Aký je algoritmus, ktorý komprimuje a dekomprimuje video súbory

Neexistuje jediný algoritmus na komprimovanie a dekompresiu video súborov. Kompresia videa je komplexný proces zahŕňajúci kombináciu techník. Použité špecifické algoritmy závisia od použitého kodeku (kódovača). Rôzne kodeky používajú rôzne prístupy, ktoré ponúkajú rôzne kompromisy medzi kompresným pomerom, kvalitou a výpočtovou zložitosťou.

Tu je rozdelenie kľúčových komponentov a bežných algoritmov:

1. Priestorová kompresia (kódovanie v rámci rámu): Toto sa zaoberá komprimovaním jednotlivých rámcov. Použité techniky zahŕňajú:

* Diskrétna kozine transformácia (DCT): Toto je základná súčasť mnohých kodekov ako MPEG, H.264 a H.265. Transformuje priestorové údaje (hodnoty pixelov) na frekvenčné koeficienty. Vysokofrekvenčné koeficienty, ktoré predstavujú jemné detaily, sú často menej významné a môžu sa kvantifikovať (presné zníženie) alebo vyradené, čo vedie k kompresii.

* Wavelet transformuje: Alternatíva k DCT, ktorá v niektorých prípadoch ponúka potenciálne lepšiu kompresiu.

* Fraktálna kompresia: Využíva seba podobnosť v rámci obrazu na dosiahnutie kompresie. Menej bežné pri kompresii videa v dôsledku vyšších výpočtových nákladov.

2. Časová kompresia (kódovanie medzier): Toto využíva redundanciu medzi po sebe idúcimi snímkami. Techniky zahŕňajú:

* Odhad a kompenzácia pohybu (MEC): To identifikuje oblasti pohybu medzi rámami. Namiesto kódovania celého nového rámca sa kódujú iba rozdiely (pohybové vektory a zvyškové údaje). To výrazne znižuje množstvo potrebných údajov.

* Prediktívne kódovanie: Predpovedá ďalší rám založený na predchádzajúcich rámcoch a kóduje iba chybu predikcie.

3. Kódovanie entropie: Toto je posledný krok, ktorý ďalej znižuje veľkosť komprimovaných údajov priradením kratších kódov častejším symbolom (napr. Použitím kódovania Huffmana alebo aritmetického kódovania).

Populárne video kodek a ich algoritmy:

* mPeg-1, mpeg-2: Staršie normy, pomocou kompenzácie DCT a pohybu. MPEG-2 sa stále používa na vysielaciu televíziu.

* mPeg-4 časť 2 (Divx, xvid): Vylepšené po MPEG-1/2 pomocou sofistikovanejšieho odhadu pohybu a lepších kvantizačných techník.

* H.264/avc (Advanced Video Coding): Vysoko účinný kodek, bežne používaný v diskoch Blu-ray, online videu a mnohých ďalších aplikáciách. Používa DCT, sofistikovaný odhad pohybu a ďalšie pokročilé techniky.

* H.265/HEVC (vysokoúčinné video kódovanie): Nástupca spoločnosti H.264, ktorý ponúka ešte lepšie kompresné pomery za cenu vyššej výpočtovej zložitosti.

* vp8, vp9, av1: Kodeky bez licenčných poplatkov vyvinuté spoločnosťou Google (VP8, VP9) a aliancia s otvoreným zdrojovým kódom (AV1). AV1 je považovaný za silného konkurenta H.265.

dekompresia: Proces dekompresie tieto kroky v podstate zvráti. Zahŕňa dekódovanie entropických kódovaných údajov, vykonávanie inverzných DCT alebo vlnkových transformácií, použitie kompenzácie pohybu (ak je to použiteľné) a rekonštrukcia rámcov.

Stručne povedané, video kompresia je mnohostranný proces zahŕňajúci kombináciu priestorových a časových kompresných techník, spolu s kódovaním entropie. Presné algoritmy používané do veľkej miery závisia od zvoleného kodeku, ktorý určuje konkrétne kompromisy medzi účinnosťou kompresie, kvalitou a výpočtovými požiadavkami.

• Predchádzajúca strana: Ktorý komponet spracováva údaje? 
• Ďalšia strana: Ako minimalizujete súbory JPEG?