Distribución de video en red. PEC 1.Marc Bassols.2009
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Práctica 2: Codificación de vídeo

Descarrega de vídeos mpeg
Descarrega de vídeos mpeg2

Codificación de vídeo en MPEG-1

Realiza una importación de video y guarda el proyecto como referencia para los ejercicios de este apartado y del siguiente.
A continuación, exporta el video en formato MPEG-1 mediante ARCHIVO-EXPORTAR-ADOBE MEDIA ENCODER y seleccionando los siguientes parámetros:
-como formato MPEG1 y como rango el clip entero
-selecciona el ajuste preestablecido PAL MPEG-1 GENÉRICO
-Tanto EXPORTAR VIDEO como EXPORTAR AUDIO deben estar activados
-En la esquina superior izquierda de la ventana, la casilla “desentrelazar” estará desactivada
Aparecerá un breve resumen de las características del video, en particular su nuevo tamaño de imagen, la calidad (5, el máximo, propio del ajuste preestablecido seleccionado) y la velocidad en bits (bit rate).
Fijando la atención en la solapa VÍDEO que aparece bajo estos datos, aparecen los valores M y N del GOP y el tamaño final estimado del fichero generado en KB/s.

Ejercicio 1: exporta el fichero con un clic a ACEPTAR. Mide el tiempo que tarda tu equipo en realizar la operación. Calcula el factor de compresión aplicado tomando en cuenta el tamaño en bytes del fichero de vídeo generado.

Qualitat 5:
Ha tardat 8 segons en fer la exportació.

El video original tenia les següents característiques:
Nom:sub-32.avi
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 p (1)
32000 Hz, mono
Pes: 7461 Kbytes

Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg1_2.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 5923 Kbytes

El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/5923 Kbytes= 1,259

Ejercicio 2: realiza una nueva compresión en “PAL-MPEG1 genérico“ para una calidad de valor 3. Haz lo mismo para una calidad de valor 1. ¿Modifica el tamaño del fichero generado? ¿Amplía o reduce el tiempo de cálculo de la codificación respecto al anterior? ¿Por qué?

Qualitat 3:
Ha tardat 7 segons en fer la exportació.

Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg2_2.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 5939 Kbytes

Qualitat 1:
Ha tardat 3,5 segons en fer la exportació.

Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg3_2.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 5919 Kbytes

El tamany del fitxer és practicament igual i el temps al baixar la qualitat es redueix a la meitat.
El resultat final del vídeo és un comprimís entre la qualitat del vídeo, el tamany final del vídeo y la velocitat de dades. Al mantenir la velocitat constant però baixar-li la qualitat fa que el tamany de pes final es mantingui però es redueixi considerablement el temps de codificació.

Ejercicio 3: realiza dos compresiones más en “PAL-MPEG1 genérico“de calidad 5, una con M=3 N=15 y otra con M=8 N=30. ¿Qué efecto visual genera aumentar el valor N? ¿Qué efecto tiene aumentar el valor M? ¿Cómo cambia el factor de compresión?

Qualitat 5 amb m=3 i N=15
Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg4m3n15.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 3729 Kbytes
El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/3729 Kbytes= 2,008

Qualitat 5 amb m=8 i N=32
Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg5m8n32.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 5989 Kbytes
El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/5989 Kbytes= 1,245

A jutjar pels resultats, i encara que sigui practicament imperceptible, sobretot en zones de moviment de la imatge es veu pitjor al incrementar el valor de N (més distancia entre imatges I. A més, el valor de m també és més alt), encara que el GOP tingui més imatges. Pel que fa al factor M, en general es veu millor quan M és més baix (menys distancia entre fotogrames de referencia, menys errors per a l’estimació de moviment). En el nostre cas, dona millor resultats la combinació m=3 i N=15 que la m=8 i N=32. El factor de compressió en tot cas és més alt per al primer video que per al segon. Teoricament, al ser “m” més alt hi hauria d’haver més imatges del tipus I i P, amb la qual cosa es permetria aplicar un factor de compressió més elevat, cosa que ens demostren els resultats.

Ejercicio 4: realiza tres compresiones en “PAL-MPEG1 genérico“, con un CBR de 1,7, 1 y 0.5 Calcula el factor de compresión resultante. ¿A qué conclusión te lleva la modificación del CBR?

CBR= 1,7, Qualitat 5 amb m=3 i N=12
Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg6cbr1_7_2.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 5941 Kbytes
El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/5941 Kbytes= 1,259

CBR= 1, Qualitat 5 amb m=3 i N=12
Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg6cbr1_2.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 3723 Kbytes
El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/3723 Kbytes= 2,006

CBR= 0,5, Qualitat 5 amb m=3 i N=12
Un cop exportat ara és:
Nom:video_1_mpeg6cbr0_5_2.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1,092) p
32000 Hz, mono
Pes: 2163 Kbytes
El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/2163 Kbytes= 3,446

La conclusió que podriem treure és que a CBR (megabits por segon en una reproducció per a un arxiu) més baix, a mateix tamany de video, major grau de compressió. Amb la mateixa qualitat, necessita menys bits a transmetre per la mateixa unitat de temps, així el pes de l’arxiu final pot ser més baix.
Cal tenir en compte que amb MPEG1, l’objectiu es mantenir l’ample de banda constant encara que varii la qualitat d’imatge i també, la manera en que aquest ample de banda s’utilitza,mitjançant el CBR o el VBR.

Segurament amb el tipo de video que he experimentat, dona una millor relació el CBR (poc moviment, etc…) que el VBR.


Codificación de vídeo en MPEG-2

Realizaremos una exportación en formato MPEG-2 con rango el clip entero y ajuste preestablecido PAL MPEG-2 GENÉRICO. Las opciones EXPORTAR VIDEO y EXPORTAR AUDIO deben estar activadas, mientras que la opción “desentrelazar” deberá estar desactivada.

Ejercicio 5: visualizando el resumen de las características del video, ¿cuáles son diferentes respecto MPEG-1? ¿Y cuáles son nuevas? Haz una breve explicación sobre cada una de ellas.

Nota: No em deixa exportar en format PAL MPEG-2 GENÉRICO, el més semblant és el PAL DV de alta calidad, així que procedeixo a fer-ho en aquest format :D . De totes formes, quan personalitzo el tamany de sortida em pasa a “personalizado”. En fi…

Hi ha unes guantes diferencies:

Pel que fa a la pestanya de vídeo:

Amb mpeg2 apareixen opcions en l’ordre dels camps (s’especifica si els fotogrames de l’arxiu de sortida estan entrellaçats y si el camp superior o inferior és el primer en l’odre d’exploració).

També trobem diferencies en la proporció d’aspecte dels píxels (4:3, 16:9, 2.21:1 ).
Ens apareixen el perfil (alta, principal, simple i 0,1680… com a opcions, on s’especificaran els parametres amb el que es comprimirà les dades, definint la norma de la imatge i si s’utilitzaran imatges en la predicció temporal I,I/P o I/P/B).
També apareix el nivell (alta, alta 1440, principal o baixa). Restringeix els parametres de la codificació marcant-nos la resolució vertical i horitzontal de la imatge. Cada cas es destina a un tipus d’aplicacions concretes i tenen una taxa màxima de Mbits/s concreta per a poder-los afinar millor.
També veiem que per defecte ens queda seleccionat el VBR de 2 passis, enlloc del CBR del mpeg1.
Pel que fa a les opcions avançades hi ha un seguit de diferencies. Ens apareixen com a noves opcions… escribir SDE, forzado retardo vbv, precisión interna DC, escribir el código de fin de…, Incrustar bloques de usuario SVCD.

Pel que fa a l’àudio:
L’mpeg2 té una opció més que l’mpeg. Es tracta del dolby digital però en forma de demo.

Seleccionaremos como perfil y como nivel a aplicar de tipo main (principal). Respecto a ajustes de velocidad, utilizaremos los valores por defecto.

Ejercicio 6: realiza la exportación calculando aproximadamente el tiempo de proceso. Haz lo mismo con una compresión del mismo tipo seleccionando perfil simple. Indica qué variación en tiempo de procesado, calidad visual y factor de compresión hay entre las dos y arguméntalo.

Qualitat 5:
Ha tardat 8,6 segons en fer la exportació.

El video original tenia les següents característiques:
Nom:sub-32.avi
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 p (1)
32000 Hz, mono
Pes: 7461 Kbytes

Un cop exportat ara és:
Nom: mpeg2_video1.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1) p
32000 Hz, mono
Perfil: principal
Pes: 14699 Kbytes

El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/14699 Kbytes= 0,5075

Un cop exportat amb perfil simple ara és:
Nom: mpeg2_video1_simple.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1) p
32000 Hz, mono
Perfil: principal
Pes: 14139 Kbytes
Ha tardat 8 segons en fer la exportació.

El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/14139 Kbytes= 0,5249

M’hes molt difícil apreciar la imatge potser hi ha perdua de qualitat en els colors i imatges més pixelades on hi ha més moviment del video.
Pel que fa al temps de processat del video és practicament igual, tot i que un pel menor per al video de perfil simple (no utilitza predicció amb imatges B, per exemple) la qualitat de la imatge sembla una mica millor amb el perfil principal i la relació en les compressions tampoc varia molt, tot i que queda més comprimida amb el video on se li ha aplicat el perfil simple.
Respecte a la codificació anterior amb MPEG 1, veiem que l’MPEG2 comprimeix molt menys.

Ejercicio 7: realiza tres compresiones a partir del ajuste PAL MPEG-2 GENÉRICO modificando la velocidad máxima a 3 y 1.5 Mbps. Indica las variaciones en la tasa de compresión
Nota: Vídeos exportats a mpeg2 i VBR 2 pases

Velocitat màxima: 3 Mb/s
Un cop exportat ara és:
Nom: mpeg2_video1_velmax3.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1) p
32000 Hz, mono
Perfil: principal
Pes: 10083 Kbytes
El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/10083 Kbytes= 0,7399

Velocitat màxima: 1,5 Mb/s
Un cop exportat ara és:
Nom: mpeg2_video1_velmax1_5.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1) p
32000 Hz, mono
Perfil: principal
Velocitat màxima: 1,5 Mb/s
Pes: 5339 Kbytes

El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/5339 Kbytes= 1,3974

La variació en les taxes de compressió han estat gairebé del doble a favor de la segona opció, la de velocitat 1,5 Mb/s, comportament que podriem cualificar de previsible al estar baixant la velocitat.

Ejercicio 8: En el caso de una tasa de 1.5 Mbps, ¿el resultado es comparable a MPEG-1 en calidad? Vuélvela a realizar con la opción “VBR, 2 pases”. ¿Qué ha mejorado y a costa de qué?

Vídeo exportat a mpeg1 i CBR
Velocitat màxima: 1,5 Mb/s

Un cop exportat ara és:
Nom: mpeg1_video1_velmax1_5.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1) p
32000 Hz, mono
Perfil: principal
Pes: 5305 Kbytes

El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/ 5305 Kbytes= 1,4064

Vídeo exportat a mpeg2 i VBR 2 pases
Velocitat màxima: 1,5 Mb/s

Un cop exportat ara és:
Nom: mpeg2_video1_velmax1_5.mpg
Durada:00:00:25:06
25 fps, 320 x 240 (1) p
32000 Hz, mono
Perfil: principal
Pes: 5339 Kbytes

El factor de compressió serà: 7461 Kbytes/5339 Kbytes= 1,3974

Els resultats que he obtingut tant amb mpeg1 o 2 són practicament identics. M’hes molt difícil apreciar la variació de qualitat entre un arxiu i l’altre. Tots dos es veuen “fatal” :D. Pel que fa als números, els factors de compressió son també practicament iguals i sembla que no hi ha un canvi substancial a l’hora d’utilitzar CBR o VBR. De totes maneres,la codificació amb VBR, 2 pases hauria de millorar la qualitat de la imatge amb una compressió més eficient. VBR a més, adapta la quantitat de compressió al contingut de la imatge.

<torna