Сжатие видео без потерь

Сжатие видео - означает уменьшение количества данных цифрового видео. Основано на двух принципах:

• избыток пространственной информации присутствующей в каждом кадре.
• Избыток временной информации: подавляющее количество кадров подобные предыдущего и последующего.

Типовые алгоритмы сжатия видео начинают по сжатию первого кадра методами сжатия изображений. Далее оказывается и кодируется информация о различиях следующего кадра от предыдущего. Кадры, которые существенно отличаются от предыдущего кодируются - отдельно.

Теория

Видеоинформация представляет собой трехмерный массив цветных пикселей. При этом два измерения - это горизонтальное и вертикальное разделение кадров, а третий - часовой. Каждый кадр таким образом представляет собой массив пикселей на данный момент времени, то есть фактически изображения.

Видеоинформация обычно содержит как пространственную, так и временную избыточность. Ее можно избежать, если проанализировать и перекодировать разницу как в середине кадра (пространственную), так и между кадрами (временная). Пространственное сжатие осуществляется, несмотря на внимание тот факт, что человеческий глаз не может различать столь малые различия в цвет и, насколько может отличать разницу в яркости - таким образом, сходные по цвету фрагменты могут быть усреднены, как это имеет место при сжатии изображений формата jpeg. Временное сжатие предполагает кодирование разницы между соседними кадрами, его эффективность объясняется тем, что большое количество точек будет совпадать в сериях последовательных кадров.

Преимущественно сжатия видео осуществляется с потерями - считается, что значительная часть данных не является необходимым для достижения хорошего качества восприятия. Слишком большое сжатие, может привести к заметной потери качества. В общем случае сжатия видео является компромиссом между экономией дискового пространства, качеством видео, и стоимостью аппаратного обеспечения, необходимого для декомпрессии видео в реальном времени.

Существуют методы сжатия без потерь, предусматривающие возможность восстановления оригинального видео в точности до байта. Однако такие методы используются очень редко, поскольку сжатие с потерями имеет значительно более высокие коэффициенты при приемлемом качестве сжатия. В частности, DVD диски и спутниковое вещание также используют сжатое видео.

Сжатие видео без потерь

Методы сжатия данных, при использовании которых закодированная информация может быть восстановлена с точностью до бита:

• CorePNG
• FFV1
• H.264 / MPEG-4 AVC
• Huffyuv
• Lagarith