Videokomprimering

Videokomprimering er en form for datakomprimering som har som formål å redusere mengden data som må lagres uten å redusere kvaliteten i billedstrømmen nevneverdig. Videokomprimering er i praksis gjort ved bruk av en kodek, og gjøres sammen med komprimering av lyd og bilder. En effektiv komprimering kan redusere datamengden med en faktor fra 5 til 12 uten å tape kvalitet, mens MPEG-4 komprimering med et lite tap av kvalitet kan gjøre resultatet 20 til 200 ganger mindre enn utgangspunktet.

Metoder
Metodene som blir brukt for å komprimere levende bilder baserer seg på begrensninger i menneskets fysiologi og gjør det mulig å fjerne detaljer uten at billedstrømmen oppfattes som dårligere. Fagfeltet som omhandler dette kalles psykofysikk. For eksempel er menneskeøyet mer følsomt for gult og grønt lys enn for rødt .

Når man skal bestemme seg hvilken informasjon som kan utelates, baserer man seg som regel på modeller av menneskets audiovisuelle persepsjons-muligheter. Øyet kan for eksempel ikke oppfatte enkelte farger fordi de ligger utenfor det som øyet klarer å registrere (mer intense). Videre så registreres bevegelser som sammenhengende gjennom en prosess som på engelsk kalles persistence of vision, noe som utnyttes i videokomprimering ved å utelate detaljer i tidsdomenet også kjent på engelsk som motion-blur. Et annet eksempel er at vi er mer ømfintlige for forandringer i bildets lumen (svart/hvitt) en et bildes chroma (farge). Dette kan utnyttes i komprimering ved å skille de to kanalene og utelate noe av informasjonen om farge uten at bildet blir synlig forringet. Hvis man hadde utelatt informasjon om lumen ville øyet kjapt ha oppfattet kvalitetsforringelse.

Typisk benytter man seg av en fargekoding som kalles YUV eller YCbCr. Denne kodingen har den fordelen at den både er mer tilpasset menneskelig persepsjon ved at den separerer lumen og chroma informasjon og den er også bedre tilrettelagt for maskinell behandling. Denne fargekodingen benyttes både i produksjon og distribusjon av digital film. De aller fleste skjermkort på markedet i dag har elektronikk for å aksellerere konvertering av et bildes fargekoding fra YUV/YCbCr til RGB som er den fargekodingen de fleste dataskjermer benytter.

Eksempler på kodeker
"QuickTime Animation", "H.264 lossless" og VP9 er eksempler på kodeker som kan gi tapsfri koding, men dermed også større datamengde. Komprimering med tap vil kunne føre til at noen detaljer i et bilde blir uskarpe, eller at bakgrunnen og nyanser i fargene glattes litt ut. Digital-TV formatet H.264/MPEG-4 AVC benytter koding med tap, i likhet med forgjengere som DivX, Xvid, libavcodec, H.262/MPEG2 og MPEG1. WMV-formatet fra Microsoft, samt VP8 og VP9 fra Google er også formater som gir tap av data. Formater som "Motion JPEG" og "Apple ProRes 422/444" sender langt på vei en strøm av stillbilder.

Referanser

Datakompresjonsalgoritmer
Film- og videoteknikk
Multimedia
Digital signalbehandling