వీడియో కుదింపు
వీడియో కుదింపు (Video compression) అనేది డిజిటల్ వీడియో చిత్రాలను సూచించడానికి ఉపయోగించే సమాచార పరిమాణాన్ని తగ్గించే విధానాన్ని సూచిస్తుంది మరియు ఇది ప్రాదేశిక చిత్ర కుదింపు మరియు లౌకిక చలన ప్రతికరణ ఒక కలయికగా చెప్పవచ్చు. వీడియో కుదింపు అనేది సమాచార సిద్ధాంతంలో సోర్స్ కోడింగ్ భావనకు ఒక ఉదాహరణగా చెప్పవచ్చు. ఈ కథనం దాని అనువర్తనాలను వివరిస్తుంది: కుదించబడిన వీడియో అధి భౌతిక ప్రసారం, కేబుల్ టీవీ లేదా ఉపగ్రహ టీవీ సేవల ద్వారా, వీడియోను ప్రసారం చేయడానికి అవసరమైన బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను ప్రభావవంతంగా తగ్గిస్తుంది.
ఎక్కువగా వీడియో కుదింపు అనేది కొంత సమాచారం పోతుంది - ఉత్తమ అనుభూతి నాణ్యతను సాధించడానికి కుదింపుకు ముందు ఉండే మొత్తం సమాచారం అవసరం లేదనే పూర్వసిద్ధాంతంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, DVDలు MPEG-2 అని పిలిచే ఒక వీడియో కోడింగ్ ప్రమాణాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, దీనిని స్టాండర్డ్ డెఫినేషన్ వీడియో కోసం సాధారణంగా అత్యధిక నాణ్యతగా భావించే ఒక చిత్ర నాణ్యతతో రెండు గంటల వీడియో సమాచారాన్ని 15 నుండి 30 సార్లకు కుదించవచ్చు. వీడియో కుదింపు అనేది డిస్క్ ఖాళీ స్థలం, వీడియో నాణ్యత మరియు ఒక తగిన సమయంలో వీడియోను విస్తరించేందుకు అవసరమైన హార్డ్‌వేర్‌ల మధ్య ఒక బేరీజుగా చెప్పవచ్చు. అయితే, వీడియో ఒక సమాచారం నష్టపోయే పద్ధతిలో అధికంగా కుదించబడినట్లయితే, దృశ్యమాన (మరియు కొన్నిసార్లు పరధ్యానం కలిగించేలా) మిథ్యానిర్మాణాలు కనిపిస్తాయి.
వీడియో కుదింపు సాధారణంగా తరచూ మాక్రోబ్లాక్‌లుగా పిలిచే సమీప పిక్సెల్‌ల చతురస్రాకార సమూహాలపై పనిచేస్తుంది. ఈ పిక్సెల్ సమూహాలు లేదా పిక్సెల్‌ల బ్లాక్‌లు ఒక ఫ్రేమ్ నుండి తదుపరి ఫ్రేమ్‌తో సరిపోల్చబడతాయి మరియు వీడియో కుదింపు కోడెక్ (ఎన్‌కోడ్/డికోడ్ స్కీమ్) ఆ బ్లాక్‌ల్లో "తేడాల"ను మాత్రమే పంపుతుంది. వీడియో అమలులో లేనప్పుడు, ఈ విధానం మరింత ఉత్తమంగా నిర్వహించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, ఒక స్థిర టెక్స్ట్ ఫ్రేమ్ చాలా తక్కువ బదిలీ సమాచారంతో పునరావృతమవుతుంది. వీడియోలో ఎక్కువగా కదులుతున్న ప్రాంతాల్లో, ఒక ఫ్రేమ్ నుండి తదుపరి ఫ్రేమ్‌కు అత్యధిక పిక్సెల్‌లు మారతాయి. అత్యధిక పిక్సెల్‌లు మారినప్పుడు, వీడియో కుదింపు విధానం మారుతున్న అత్యధిక సంఖ్యలో పిక్సెల్‌లను నిర్వహించడానికి మరింత సమాచారాన్ని పంపాల్సి ఉంటుంది. వీడియో అంశంలో ఒక పేలుడు, నిప్పులు, వేలకొలది పక్షులు లేదా అత్యధిక పౌనఃపున్య వివరాల ఒక అంశంలో ఇతర చిత్రం ఉన్నప్పుడు, నాణ్యత తగ్గుతుంది లేదా అదే స్థాయి వివరాలతో ఈ అదనపు సమాచారాన్ని నిర్వహించడానికి వేరేబుల్ బిట్‌రేట్‌ను పెంచాలి.
ప్రోగ్రామింగ్ ప్రదాత వారి వీడియో ప్రోగ్రామింగ్‌ను వారి పంపిణీ వ్యవస్థకు పంపడానికి ముందు దానికి వర్తించవల్సిన వీడియో కుదింపు మొత్తంపై నియంత్రణ కలిగి ఉంటాడు. DVDలు, బ్లూ-రే డిస్క్‌లు మరియు HD DVDలు వాటి మాస్టరింగ్ విధానంలో వీడియో కుదింపును వర్తింపచేస్తారు, అయితే బ్లూ-రే మరియు HD DVDలు అత్యధిక డిస్క్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి కనుక ఈ ఫార్మాట్‌లకు ఇంటర్నెట్లో ప్రసారం చేసే లేదా ఒక సెల్‌ఫోన్‌లో తీసిన అత్యధిక వీడియోలు వంటి వాటితో పోల్చినప్పుడు కుదింపు తక్కువగా ఉంటుంది. హార్డ్ డ్రైవ్‌లు లేదా పలు ఆఫ్టికల్ డిస్క్ ఫార్మాట్‌ల్లో వీడియోను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే సాఫ్ట్‌వేర్ తరచూ ఒక అత్యల్ప చిత్ర నాణ్యతను కలిగి ఉంటాయి, అయితే అన్ని సందర్భాల్లో కాదు. అత్యల్ప లేదా ఎటువంటి కుదింపు లేని అత్యధిక బిట్‌రేట్ వీడియో కోడెక్‌లు వీడియో పోస్ట్-ప్రొడక్షన్ పని కోసం అందుబాటులో ఉన్నాయి, కాని పెద్ద ఫైళ్లను రూపొందిస్తుంది మరియు కనుక వీటిని ఫలిత వీడియోల పంపిణీ కోసం ఎన్నడూ ఉపయోగించరు. అత్యధిక సమాచారం నష్టపోయే వీడియో కుదింపులో నాణ్యతను విస్మరించనట్లయితే, ఆ చిత్రాన్ని దాని యథార్థ నాణ్యతకు పునరుద్ధరించడం సాధ్యం కాదు.
వీడియో అనేది సాధారణంగా రంగు పిక్సెల్‌ల ఒక త్రిమితీయ శ్రేణి. రెండు పరిమితులు కదులుతున్న చిత్రాలకు ప్రాదేశిక (క్షితిజ సమాంతర మరియు క్షితిజ లంబ) దిశలు వలె పనిచేస్తాయి మరియు ఒక పరిమితి సమయ అధికార పరిధిని సూచిస్తుంది. ఒక డేటా ఫ్రేమ్ అనేది ఒక ఏకైక సమయ పరిధికి సంబంధించిన మొత్తం పిక్సెల్ సమూహం. ప్రాథమికంగా, ఒక ఫ్రేమ్, ఒక స్థిర చిత్రం వలె ఉంటుంది.
వీడియో సమాచారంలో ప్రాదేశిక మరియు లౌకిక పునరుక్తి ఉంటుంది. కనుక సమానతలను ఒక ఫ్రేమ్‌లోని (ప్రాదేశిక) మరియు/లేదా ఫ్రేమ్‌ల మధ్య (లౌకిక) వ్యత్యాసాలను నమోదు చేయడం ద్వారా ఎన్‌కోడ్ చేయబడుతుంది. ప్రాదేశిక ఎన్‌కోడింగ్ అనేది మానవుని కన్ను ప్రకాశంలోని మార్పులను గుర్తించినంత వేగంగా రంగులోని చిన్న వ్యత్యాసాలను గుర్తించలేకపోవడాన్ని ఉపయోగించుకుని నిర్వహించబడుతుంది కనుక ఒకేలా ఉండే రంగు ప్రాంతాలకు jpeg చిత్రాలకు గణించే విధంగా "సగటు లెక్కించబడుతుంది" (JPEG చిత్ర కుదింపు FAQ, భాగం 1/2). లౌకిక కుదింపులో ఒక ఫ్రేమ్ నుండి తదుపరి ఫ్రేమ్‌కు గల మార్పులు మాత్రమే ఎన్‌కోడ్ చేయబడతాయి ఎందుకంటే అత్యధిక సంఖ్యలో పిక్సెల్‌లు ఒక ఫ్రేమ్‌ల సిరీస్‌కు సమానంగా ఉంటాయి.
సమాచార కుదింపు యొక్క కొన్ని విధానాల్లో సమాచారం నష్టం ఉండదు. అంటే డేటాను విస్తరించినప్పుడు, ఫలితంగా యథార్థ వీడియోతో ఒక్కొక్క బిట్ ఒకేలా ఉండే వీడియో వస్తుంది. వీడియోకు సమాచారం నష్టపోకుండా కుదింపు సాధ్యమైతే, దీని చాలా అరుదుగా ఉపయోగిస్తారు ఎందుకంటే సమాచారం నష్టపోయే కుదింపులో ఒక ఆమోదిత నాణ్యత స్థాయిలో అత్యధిక కుదింపు నిష్పత్తులను అందిస్తుంది.
వీడియోను కుదించేందుకు అత్యధిక శక్తివంతమైన పద్ధతుల్లో ఒకటి ఇంటర్‌ఫ్రేమ్ కుదింపు. ఇంటర్‌ఫ్రేమ్ కుదింపులో ప్రస్తుత ఫ్రేమ్‌ను కుదించడానికి ఒక క్రమంలో ఒకటి లేదా అత్యధిక ముందు లేదా తదుపరి ఫ్రేమ్‌లు ఉపయోగించబడతాయి, అయితే ఇంట్రాఫ్రేమ్ కుదింపులో ప్రస్తుత ఫ్రేమ్ మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ప్రభావవంతమైన చిత్ర కుదింపు.
సర్వసాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతిలో వీడియోలోని ప్రతి ఫ్రేమ్‌ను దాని ముందు ఫ్రేమ్‌తో పోల్చడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ఎలాంటి చలనాలు లేని ప్రాంతాలను ఫ్రేమ్ కలిగి ఉన్నట్లయితే, వ్యవస్థ ముందు ఫ్రేమ్‌లోని భాగాన్ని బిట్‌లవారీగా తదుపరి దానిలోకి నకలు చేయమని ఒక చిన్న ఆదేశాన్ని జారీ చేస్తుంది. ఫ్రేమ్‌లోని అంశాలు ఒక సాధారణ పద్ధతిలో కదిలినట్లయితే, కంప్రెసర్ నకలను మార్చమని, తిప్పమని, ప్రకాశవంతం లేదా నల్లబర్చమని డికంప్రెషర్‌కు సూచించే ఒక ఆదేశాన్ని (కొద్దిగా పొడవైన) విడుదల చేస్తుంది - ఒక పొడవైన ఆదేశం, అయినప్పటికీ ఇంట్రాఫ్రేమ్ కుదింపు కంటే చాలా చిన్నది. ఇంటర్‌ఫ్రేమ్ కుదింపు నేపథ్యంలో వీక్షకునిచే ప్లే చేయబడే ప్రోగ్రామ్‌లకు ఉత్తమంగా పనిచేస్తుంది, కాని వీడియో క్రమాన్ని సవరించాల్సిన సమయంలో సమస్యలకు కారణం కావచ్చు.
ఇంటర్‌ఫ్రేమ్ కుదింపులో ఒక ఫ్రేమ్ నుండి సమాచారం మరొక దానికి నకలు చేయబడుతుంది కనుక, యథార్థ ఫ్రేమ్ తొలగించబడినట్లయితే (లేదా ప్రసారం పోయినట్లయితే), తదుపరి ఫ్రేమ్‌లు సరిగా కనిపించకపోవచ్చు. DV వంటి కొన్ని వీడియో ఫార్మాట్‌ల్లో ఇంట్రాఫ్రేమ్ కుదింపును ఉపయోగించి ప్రతి ఫ్రేమ్‌ను వేర్వేరుగా కుదించబడతాయి. ఇంట్రాఫ్రేమ్ కుదింపు వీడియోలో 'కత్తిరింపులు' చేయాలంటే, అది కుదించని వీడియోను సవరించినంత సులభంగా ఉంటుంది - ప్రతి ఫ్రేమ్ యొక్క ప్రారంభ మరియు ముగింపును గుర్తించవచ్చు మరియు భద్రపర్చదలిస్తే ప్రతి ఫ్రేమ్ యొక్క బిట్ తర్వాత బిట్‌గా సమాచారాన్ని నకలు చేయవచ్చు మరియు అవసరంలేని ఫ్రేమ్‌లను తొలగించవచ్చు. ఇంట్రాఫ్రేమ్ మరియు ఇంటర్‌ఫ్రేమ్ కుదింపుల మధ్య మరొక వ్యత్యాసం ఏమిటంటే ఇంట్రాఫ్రేమ్ వ్యవస్థలతో, ప్రతి ఫ్రేమ్ ఒకే రకమైన సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అత్యధిక ఇంటర్‌ఫ్రేమ్ వ్యవస్థల్లో, నిర్దిష్ట ఫ్రేమ్‌లు (MPEG-2లో "ఐ ఫ్రేమ్" వంటిది) మరొక ఫ్రేమ్‌ల నుండి సమాచారాన్ని నకలు చేయడానికి అనుమతించవు మరియు కనుక సమీప ఫ్రేమ్‌ల కంటే అధిక సమాచారం అవసరమవుతుంది.
ఇతర ఫ్రేమ్‌లకు అవసరమైన సమయంలో ఐ ఫ్రేమ్‌లు సవరించడం వలన సంభవించే సమస్యలను గుర్తించడానికి ఒక కంప్యూటర్ ఆధారిత వీడియో ఎడిటర్‌ను రూపొందించవచ్చు. దీనితో HDV వంటి నూతన ఫార్మాట్‌లను సవరణకు ఉపయోగించడానికి సాధ్యం అయ్యింది. అయితే, ఈ విధానానికి ఒకే చిత్ర నాణ్యతతో ఇంట్రాఫ్రేమ్ కుదించబడిన వీడియోను సవరించడానికి అవసరమైన దాని కంటే అత్యధిక కంప్యూటింగ్ శక్తి అవసరమవుతుంది.
నేడు, దాదాపు సాధారణంగా ఉపయోగించే అన్ని వీడియో కుదింపు పద్ధతులు (ఉదా. ITU-T లేదా ISOచే ఆమోదించబడిన ప్రమాణాల్లో ఉన్నవి) ప్రాదేశిక పునరావృత తగ్గింపుకు ఒక వివిక్త కొసైన్ మార్పు (DCT) ను వర్తిస్తున్నాయి. ఫ్రాక్టల్ కుదింపు, మ్యాచింగ్ ప్యూర్‌షూట్ వంటి ఇతర పద్ధతులు మరియు ఒక వివిక్త వేవ్లెట్ ట్రాన్స్‌ఫారమ్ (DWT) యొక్క వినియోగానికి కొన్ని పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయి కాని వీటిని సాధారణంగా ఆచరణీయ ఉత్పత్తుల్లో ఉపయోగించరు (వేవ్లెట్ కోడింగ్ వినియోగాన్ని చలన ప్రతికరణం లేని స్థిర చిత్ర కోడెర్‌లు వలె ఉపయోగిస్తున్నారు). ఫ్రాక్టల్ కుదింపులో ఆసక్తి క్షీణిస్తున్నట్లు కనిపిస్తుంది ఎందుకంటే ఇటీవల సైద్ధాంతిక విశ్లేషణలో ఇలాంటి పద్ధతులకు తగిన ప్రభావం లేనట్లు తేలింది.
కింది పట్టికలో అంతర్జాతీయ వీడియో కుదింపు ప్రమాణాల ఒక పాక్షిక చరిత్రను చూడవచ్చు.