Kodekek

Mozgókép-tömörítés

A mozgókép-tömörítési eljárások fő célja a számítástechnikában az, hogy a nagyon nagy méretű (nagy adatmennyiséget tartalmazó) video anyagok méretét csökkentse, és így gazdaságosabbá tegye tárolásukat, illetve lehetővé tegye azok tárolását korlátozott kapacitású médiákon (mint amilyen a CD és a DVD).

A mozgókép-tömörítési eljárások az adattömörítési eljárások, azon belül a képtömörítési eljárások részhalmaza, azok speciális esete, ami kifejezetten a mozgóképek adatfolyamának jellegzetességeire alapul. A képtömörítési eljárások szinte mindegyike veszteséges tömörítés, vagyis a tömörítés folyamán információ vész el. A cél az, hogy ez az információvesztés ne okozzon látható vagy hallható minőségromlást, illetve a minőségromlás minél kisebb legyen. Az, hogy ezt a célt mennyire sikerül elérni (vagyis hogy egy adott mértékű tömörítés esetén mekkora a minőségromlás) határozza meg az eljárás sikerességét, jóságát.

Az eljárások elve

Az eljárások alapelve a legtöbb esetben az, hogy a mozgókép egymást követő álló képkockákból áll, és ezek gyakran csak kevéssé térnek el az őket megelőző, őket követő képkockáktól; ha csak a változást tároljuk le, akkor a szükséges adatmennyiség nagyságrendekkel csökkenthető.

Az eljárások abban különböznek, hogy milyen módon igyekeznek megtalálni ezen hasonlóságokat és eltéréseket; milyen módon határozzák meg azt, hogy az eredeti képet, vagy pedig az előzőektől való különbséget használják.

Az eljárások

MPEG

tömörítésAz MPEG-4 technológia magába foglalja az MPEG-1 és az MPEG-2 számos jellegzetességét, kiegészítve azokat olyan új sajátosságokkal, mint a kibővített VRML támogatás háromdimenziós megjelenítéshez; tárgy-irányítású összetett fájlokkal (beleértve az audió, videó és VRML tárgyakat), DRM (Digital Right Management, Digitális Jog Menedzsment) támogatással és más interaktív attrakciókkal.

Az MPEG-4 legtöbb vonatkozásának fejlesztését és azok keresztülvitelét egyéni fejlesztőkre bízták, éppen ezért csak néhány teljesen komplett kivitelezése létezik.

Erre felkészülve a fejlesztők hozzájárultak a Profiles (profilok) elgondolással, ami különböző képességek csoportba foglalását segíti elő.

Az MPEG-4 több egységes elnevezésű Layer-ből (réteg) áll:

  • 1 réteg: a videó és audió szinkronizálását és multiplexelését írja le
  • 2 réteg: tömörítő kodek a videó jelekhez
  • 3 réteg: tömörítő kodek az érzékelhető audió jelek kódolására
  • 4 réteg: vizsgálati egyeztetésre szolgáló eljárásokat ír le
  • 5 réteg: szoftver szimulációs rendszereket ír le
  • 6 réteg: Delivery Multimedia Integration Framework (DMIF)
  • 10 réteg: H.264 fejlett videó kodek

Hangtömörítés

Veszteségmentes tömörítés

A veszteségmentes tömörítés lényege, hogy az adatok mérete csökken amellett, hogy azok minősége bármilyen módon változna; így elkerülve az adatvesztést. Az eljárások között azok jobbak, melyek nagyobb tömörítést képesek elérni.

Az eljárások elve az, hogy a hanganyagok jellegzetességeire alapulva speciálisan ezen célra kialakított algoritmusokat használnak. A veszteségmentesen elérhető méretcsökkenés jelentősen kisebb(15-30%), mint a veszteségesen elérhető, tipikus mértéke (50–60)%.

Tömörítési eljárások:

  • Meridian Lossless Packing – MLP
  • Free Lossless Audio Codec – FLAC
  • Apple Lossless – ALAC
  • Monkey’s Audio – APE
  • Shorten – SHN
  • WMA Lossless – WMA
  • The True Audio codec – TTA (egy szabad, egyszerű, valós idejű, veszteségmentes eljárás).
  • WavPack – WV

Veszteséges tömörítés

A hangtömörítési eljárások nagy része veszteséges tömörítés, vagyis a tömörítés folyamán információ vész el: a cél az, hogy ez az információvesztés ne okozzon hallható minőségromlást, illetve a minőségromlás minél kisebb legyen. Az, hogy ezt a célt mennyire sikerül elérni (vagyis hogy egy adott mértékű tömörítés esetén mekkora a minőségromlás) határozza meg az eljárás sikerességét, jóságát.

(Szigorúan véve ezen eljárások nem adattömörítések, hanem lényegtelen adatokat mellőző kódolások (irrelevance coding), mivel adatvesztést okoznak.)

A módszer lényege az úgynevezett pszichoakusztika, vagyis hogy az emberi fül nem minden létező hangot hall meg, illetve nem minden hangmagasságra egyformán érzékeny. Az eljárások megpróbálják a kevéssé hallott, vagy nem hallható részeket elhagyni, vagy beolvasztani a jobban hallható részekbe úgy, hogy ezzel adatcsökkenést tudjanak elérni. A módszerek jóságát a pszichoakusztikai modelljük jósága, hatékonysága nagyban meghatározza. Ha a modell hibás, akkor a hanganyagból hallható részek hiányoznak, ami minőségromlást jelent.

Mivel a kódolások adatvesztéssel járnak, és az eltérő eljárások eltérő módon okoznak adatvesztést, minden ezen eljárásokkal kódolt hanganyag (veszteséges tömörítéssel való) újrakódolása vagy átalakítása jelentős minőségromlást eredményez.

Eljárások: