Workshop sobre Encoding

Encoding Samba Tech 2010

Roteiro 02/25 • Encoding • Compromisso • Conceitos básicos • Parâmetros • Qualidade do vídeo • Os codecs atuais • Dicas • Conclusões

Encoding (Transcoding) 03/25 Processo de converter um arquivo de um formato para outro.  Permite a comunicação entre diferentes dispositivos  Atende a demanda específica de cada usuário  Otimiza gastos e recursos  Permite incorporar conteúdo ao vídeo (pre-roll, watermark, timestamp)  Possibilita a criação de workflows avançados, que entregam para diferentes dispositivos

Qualidade é… 04/25 Codec Profile Qualidade Parâmetros Container

Compromisso 05/25 Qualidade (Bitrate) Desempenho Velocidade de encoding

Conceitos 06/25  Codecs  Profiles Containers Español   Formatos

Codecs 07/25 Software ou hardware responsável por comprimir ou descomprimir um conjunto de frames.  Codec = Compressor / Decompressor  Em geral, provoca perda de qualidade (lossy)  Em geral, descomprimir é muito mais rápido

Codecs 08/25  Fazem uso de várias técnicas:  Subsampling (Y:Cr:Cb, 4:2:2, 4:4:4)  Transformações dentro dos frames  Transformações entre frames (análise de movimento e estimativas)  Não define a extensão de um arquivo (container)  Vídeo: H.264, MPEG-4, WMV, VP6, DV, MPEG-2 (IMX) etc.  Áudio: ADX, AC3, MPEG-2 Audio, MP3, AAC, WMA

Profile 09/25 Um Profile define um conjunto de recursos de um certo Codec: • Define os recursos suportados • O decoder deve ser compatível com o encoder • Um codec não precisa suportar todos os profiles • Um Level define valores máximos de resolução e fluxo de dados  Exemplo H.264  Baseline Profile (BP): Pouca computação pra decodificar  High Profile (HiP): Broadcast e BluRay  High 4:22 Profile: 4:2:2 chroma subsampling

Containers (Wrappers) 10/25 Responsável por identificar, intercalar e sincronizar as várias faixas que ele contém.  Pode conter faixas de diferentes codecs  Suporta vídeo, áudio, animação, legendas etc.  Tão importante, ou mais, que os codecs English Português Español  Exemplos:  Áudio: AIF, WAV, XMF  Estático: FITS, TIFF  3GP, ANIM, ASF, AVI, DVR-MS, Matroska, MOV, MPEG-TS, MP4, Ogg, MP4

Containers (Wrappers) 11/25  Como se não bastasse, muitos containers e codecs recebem o mesmo nome (MPEG-2)  Um certo container suporta um conjunto definido de codecs  3GP: H263, MPEG-2, H264, AMR, AAC-LC  MP4: H264, MPEG-4 Part 2, AAC, MP3 English  Não vai funcionar H264 dentro de FLV Português Español

Processo 12/25 Video Video Video Decode Transform Encode DeMultiplex Multiplex Audio Audio Audio Decode Transform Encode  DeMultiplex: tirar do container  Transform: escala, crop, logo, filtro, cortar, legenda  Multiplex: colocar no container

Formatos 13/25 Combinação do container, dos codecs e dos parâmetros adotados na compressão.  Exemplos:  M2TS  H.264 video − 720x480, 29.97fps − CBR, 3Mbps − High Profile, 3.2 Level − …  MPEG-1 Layer 2 audio − Stereo, 16-bits, 48Khz sample rate − 128 Kbps

Parâmetros 14/25  Bitrate  Dados por unidade de tempo (Kbps, Mbps, KB/s)  Principal determinante de qualidade do vídeo  Diretamente proporcional ao tamanho do vídeo em disco  CBR vs VBR  Audio  1Kbps: Mínimo para se reconhecer a voz humana  8Kbps: Qualidade de telefone  32-500Kbps: Formatos com perda (MP3, Web)  1411.2Kbps: Qualidade de CD

Parâmetros 15/25  Vídeo  16Kbps: Qualidade mínima de um telefone  128-500Kbps: Video conferência, Web  5Mbps: DVD  40Mbps: BluRay  Dimensão: tamanho do vídeo em pixels (720p, 1080x720)  Aspect Ratio: razão entre a largura e a altura (4:3, 16:9)  FPS (frames por segundo)  Canais de áudio (2.1, 5.1)

Qualidade do vídeo 16/25  Qualidade objetiva:  Modelos matemáticos aplicados aos vídeos  Processo automatizado e computadorizado  Buscam aproximar os resultados obtidos da percepção humana de qualidade  Muitas vezes não conseguem  Qualidade subjetiva:  Percepção de qualidade de um grupo de espectadores  Processo muito custoso (tempo, organização, recursos humanos)

Padrões 17/25 H.264 MXF DPX Flash AAC M2TS MPEG-2 DPS WMV VOB Dolby DVCPro100 VC-1 MPEG-4 AVC-Intra DV50 M2PS 3GPP JPEG-2000 DNxHD 3G2 ASF F4V OPAtom DV25 DVCPro AVI HDV MP4 GXF OP1a QuickTime LXF WAV MPEG-1 AC-3 Omneon WAV DivX AVCHD

MOS (Mean Opinion Score) 18/25

Pra que tantos? 19/25  Propósitos diferentes  Restrições de Hardware  Qualidade  Set top boxes  Edição  Cabeamento  Acesso à frames  Poder de processamento  Distribuição  Negócios  Banda  Lock-in  Tempo de resposta  Plataformas  Stream  Direitos autorais  Telas de dispositivos

O que esperar? 20/25

Dicas 21/25  Compromisso: qualidade, desempenho e tempo de encoding  Garanta compatibilidade entre todos os meios de distribuição  Considere codec, container, profile  Desconfie e teste  Pense no que você precisa e como o vídeo será usado  500Kbps em H.264 é diferente de 500Kbps em H.263  Bitrate + Duração = Tamanho final do vídeo  Somos menos sensíveis ao áudio  Pense na rede e no armazenamento

Dicas 22/25  Redimensionamento  Prejudica a qualidade e o tempo de encoding  Evite redimensionar para um tamanho maior  Mantenha a proporção  Um vídeo (quase) nunca melhora sua qualidade  Considere múltiplas passadas  O conteúdo do vídeo afeta a compressão  Use CBR para stream  Considere os formatos de entrada

Conclusões 23/25  Encoding é um processo complicado  Não existem regras absolutas  Cada caso deve ser analisado individualmente  Grandes melhorias podem ser obtidas com pequenas modificações  Experimentação ainda é um bom método

Referências 24/25  http://www.rhozet.com/  http://www.compression.ru/  MSU Graphics & Media Lab (Video Group), ”MSU Perceptual Video Quality Tool”  http://www.telestream.net/  http://www.animemusicvideos.org/guides/avtech/video4_2.ht m#Interesting  http://www.doom9.org/  “H.264 For The Rest Of Us”, Amerasinghe K.

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by Samba Tech on Jan 29, 2010

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