Транскодирование - Transcoding

Транскодирование - это прямое цифро-цифровое преобразование одной кодировки в другую, например, для файлов данных фильма , 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, которая требует уменьшенного размера файла или для преобразования несовместимых или устаревших данных в более поддерживаемый или современный формат.

В мире аналогового видео транскодирование может выполняться как раз 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). Такой большой размер может увеличить стоимость и сложность работы с видеофайлами. 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 половинного размера.

Транскодирование обычно представляет собой процесс с потерями , приводящий к потере генерации ; однако транскодирование может осуществляться без потерь, если вывод либо сжимается без потерь, либо без сжатия. Процесс транскодирования в формат с потерями приводит к разным степеням потерь при генерации , в то время как перекодирование с потерями в формат без потерь или без сжатия технически является преобразованием без потерь, потому что никакая информация не теряется; однако этот процесс необратим и более правильно известен как деструктивный .

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 желает отредактировать данные в сжатом формате (например, выполнить редактирование изображения в формате JPEG ), его обычно декодируют, редактируют, а затем перекодируют. Это перекодирование вызывает потерю цифрового поколения ; таким образом, если кто-то хочет отредактировать файл повторно, его следует декодировать только один раз и вносить все изменения в эту копию, а не повторно перекодировать ее. Точно так же, если требуется кодирование в формат с потерями, его следует отложить до завершения обработки данных, например, после мастеринга.
Более низкий битрейт
Преобразование - это процесс, аналогичный перекодированию, при котором файлы кодируются с более низким битрейтом без изменения видеоформатов; это может включать преобразование частоты дискретизации , но может использовать идентичную частоту дискретизации с более высоким сжатием. Это позволяет уместить данный носитель в меньшее пространство для хранения (например, уместить DVD на Video CD ) или по каналу с меньшей пропускной способностью.
Масштабирование изображения
Изменение размера изображения видео называется преобразованием и используется, если выходное разрешение отличается от разрешения носителя. На достаточно мощном устройстве масштабирование изображения может быть выполнено при воспроизведении, но оно также может быть выполнено путем перекодирования, особенно как часть преобразования (например, изображение с пониженной дискретизацией, требующее более низкого битрейта).

Также можно использовать форматы с отслаиванием битрейта , которые позволяют легко снизить битрейт без перекодирования, но качество часто ниже, чем перекодирование. Например, в пилинге битрейта Vorbis по состоянию на 2008 год качество уступает перекодированию.

Недостатки

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

Для пользователей, желающих перекодировать звук в любой формат, а также для редактирования цифрового звука лучше всего сохранить основную копию в формате без потерь (например, FLAC , ALAC , TTA , WavPack и др.), половина необходимого места для хранения по сравнению с исходными несжатыми форматами PCM (такими как WAV и AIFF ), поскольку форматы без потерь обычно имеют дополнительное преимущество в виде наличия параметров метаданных , которые либо полностью отсутствуют, либо очень ограничены в форматах PCM. Эти форматы без потерь можно транскодировать в форматы PCM или транскодировать напрямую из одного формата без потерь в другой без потери качества. Их можно перекодировать в формат с потерями, но эти копии в таком случае нельзя будет перекодировать в любой другой формат (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 требуются изображения меньшего размера. Как и в случае со звуком, перекодирование из формата с потерями в другой формат любого типа приведет к потере качества.

При редактировании видео (для преобразования видео) изображения обычно сжимаются непосредственно во время процесса записи из-за огромных размеров файлов, которые были бы созданы, если бы они не были созданы, а также из-за того, что огромные требования к хранилищу были бы слишком громоздкими для пользователя в противном случае. Однако степень сжатия, используемая на этапе записи, может сильно варьироваться и зависит от ряда факторов, включая качество записываемых изображений (например, аналоговое или цифровое, стандартное или высокое разрешение и т. Д.), и тип оборудования, доступного пользователю, что часто связано с ограничениями бюджета, поскольку цифровое видеооборудование самого высокого качества и место для хранения могут быть дорогими. Фактически это означает, что любое перекодирование повлечет за собой некоторую кумулятивную потерю изображения, и, следовательно, наиболее практичным решением, поскольку минимизация потери качества является то, чтобы исходная запись считалась эталонной копией, а для желаемых последующих транскодированных версий, которые часто будут в другой формат и меньший размер файла, чтобы его можно было перекодировать только с этой главной копии.

Применение

Хотя транскодирование можно найти во многих областях адаптации контента, оно обычно используется в области адаптации контента мобильных телефонов . В этом случае перекодирование является обязательным 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 бытовых цифровых камер может значительно уменьшить размер файла, сохраняя при этом качество примерно таким же. Это возможно, потому что большинство потребительских камер - это устройства с ограниченным энергопотреблением, работающие в реальном времени , не имеющие ни вычислительной мощности, ни надежных источников питания процессоров настольных ПК.

Одной из самых популярных технологий, в которых используется транскодирование, является служба мультимедийных сообщений (MMS), которая представляет собой технологию, используемую для отправки или получения сообщений с мультимедийными данными (изображения, звука, текста и видео) между мобильными телефонами. Например, когда телефон с камерой используется для съемки цифрового изображения, создается высококачественное изображение размером не менее 640x480 пикселей . При отправке изображения на другой телефон это изображение с высоким разрешением может быть преобразовано в изображение с более низким разрешением и меньшим количеством цветов, чтобы лучше соответствовать размеру экрана целевого устройства и цветовым ограничениям. 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 домашнего кинотеатра для ПК для уменьшения использования дискового пространства видеофайлами. Самая распространенная операция в этом приложении - это перекодирование файлов MPEG-2 в формат MPEG-4 или H.264 .

Транскодирование в режиме реального времени методом «многие-ко-многим» (любой входной формат в любой выходной формат) становится необходимостью для обеспечения реальной возможности 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 транскодирование разрешения в реальном времени и частоты кадров между различными стандартами аналогового видео достигалось с помощью комбинации ЭЛТ / фотокамеры . Деталь ЭЛТ пишет не на люминофор , а на тонкую диэлектрическую мишень; часть камеры считывает образец отложенного заряда с другой скоростью сканирования с обратной стороны этой мишени. Установку также можно было использовать в качестве генлока .

Смотрите также

Концепции
Сравнение

Заметки

Рекомендации

Внешние ссылки