Транскодирование

Транскодирование — это прямое цифро-цифровое преобразование одной кодировки в другую. ^[1] например, для файлов видеоданных , аудиофайлов (например, MP3 , WAV ) или кодировки символов (например, UTF-8 , ISO/IEC 8859 ). Обычно это делается в тех случаях, когда целевое устройство (или рабочий процесс ) не поддерживает формат или имеет ограниченную емкость хранилища, что требует уменьшения размера файла. ^[2] или для преобразования несовместимых или устаревших данных в более поддерживаемый или современный формат.

В мире аналогового видео транскодирование может выполняться как во время поиска файлов, так и для презентации. Например, файлы Cineon и DPX широко используются в качестве общего формата для цифрового кино , но размер данных двухчасового фильма составляет около 8 терабайт (ТБ). ^[2] Такой большой размер может увеличить стоимость и сложность обработки видеофайлов. Однако перекодирование в формат без потерь JPEG2000 имеет лучшую производительность сжатия, чем другие технологии кодирования без потерь, и во многих случаях JPEG2000 может сжимать изображения до половины размера. ^[2]

Транскодирование обычно представляет собой процесс с потерями , приводящий к потерям при генерации ; однако перекодирование может осуществляться без потерь, если выходные данные сжаты без потерь или несжаты. ^[2] Процесс перекодирования в формат с потерями приводит к различным степеням потерь при генерации , в то время как перекодирование из формата с потерями в формат без потерь или без сжатия технически является преобразованием без потерь, поскольку никакая информация не теряется; однако, когда преобразование необратимо, его правильнее называть деструктивным .

Процесс

Транскодирование — это двухэтапный процесс, в котором исходные данные декодируются в промежуточный несжатый формат (например, PCM для аудио; YUV для видео), который затем кодируется в целевой формат.

Перекодирование/перекодирование

Можно также перекодировать данные в том же формате по ряду причин:

Редактирование: Если кто-то хочет отредактировать данные в сжатом формате (например, выполнить редактирование изображения в формате JPEG ), его обычно декодируют, редактируют, а затем перекодируют. Это перекодирование приводит к потере цифрового поколения ; таким образом, если кто-то хочет многократно редактировать файл, ему следует декодировать его только один раз и вносить все изменения в эту копию, а не многократно перекодировать его. Аналогично, если требуется кодирование в формат с потерями, его следует отложить до завершения обработки данных, например, после мастеринга.
Низкий битрейт: Трансрейтинг — это процесс, аналогичный транскодированию, при котором файлы кодируются с более низким битрейтом без изменения видеоформатов; ^[3] это может включать преобразование частоты дискретизации , но может использовать идентичную частоту дискретизации с более высоким сжатием. Это позволяет поместить данный носитель в меньшее пространство для хранения (например, поместить DVD на видео компакт-диск ) или по каналу с более низкой полосой пропускания.
Масштабирование изображения: Изменение размера изображения видео называется преобразованием размера и используется, если выходное разрешение отличается от разрешения носителя. На достаточно мощном устройстве масштабирование изображения может выполняться при воспроизведении, но это также может быть выполнено путем перекодирования, особенно в рамках трансрейтинга (например, изображение с пониженной дискретизацией, требующее более низкого битрейта).

Также можно использовать форматы с пилингом битрейта , которые позволяют легко понизить битрейт без перекодирования, но качество зачастую ниже, чем при перекодировании. Например, в пилинге битрейта Vorbis по состоянию на 2008 год качество уступает перекодированию.

Недостатки

Ключевым недостатком перекодирования в форматы с потерями является снижение качества. Артефакты сжатия накапливаются, поэтому транскодирование вызывает прогрессирующую потерю качества с каждым последующим поколением, известную как потеря цифрового поколения . По этой причине перекодирование (в форматах с потерями) обычно не рекомендуется, если оно не является неизбежным.

Пользователям, желающим иметь возможность перекодировать аудио в любой формат, а также редактировать цифровое аудио , лучше всего сохранять мастер-копию в формате без потерь (например, FLAC , ALAC , TTA, WavPack и других), что займет около необходимо вдвое меньше места для хранения по сравнению с исходными несжатыми форматами PCM (такими как WAV и AIFF ), поскольку форматы без потерь обычно имеют дополнительное преимущество, заключающееся в наличии опций метаданных , которые либо полностью отсутствуют, либо очень ограничены в форматах PCM. Эти форматы без потерь можно перекодировать в форматы PCM или напрямую перекодировать из одного формата без потерь в другой формат без потерь без какой-либо потери качества. Их можно перекодировать в формат с потерями, но тогда эти копии нельзя будет перекодировать в другой формат любого типа (PCM, без потерь или с потерями) без последующей потери качества.

Для редактирования изображений пользователям рекомендуется захватывать или сохранять изображения в необработанном или несжатом формате, а затем редактировать копию этой основной версии, конвертируя в форматы с потерями только в том случае, если для окончательного распространения необходимы изображения меньшего размера. Как и в случае со звуком, перекодирование из формата с потерями в другой формат любого типа приведет к потере качества.

Для редактирования видео (для конвертирования видео) изображения обычно сжимаются непосредственно во время процесса записи из-за огромных размеров файлов , которые были бы созданы в противном случае, а также потому, что в противном случае огромное хранилище будет слишком обременительным для пользователя. Однако степень сжатия, используемая на этапе записи, может сильно различаться и зависеть от ряда факторов, включая качество записываемых изображений (например, аналоговое или цифровое, стандартной четкости или высокой четкости и т. д.), и тип оборудования, доступного пользователю, что часто связано с бюджетными ограничениями, поскольку цифровое видеооборудование высочайшего качества и пространство для хранения могут быть дорогими. Фактически это означает, что любое перекодирование будет сопровождаться некоторой совокупной потерей изображения, и, следовательно, наиболее практичным решением, поскольку минимизация потери качества является то, чтобы исходная запись считалась мастер-копией, а последующие желаемые транскодированные версии, которые часто будут в другой формат и меньший размер файла, которые будут перекодированы только из этой мастер-копии.

Использование

Хотя транскодирование можно встретить во многих областях адаптации контента, оно обычно используется в области адаптации контента мобильных телефонов . В этом случае транскодирование просто необходимо из-за разнообразия мобильных устройств и их возможностей. Это разнообразие требует промежуточного состояния адаптации контента, чтобы гарантировать, что исходный контент будет адекватно функционировать на целевом устройстве, на которое он отправляется.

Перекодирование видео с большинства потребительских цифровых камер позволяет значительно уменьшить размер файла, сохраняя при этом качество. Это возможно, поскольку большинство потребительских камер представляют собой устройства реального времени с ограниченным энергопотреблением, не имеющие ни вычислительной мощности, ни надежных источников питания процессоров настольных компьютеров.

Одной из наиболее популярных технологий, в которых используется перекодирование, является служба мультимедийных сообщений (MMS), которая представляет собой технологию, используемую для отправки или получения сообщений с мультимедиа (изображение, звук, текст и видео) между мобильными телефонами. Например, когда для съемки цифрового изображения используется телефон с камерой, изображение высокого качества обычно размером не менее 640x480 пикселей создается . При отправке изображения на другой телефон это изображение с высоким разрешением может быть перекодировано в изображение с более низким разрешением и меньшим количеством цветов, чтобы лучше соответствовать размеру экрана целевого устройства и ограничениям цвета. Такое уменьшение размера и цвета улучшает взаимодействие с пользователем на целевом устройстве и иногда является единственным способом отправки контента между различными мобильными устройствами.

Транскодирование широко используется программным обеспечением для домашнего кинотеатра для уменьшения использования дискового пространства видеофайлами. Наиболее распространенной операцией в этом приложении является перекодирование файлов MPEG-2 в формат MPEG-4 или H.264 .

Транскодирование в реальном времени по принципу «многие ко многим» (любой входной формат в любой выходной формат) становится необходимостью для обеспечения возможности настоящего поиска любого мультимедийного контента на любом мобильном устройстве, с более чем 500 миллионами видео в Интернете и множеством мобильных устройств.

История

До появления полупроводников и интегральных схем разрешение в реальном времени и перекодирование частоты кадров между различными стандартами аналогового видео достигалось с помощью комбинации ЭЛТ / трубки камеры . ЭЛТ-деталь пишет не на люминофоре , а на тонкой диэлектрической мишени; часть камеры считывает образец нанесенного заряда с другой скоростью сканирования с обратной стороны этой мишени. ^[4] Эту установку также можно использовать в качестве генлока .

См. также

Концепции

Сравнение

Цитаты

^ Маргарет Роуз. «транскодирование» . Архивировано из оригинала 14 января 2018 г. Проверено 14 января 2018 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Достижения в области сжатия и транскодирования: 2008 год и далее», Общество инженеров кино и телевидения (SMPTE), 2008, веб-страница: SMPTE-spm .
^ Брэнсон, Райан (6 июля 2015 г.) (6 июля 2015 г.). «Почему скорость передачи данных важна при конвертации видео в MP3?» . Онлайн видео конвертер . Проверено 10 августа 2015 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ « конверсионной трубки GEC 7828 Scan Технические данные » (PDF) . Дженерал Электрик Корпорейшн. 10 апреля 1961 года . Проверено 21 апреля 2017 г.

Общие и цитируемые ссылки

Федеральный стандарт 1037C
МИЛ-СТД-188
Список портативного мультимедийного программного обеспечения
ПАА Ассунсао и М. Ганбари, « Транскодер видео в частотной области для динамического снижения скорости передачи битовых потоков MPEG-2 », в IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology , vol. 8, нет. 8, стр. 953–967, декабрь 1998 г.
Хуйфан Сунь, Сюэмин Чен и Тихао Чан, Перекодирование цифрового видео для передачи и хранения , Нью-Йорк, CRC Press, 2005.

Внешние ссылки

[1] Маргарет Роуз. «транскодирование» . Архивировано из оригинала 14 января 2018 г. Проверено 14 января 2018 г.

[SMP-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Достижения в области сжатия и транскодирования: 2008 год и далее», Общество инженеров кино и телевидения (SMPTE), 2008, веб-страница: SMPTE-spm .

[Ryan-3] Брэнсон, Райан (6 июля 2015 г.) (6 июля 2015 г.). «Почему скорость передачи данных важна при конвертации видео в MP3?» . Онлайн видео конвертер . Проверено 10 августа 2015 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[4] « конверсионной трубки GEC 7828 Scan Технические данные » (PDF) . Дженерал Электрик Корпорейшн. 10 апреля 1961 года . Проверено 21 апреля 2017 г.

[1]

[2]

[3]

[4]