Какой кодек лучше. Все что нужно знать о кодеках, чтобы без проблем смотреть видео

Чаще всего, после установки новой Windows, Ваш компьютер становится "пустым" (конечно, если Вы не использовали не лицензионную копию ОСи и не какой то сборник с предустановленными программами). И обычно Вам хочется почти сразу послушать музыку или посмотреть видео. Хорошо если они имеют стандартный общеизвестный формат, тогда с этим может справится плеер от Windows. Но чаще бывает такое, что при попытке открыть файл с музыкой или видео, плеер просто не может его открыть и выдает сообщение об ошибке.

Что делать в таком случае? Можно скачать и установить сторонние плееры (например ), некоторые из которых уже идут со встроенными кодеками. Но гораздо правильным решением будет скачать и установить кодеки для Windows . Но об этом чуть ниже.

Для начала разберемся и ответим на вопрос в заголовке статьи - что такое кодеки и для чего они нужны?
Кодеки - это программа (иногда и своеобразный сборник прог), предназначенная для кодирования (сжатия) и декодирования (воспроизведения из сжатого состояния) аудио и видео файлов (мультимедиа файлов).

Отсюда и происхождение названия. Слово "КОДЕК" происходит от сочетания первых букв в словах КОдировщик/ДЕКодировщик (англ. CODEC - от COder/DECoder).

Зачем нужны кодеки и для чего такая кодировка?

Дело в том, что мультимедиа файлы имеют большие размеры (особенно видео), что очень неудобно, например, при передаче таких файлов по сети. Кодеки же позволяют уменьшать первоначальный размер файлов, сохраняя при этом максимально хорошее качество.

Именно поэтому, если Вы пытаетесь запустить мультимедия файл, а плеер выдаёт ошибку при открытии или же воспроизводит его неправильно, то в большинстве случаев это связано с тем, что система не может найти программу для раскодировки данного файла, т.е. у вас нет необходимого кодека.

Кодеки предназначены не для самостоятельного открытия и воспроизведения файлов, их задача - помочь плееру их открыть.
Исключением является то, что (как я и писал выше) некоторые плееры уже имеют свои кодеки. Но порой и тех, что в них встроены, не достаточно для воспроизведения некоторых типов файлов.
Так же некоторые сборники кодеков имеют свой плеер (например Media Player Classic).

Как узнать какие кодеки установлены в системе?

Для Windows XP
1) Пуск -> Панель управления -> Система (или просто ПКМ на Мой компьютер и выбираем "Свойства") -> переходим на вкладку Оборудование .

2) Раскрываем пункт "Звуковые видео и игровые устройства" (щелчком по плюсику), а потом щёлкните 2 раза по пункту Аудио кодеки (или Видео кодеки).

3) Открываем вкладку Свойства

Для Windows 7 или Vista
1) Пуск -> компонент "Все программы" -> Служебные (либо Стандартные, а там уже Служебные) -> Сведения о системе.

2) Появится окно, которое будет разделено на две части. В левой части этого окна находим строку "Компоненты" и раскрываем его, щелкнув на "плюсик". Затем так же раскрываем список "Мультимедиа" и видим нужные нам кодеки.

Эту информацию я предоставил больше для общей осведомленности. Теперь перейдем к самому интересному:

Как установить кодеки?

Просто скачиваем и устанавливаем один из некоторых, предоставленных мною, как обычную программу.

Это самый популярный и лучший сборник кодеков.
При установке сразу же решает проблемы с кодеками и избегает конфликтов с существующими. а так же может их обновить.
Устанавливает свой плеер, с помощью которого Вы так же можете послушать музыку или видео, если другие не справляются.

Скачать бесплатно свежую/новую версию кодеков , - это официальные сборники от одного и того же разработчика.

Вне зависимости от версии Windows, проблема одна и та же: для просмотра фильма нужны кодеки, которых нет в составе операционной системы. Поэтому пакет , с одной стороны, в представлении не нуждается: многие пользователи скачивают его сразу же после установки Windows, чтобы одним махом улучшить поддержку популярных форматов мультимедиа.

С другой стороны, редко кто удосуживается изучить содержимое данного пакета (срабатывает принцип «лишь бы все работало»), хотя для этого есть основания. Так, в состав K-Lite включены утилиты, которые можно использовать для диагностики, решения частных проблем, связанных с работой кодеков.

Кроме того, пакет K-Lite не только добавляет широкую поддержку форматов медиа, но и позволяет полностью управлять процессом обработки. На этапе установки позволяется выбрать нужные компоненты, а также указать предпочтительные фильтры и декодеры. От их правильной настройки зависит качество воспроизведения и скорость обработки.

Все эти моменты будут затронуты в данном обзоре.

Основные преимущества K-Lite Codec Pack

K-Lite Codec Pack имеет множество сильных сторон, ограничимся перечислением ключевых моментов:

Внутренняя совместимость компонентов

Дистрибутив K-Lite всегда тестируется на совместимость специалистами. При самостоятельной установке кодеков легко прийти к ситуации «Codec hell» («Ад кодеков»), поскольку многие фильтры между собой не уживаются. Для устранения конфликтов нужно искать причину «зла» и с помощью специальных утилит удалять тот или иной компонент.

Хорошая совместимость с Windows

Помимо вышеупомянутого отсутствия конфликтов, пакет легко полностью удалить из системы без следов. При установке K-Lite проверяет наличие в системе других кодеков и предлагает их использование при установке среди прочих вариантов. Также на этапе установки производится поиск неисправных кодеков и предлагается их исправить.

Гибкая настройка

Для скачивания доступно 5 вариантов пакета с различной комплектацией, также предлагается 3 режима инсталляции и профили.

Для каждого мультимедиа формата можно выбрать подходящий декодер из доступных вариантов, по умолчанию K-Lite подбирает наиболее оптимальный. Для пользователей Windows 7 и 8 предусмотрена специальная утилита Preferred Filter Tweaker for Windows 7 and 8 для настройки предпочтительных кодеков в обход ОС.

Регулярные обновления

Пользователю не нужно следить за обновлением каждого аудио- или видеокодека или других компонентов: K-Lite всегда содержит актуальные версии.

Сборки K-Lite

На странице для скачивания доступно 6 вариантов пакета:

• Basic - обеспечивает поддержку наиболее известных форматов мультимедиа: AVI, MKV, MP4, OGM, FLV. Минимальный набор, не включающий в состав видеоплейер. Будет оптимален в том случае, если вы предпочитаете использовать другой плеер, а для воспроизведения достаточно минимального набора кодеков.
• Standard - включает также проигрыватель Media Player Classic HomeCinema, декодер DVD MPEG-2 (открывает больше возможностей при воспроизведении DVD-дисков), утилиту MediaInfo Lite, которая отображает детальную информацию о медиа файле.
• Full - по сравнению со стандартной версией, сюда включены madVR - высококачественный рендерер, утилита для диагностики GraphStudioNext и дополнительные фильтры DirectShow.
• Mega - содержит кодеки ACM и VFW, фильтры DirectShow, дополнительные утилиты. При установке будет предложен видеоплейер на выбор: Media Player Classic HomeCinema или Media Player Classic Regular. О различиях между ними можно прочесть ниже.
• 64-битная сборка - рекомендуется для установки поверх 32-битной версии, если вы планируете воспроизводить видео в 64-битной среде. Стоит подчеркнуть, что этот пакет будет идти в дополнение, а не взамен вышеперечисленных вариантов, поскольку не все приложения поддерживают 64-битные кодеки.

Есть другой способ просмотра информации по сборкам, доступный на сайте пакета K-Lite в виде сравнительных таблиц: и . По сути, если вас интересует конкретная функция или формат, то и сравнивать ничего не нужно.

Установка

Возможно три режима установки - простой, обычный и расширенный, в зависимости от чего изменяется количество настроек для компонентов, входящих в состав пакета.

На следующем шаге - выбор установочного профиля. Он влияет не только на количество компонентов, но и на предпочтительные настройки. Например, «LAV for everything» подразумевает, что декодирование видео по возможности будет производиться с помощью LAV Video. «Lot of stuff» - инсталляция максимального количества компонентов.

Вы не сможете установить несколько кодеков или фильтров для воспроизведения одного формата, так как это неизбежно вызвало бы конфликт. Опция «Use system default» обозначает, что инсталлятор уже обнаружил кодек, который не относится к составу K-Lite: например, включенный в состав ОС или установленный ранее.

На последнем шаге («Hardware Acceleration») - настройки аппаратного ускорения видео. Очень желательно ознакомиться с небольшим справочным документом по описанию настроек (кнопка «Help» внизу окна).

Так, согласно справке, на быстром процессоре выставляем стандартные настройки («Use software decoding»), на видеокартах NVIDIA - CUVID или LAV DXVA2, на AMD - LAV DXVA2, при использовании плеера Media Player Classic HomeCinema - декодер DXVA.

Состав K-Lite

В состав пакета кодеков входят:

• DirectShow сплиттеры
• фильтры декодирования видео DirectShow
• фильтры декодирования аудио DirectShow
• парсеры аудио DirectShow
• фильтр субтитров DirectShow
• другие кодеки и фильтры
• плеер Media Player Classic / HomeCinema и дополнительные утилиты

Для того, чтобы «расшифровать» этот список, нужно пояснить смысл некоторых терминов (см. ниже). Более наглядно работа сплиттера, фильтров и парсеров может быть отображена программой GraphStudioNext, которая входит в состав K-Lite. Для примера проще всего открыть любой медиафайл с помощью команды «File - Render Media File…». Процесс обработки файла будет продемонстрирован на схеме.

DirectShow - это фреймворк от Microsoft, который функционирует в Windows и является средой для воспроизведения форматов аудио и видео и ввода/вывода на устройства. Некоторые форматы поддерживаются DirectShow изначально, список меняется с каждой версией Windows. На данный момент DirectShow вытесняется фреймворком Media Foundation, который интегрирован в Windows 7 и Windows 8.

Сплиттеры (англ. «source filters», дословно - фильтры источника) отделяют от контейнера аудио и видео для дальнейшей обработки декодерами. Нужно понимать, что файл для воспроизведения представляет собой контейнер, который часто ошибочно называют форматом видео.

Фильтры декодирования видео и аудио DirectShow, или фильтры преобразования, добавляют поддержку дополнительных форматов файлов, которые могут воспроизводиться любым видеоплейером.

Примером фильтров можно назвать популярный декодер ffdshow, который работает на основе открытых библиотек. Он позволяет воспроизводить Xvid, DivX и H.264 - а это, пожалуй, большинство случаев, с которыми приходится иметь дело. В состав ffdshow входят фильтры (не путать с фильтрами DirectShow), которые позволяют управлять воспроизведением в режиме реального времени: применять фильтры, изменять размеры, цвет и т. п.

Разработчики K-Lite прямым текстом советуют выбирать декодер LAV ввиду его большей производительности и стабильности, а ffdshow - только в том случае, если необходима экстра-функциональность.

Наравне с LAV Video, входит во все пакеты, остальные фильтры опциональны и могут быть заменяемы.

Аналогично, аудиофильтры декодируют аудиоформаты, отделенные от контейнера сплиттером. В их числе популярная библиотека AC3Filter, которая добавляет поддержку AC3 и DTS вместе с инструментами для настройки многоканального аудио.

Задача парсера - вывод сигнала на устройство после его декодирования.

Плеер Media Player Classic

Безусловно, при установке K-Lite практически любой проигрыватель (GOM Player, LightAlloy, Zoom Player и т. п.) будет работать с требуемыми форматами. Однако в случае с K-Lite все же предпочтительно использовать Media Player Classic, который не входит только в сборку Basic. Данный видеопроигрыватель лучше всего оптимизирован под этот пакет, к тому же, в составе K-Lite он находится в модифицированном виде.

Существует два плейера: Media Player Classic Home Cinema и Media Player Classic Regular, который является ответвлением проекта Home Cinema. Несмотря на то, что базируются они на одной платформе, различия есть.

Относительно плеера Classic Regular можно сказать только то, что он, в сравнении с Home Cinema, менее функционален. Для знакомства с ним нужно установить сборку Mega и при установке указать Media Player Classic Regular в качестве предпочитаемого плеера.

Среди прочих приятных дополнений Media Player Home Cinema: вывод изображения на несколько мониторов, аппаратное декодирование H.264, поддержка множества форматов субтитров, присутствие локализации, в том числе и русской. В оригинальном дистрибутиве Home Cinema, который можно скачать на , уже предусмотрены декодеры (поэтому плеер может работать и автономно, без установки K-Lite). В описании K-Lite же указано, что встроенные в плеер кодеки были заменены более эффективными - теми, которые доступны на выбор при установке K-Lite.

Утилиты

После установки K-Lite возникает необходимость в тонкой настройке кодеков. Найти вспомогательные утилиты можно в директории с установленным пакетом K-Lite, папка Tools.

Codec Tweak Tool

Основные настройки K-Lite собраны в оболочке Codec Tweak Tool. В настройках вы можете удалить битые кодеки и фильтры (которые были неправильно установлены или оставили следы в реестре), перезарегистрировать фильтры, сбросить настройки на изначальные, сформировать лог из содержимого пакета, иногда это требуется для диагностики.

Наиболее интересная секция - «Configuration», здесь собраны настройки всех установленных фильтров (аудио-, видео-, source фильтры (сплиттеры)). В принципе, то же самое нетрудно проделать через параметры видеоплейера, но это был бы не самый удобный способ.

Codec and Filter Management позволяет активировать и деактивировать ненужные фильтры и кодеки, в т. ч. входящие в состав ОС. Дополнительно, по аналогии с установкой K-Lite, для каждого формата можно указать предпочитаемые сплиттеры.

Preferred Filter Tweaker for Windows 7 and 8

Пользователям Windows 7 и Windows 8 нужно обратить внимание на утилиту Win7DSFilterTweaker. Ее необходимость проявляется в том, что в этих ОС своя система декодирования аудио и видео - Media Foundation. Встроенные возможности этого фреймворка не могут быть перекрыты сторонними фильтрами без внесений изменений в реестр. Для этого, собственно, и предназначается эта утилита. С ее помощью можно не только указать предпочтительные декодеры, но также отключить неиспользуемые, вплоть до деактивации Media Foundation.

MediaInfo

Утилита, с помощью которой можно узнать детальную информацию о файле: битрейт, разрешение, контейнер, форматы аудио и видео, компрессия. Технические данные будут полезны, если нужно будет перенастроить фильтры или установить недостающий кодек. Данная программа встроена в Media Player Classic и доступна как вкладка «Mediainfo», пункт «Свойства» в контекстном меню.

GraphStudioNext

Очень познавательная утилита для анализа аудио и медиафайлов. После обработки содержимого GraphStudioNext в виде схемы показывает процесс обработки, который проходит файл перед выводом на экран и динамики. Все это зависит от конкретной конфигурации кодеков в пакете. Поэтому GraphStudioNext будет полезно использовать для диагностики при появлении проблем с воспроизведением файла. Кроме того, каждый компонент на схеме кликабелен и открывает настройки кодека или сплиттера.

VobSubStrip

Редактирование субтитров в формате IDX - можно удалить ненужные потоки из списка и пересохранить.

Кодек (англ.codec - сокр. от coder/decoder (кодировщик/декодировщик) или compressor/decompressor) — файл-формула, которая определяет, каким образом можно «упаковать» видео\аудиоконтент и, соответственно, проиграть видео\аудио. Также возможно добавление к файлу субтитров, векторных эффектов и т. п.

2. Зачем нужны кодеки?

Кодеки необходимы для уменьшения размера видео-аудио информации. Один несжатый кадр стандартного ТВ разрешения весит 1,18Мб. В России стандарт — 25 кадров в секунду. Итого, минута видео обойдется Вам в 1 770 Мб. Неплохо, да? Сжатое же аналогичное видео будет весить, в среднем, не больше 50 Мб, почти без потерь качества. Никакой магии =) Все дело в том, что в несжатом видео файле, по сути, хранится набор bmp картинок. То есть структура файла примерно такая: выставляется информация о количестве пикселей по ширине, а дальше начинается перечисление цветовой составляющей каждого пикселя.

3. Есть ли какой-то один универсальный кодек?

Пожалуй -нет. Однако стоит брать во внимание, что, по сути, алгоритмов сжатия не так ужмного.

Алгоритм MPEG

MPEG производит межкадровое сжатие, за счетпредсказания (вычисления) движения внутри кадра, и других внутрикадровых изменений.

Всеформаты сжатия семейства MPEG (MPEG 1, MPEG 2, MPEG 4, MPEG 7) используют высокую избыточность информации в изображениях, разделенных малым интервалом времени. Между двумя соседними кадрами обычно изменяется только малая частьсцены – например, происходит плавное смещение небольшого объекта на фоне фиксированного заднего плана. В этом случае полная информация о сцене сохраняется выборочно – только для опорных изображений. Для остальных кадров достаточно передавать разностную информацию: о положении объекта, направлении и величине его смещения, о новых элементах фона, открывающихся за объектом помере его движения. Причем эти разности можно формировать не только по сравнениюс предыдущими изображениями, но и с последующими (поскольку именно в них по мере движения объекта открывается ранее скрытая часть фона).

Форматы сжатия семейства MPEG сокращают объем информации следующим образом:

• Устраняется временная избыточность видео (учитывается только разностная информация).
• Устраняется пространственная избыточность изображений путем подавления мелких деталей сцены.
• Устраняется часть информации о цветности.
• Повышается информационная плотность результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического кода для его описания.

Форматы сжатия MPEG сжимают только опорные кадры – I-кадры (Intra frame – внутренний кадр). В промежутки между ними включаются кадры, содержащие только изменения между двумя соседними I-кадрами – P-кадры (Predicted frame – прогнозируемый кадр). Для того чтобы сократить потери информации между I-кадром и P-кадром, вводятся так называемые B-кадры (Bidirectional frame – двунаправленный кадр). Вних содержится информация, которая берется из предшествующего и последующего кaдров. При кодировании в форматах сжатия MPEG формируется цепочка кадров разных типов. Типичная последовательность кадров выглядит следующим образом: IBBPBBIBBPBBIBB… Соответственно, последовательность кадров в соответствии с их номерами будет воспроизводиться в следующем порядке: 1423765…

Форматы сжатия видео изображения MPEG 1 и MPEG 2

В качестве начального шага обработки изображения форматы сжатия MPEG 1 и MPEG 2 разбивают опорные кадры на несколько равных блоков, над которыми затем производится дискетное косинусное преобразование (DCT). По сравнению с MPEG 1, формат сжатия MPEG 2 обеспечивает лучшее разрешение изображения при более высокой скорости передачи видео данных за счет использования новых алгоритмов сжатия и удаления избыточной информации, а также кодирования выходного потока данных. Также формат сжатия MPEG 2 дает возможность выбора уровня сжатия за счет точности квантования. Для видео с разрешением 352х288 пикселей формат сжатия MPEG 1 обеспечивает скорость передачи 1,2 – 3 Мбит/с, а MPEG 2 – до 4 Мбит/с.

По сравнению с MPEG 1, формат сжатия MPEG 2 обладает следующими преимуществами:

• Как и JPEG2000, формат сжатия MPEG 2 обеспечивает масштабируемость различных уровней качества изображения в одном видеопотоке.
• В формате сжатия MPEG 2 точность векторов движения увеличена до 1/2 пикселя.
• Пользователь может выбрать произвольную точность дискретного косинусного преобразования.
• В формат сжатия MPEG 2 включены дополнительные режимы прогнозирования.

Формат сжатия MPEG 2 использовал снятый сейчас с производства видеосервер AXIS 250S компании AXIS Communications, 16-канальный видеонакопитель VR-716 компании JVC Professional, видеорегистраторы компании FAST Video Security и многие другие устройства системы видеонаблюдения.

Формат сжатия MPEG 4

MPEG4 использует технологию так называемого фрактального сжатия изображений. Фрактальное (контурно-основанное) сжатие подразумевает выделение из изображения контуров и текстур объектов. Контуры представляются в виде т.н. сплайнов (полиномиальных функций) и кодируются опорными точками. Текстуры могут быть представлены в качестве коэффициентов пространственного частотного преобразования (например, дискретного косинусного или вейвлет-преобразования).

Диапазон скоростей передачи данных, который поддерживает формат сжатия видео изображений MPEG 4, гораздо шире, чем в MPEG 1 и MPEG 2. Дальнейшие разработки специалистов направлены на полную замену методов обработки, используемых форматом MPEG 2.Формат сжатия видео изображений MPEG 4 поддерживает широкий набор стандартов и значений скорости передачи данных. MPEG 4 включает в себя методы прогрессивного и чересстрочного сканирования и поддерживает произвольные значения пространственного разрешения и скорости передачи данных в диапазоне от 5 кбит/с до 10 Мбит/с. В MPEG 4 усовершенствован алгоритм сжатия, качество и эффективность которого повышены при всех поддерживаемых значениях скорости передачи данных.

MPEG 7 и MPEG 21 – форматы будущего

В октябре 1996 года группа MPEG приступила к разработке формата сжатия MPEG 7, призванного определить универсальные механизмы описания аудио и видео информации. Этот формат получил название Multimedia Content Description Interface. В отличие от предыдущих форматов сжатия семейства MPEG, MPEG 7 описывает информацию, представленную в любой форме (в том числе в аналоговой) и не зависит от среды передачи данных. Как и его предшественники, формат сжатия MPEG 7 генерирует масштабируемую информацию в рамках одного описания.

Формат сжатия MPEG 7 использует многоуровневую структуру описания аудио и видеоинформации. На высшем уровне прописываются свойства файла, такие как название, имя создателя, дата создания и т.д. На следующем уровне описания формат сжатия MPEG 7 указывает особенности сжимаемой аудио или видео информации – цвет, текстура, тон или скорость. Одной из отличительных особенностей MPEG 7 является его способность к определению типа сжимаемой информации. Если это аудио или видео файл, то он сначала сжимается с помощью алгоритмов MPEG 1, MPEG 2, MPEG4, а затем описывается при помощи MPEG 7. Такая гибкость в выборе методов сжатия значительно снижает объем информации и ускоряет процесс сжатия. Основное преимущество формата сжатия MPEG 7 над его предшественниками состоит в применении уникальных дескрипторов и схем описания, которые, помимо всего прочего, делают возможным автоматическое выделение информации как по общим, так и по семантическим признакам, связанным с восприятием информации человеком. Процедура занесения в каталог и поиска данных находятся вне сферы рассмотрения этого формата сжатия.

Разработка формата сжатия MPEG 21 — это долговременный проект, который называется «Система мультимедийных средств» (Multimedia Framework). Над разработкой этого формата сжатия эксперты начали работать в июне 2000 г. На первых этапах планировалось провести расширение, унификацию и объединение форматов MPEG 4 и MPEG 7 в единую обобщающую структуру. Подразумевалось, что она будет обеспечивать глубокую поддержку управления правами и платежными системами, а также качеством предоставляемых услуг.

Формат MJPEG

Формат MJPEG производит внутрикадровое сжатие. То есть сжимаеткаждый кадр, по алгоритму JPEG.

4. Какие форматы или кодеки самые популярные и необходимые?

5. Avi разве не кодек?

AVI это контейнер, так же как и VOB, WMV и другие. Под расширением avi может скрываться любой кодек. В принципе можно взять видео файл и переименовать его, допустим, в myvideo.nix. Указав ОС программу, которой стоит открывать данный тип файлов, мы получим видео файл в контейнере nix.

6. Как узнать, какой кодек мне нужен для работы (воспроизведения / кодирования) с файлом?

Скачайте программу . Очень полезная программа, которая сообщает всю информацию про видео, размер окна, частоту кадров, чем сжаты видео и аудио потоки и, что самое полезное, — перенаправляет на официальныйсайт кодека, использовавшегося для компрессии.

7. Какие кодеки мне следует загрузить и установить?

Стандартно в операционных системах встроены несколько базовых кодеков. Другие устанавливаются автоматически вместе с проигрывателями, которые вы устанавливаете. Например, плеер VLC Media читает практически все и является кроссплатформенным.

8. Зачем качать эти плееры, если можно просто скачать набор кодеков, типа K-Lite?

K-Lite вполне можно использовать, но не для профессиональной работы. K-Lite часто вызывает некорректную работу и зависание программ, работающих с видео, т.к. Windows не всегда может распознать кодек по сигнатурам файла и выхватывает кодек «наугад», что приводит к зависанию программ. Ставить или не ставить – личное решение каждого, но необходимо знать, чем это может обернуться.

Введение

Основная задача настоящего тестирования - сравнить результаты работы нового поколения MPEG4-кодеков (называемых MPEG-4 AVC или H.264) при записи домашнего видео простыми пользователями. Такие пользователи, как правило, используют простые известные программы для того, чтобы считывать DVD или оцифровывать сигнал с тюнера и редко изменяют настройки кодеков. Мы прекрасно понимаем, что писать кодеки так, чтобы они хорошо работали в разных ситуациях без специальной настройки (автоматически подстраиваясь под тип видео) сложнее, но тем больше чести авторам, если их кодеки хорошо справляются с такой задачей. DivX Pro 5 использовался для сравнения, как один из лучших кодеков предыдущего поколения, стандарта MPEG-4 ASP. Подробнее о разновидностях MPEG-4 можно прочитать .

Использованные кодеки

Учитывая специфику H.264 (очень большое время работы при включении "по максимуму" всех опций и возможностей), мы в дальнейшем введем два набора настроек, получаемых от производителей кодеков (и только от них). Первый набор - "tuned" - настройки, дающие максимальное качество, но долгую работу и "fast" - настройки, обеспечивающие быструю работу, но с меньшим качеством. Причем и время, и качество будут измеряться в обоих случаях. Это позволит кодекам продемонстрировать, на что они способны по качеству и даст возможность более корректно сравнивать скорость, чем в варианте сравнения настроек по умолчанию. Часть 1: Методика тестирования

Метрика PSNR

Описание метрики

В рамках данного тестирования критерием качества сжатия служит метрика (peak signal to noise ratio/пиковое отношение сигнала к шуму, измеряется в дБ). Использование именно этой метрики обусловлено ее популярностью. Ее используют в большинстве научных статей и сравнений в качестве меры потерь качества. Как и все существующие метрики, она не идеальна и имеет свои достоинства и недостатки. Для понимания приведенных ниже цифр, необходимо знать лишь то, что значение метрики тем больше, чем больше разница между сравниваемыми изображениями.

Примечание: PSNR – это наиболее общепринятая метрика для оценки различий между двумя последовательностями. Несомненно, у неё есть множество недостатков. Можно придумать огромное количество последовательностей, на которых эта метрика не совсем адекватно себя ведёт. Например, два кадра, яркость одного из которых подняли на одну единицу (из, скажем, 255). Или два кадра, отличающихся одним пикселем – на первом пиксель белый, а на втором – чёрный. В обоих примерах вы с трудом сможете уловить различия в кадрах на глаз, но с точки зрения PSNR кадры будут значительно отличаться! Однако, несмотря на все недостатки, именно метрикой PSNR до сих пор пользуется большинство разработчиков кодеков для анализа своих результатов. Эта метрика понимается и признаётся всеми профессионалами в области кодирования видео. Именно по этой причине мы выбрали PSNR в качестве основной метрики.

Смысл графиков PSNR/Frame size

На графике изображена зависимость показателя метрики от среднего размера кадра. Каждая ветвь соответствует определенному кодеку. Ветви построены на опорных точках, каждая из которых соответствует конкретному битрейту. Хорошо видно, что на каждой ветви находится по десять точек (каждая последовательность сжимается на 10 настройках битрейта). Бывает, что кодек не удерживает битрейт и с разными настройками битрейта сжимает одинаково. В таких случаях, очевидно, на ветви кодека расположено менее десяти опорных точек. Для сравнения кодеков на этих графиках следует обращать внимание на то, как высоко расположены ветви кодеков. Чем выше находится ветвь – тем выше в среднем качество последовательности, сжатой данным кодеком. На вышеприведенном в качестве примера рисунке видно, что на высоком битрейте Videosoft сжал последовательность с меньшими потерями качества по сравнению с другими кодеками.

Методика тестирования

Последовательность действий

В тестировании участвует девять фильмов (см. ниже). Каждый фильм сжимается десять раз с разными битрейтами (кбит/с): 100, 225, 340, 460, 700, 938, 1140, 1340, 1840, 2340. Таким образом, для каждого кодека генерируется 50 фильмов. Затем для каждого фильма вычисляется метрика PSNR. Причем указанная метрика вычисляется для каждого кадра. Далее для построения графика используются соответствующие числа, в зависимости от типа графика.

Задачи и правила тестирования

Основной задачей ставилась сравнительная оценка качества кодеков при их непрофессиональном использовании для сжатия фильмов. Соответственно оценка проводилась на последовательностях, обработанных простым распространенным фильтром деинтерлейсинга, а параметры кодека брались по умолчанию. Правила тестирования:

• Подсчет PSNR производился с помощью программы luv_avi.
• Размер кадра считался как частное размера фильма и количества кадров.
• Значение ординаты на графиках Delta вычисляется как разница PSNR для этих кодеков и кодека DivX.
• При тестировании кодеков, которые накладывают свой логотип на сжатый фильм, логотип заменялся на черный прямоугольник и на исходный несжатый фильм накладывался такой же прямоугольник. Далее производилось сравнение
• Для кодеков, являющихся VfW (Video for Windows), сжатие проводилось при помощи программы VirtualDub 1.5.4.
• Для кодеков, работающих по интерфейсу DirectShow, сжатие проводилось при помощи программы GraphEdit (build 011008).
• Для кодеков, которые устанавливались как отдельные приложения для сжатия, сжатие проводилось при помощи этого приложения.
• Для кодеков, которые сжимали фильм не в формат avi, а в свой внутренний формат, для получения avi использовалась программа GraphEdit (build 011008) и декодер, поставляемый с кодеком.
• Кодек MainConcept вставлял лишние кадры в декодированную последовательность. Для покадрового сравнения приходилось удалять эти кадры вручную при помощи программы VirtualDub. При этом файл считался пригодным для сравнения, если в исправленном фильме последний кадр визуально совпадал с последним кадром в исходным фильме.

Самый распространённый вопрос по поводу этого тестирования – «А с какими настройками тестировались кодеки?». В , в разных местах мы ответили на него 8 раз – с настройками по умолчанию! Это означает следующее. Мы брали чистую операционную систему и инсталлировали на неё кодек. Настройки, которые он выставил при этом, мы считали настройками по умолчанию. В процессе тестирования мы меняли только один параметр – битрейт. Таким образом, чтобы посмотреть все параметры, вам надо всего лишь заново проинсталлировать интересующий вас кодек.

Последовательности

На разных последовательностях кодеки показывают разные результаты. Например, эффективно сжать последовательность из одинаковых кадров намного легче, чем последовательность, состоящую из существенно различающихся картинок. Есть и другие характеристики последовательностей – размер кадров, зашумлённость, длина последовательности, тип движения камеры и т.д. Для нашего тестирования мы выбрали стандартные последовательности. Многими из них пользуются производители кодеков для тестирования своих продуктов. Конечно, эти последовательности не покрывают всего множества фильмов – тут нет ни мультфильмов, ни видео с тюнера. В дальнейшем мы планируем расширить число последовательностей.Часть 2: Графики по PSNR для всех кодеков

Графики Y-PSNR - Frame Size

На этих графиках хорошо видна динамика зависимости качества сжатого фильма от его размера. Координатами опорных точек диаграммы являются средние по фильму значения метрики и размера кадра. Таким образом, каждая ветвь имеет по десять точек, соответствующих разным битрейтам.

Delta Y-PSNR – это графики относительного PSNR. В качестве референсного кодека выбран DivX 5.1.1. Для каждого замера на графике конкретного кодека бралась разница этого замера и значения PSNR для референсного кодека с тем же битрейтом. При отсутствии значения, PSNR референсного кодека получался линейной интерполяцией.

Y-PSNR Sequence battle

Delta Y-PSNR Sequence battle

Выводы

• На низких битрейтах DivX сильно уступает кодекам VSS_main, Fraunhofer, Ateme.
• На средних и высоких битрейтах кодек от Ateme опережает все остальные кодеки.