLSI.
  • DivX: creat per DivXNetworks Inc., és conegut per la seva capacitat de comprimir llargs vídeos en arxius petits.
  • XviD
  • Dirac
  • DV

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]