ВЫЖМИ НА ПОЛНУЮ

Дениc Овсянников

Спецвыпуск Xakep, номер #034, стр. 034-060-1

(www.ovideo.ru)

Алгоритмы сжатия мультимедиа

"Мультимедийный компьютер" - понятие уже забытое, по причине неактуальности. Сегодня на всех современных компьютерах по умолчанию стоит хорошая видеокарта, хорошая звуковая карта, плюс колонки и скоростной CD/DVD-ROM-привод. И для каждого из устройств существуют собственные мультимедийные форматы данных.

Порой информация занимает внушительные объемы (наиболее актуально для видео), тем более если это добро хранится без компрессии, то есть без сжатия. Самый простой путь сокращения объема - использовать популярные архиваторы WinRar или WinZip. Но, увы, даже с включенной опцией "мультимедийное сжатие" при архивации видеоинформации они дают выигрыш не более 30% от исходного объема, затрачивая при этом ощутимое время на процесс компрессии. О том, как правильно и эффективно работать с цифровыми форматами, как наиболее компактно хранить информацию и что будет востребовано в ближайшем будущем, читай ниже.

MP3 (MPEG-1 Layer 3)

Большинство современных игр и мультимедийных презентаций используют компрессированный звук в mp3. Прелесть этого формата (требующего хотя бы пентиума 75 МГц) заключается в том, что это первый достаточно качественный алгоритм сжатия аудиопотока, с возможностью проигрывания без предварительной разархивации в бесплатно распространяемом WinAmp’е. Ждет ли его конкуренция с более качественным и новомодным OGG или бесславно забытым VQF форматом? Нет, несмотря на то, что BBC развернула эксперимент с интернет-вещанием потокового аудио в формате OGG Vorbis. Попытка конкурентной борьбы в ближайшем будущем выглядит столь же нелепо, как конкуренция Windows с любой другой операционкой. К тому же, у всех компьютерщиков накопились многогигабайтные архивы с музыкой в mp3. В этом формате также вещают многие радиостанции FM-диапазона. Де-факто используется битрейт 192 кбит/с, привередливые эстеты предпочитают 224 и 256 кбит/с стерео, но в большинстве случаев это только увеличивает объем и практически никак не сказывается на улучшении качества воспроизведения.

JPEG2000

Качественная картинка, за исключением черного прямоугольника, обычно занимает пару мегабайт в несжатом виде. Используя модный JPG вместо маковского TIFF, ты экономишь место, сокращая размер файла в 5-10 раз. А при использовании качественного сжатия JPEG2000, экономия места возрастает еще больше, и файл уменьшается до 100 раз и более по сравнению с bmp. При использовании компрессии JPG качество теряется всегда, это плата за уменьшение размера файла. При кодировании исходная картинка переводится в цветоразностную схему YUV, что позволяет кодировать каждый канал по отдельности, с учетом его восприятия человеком. Схема, используемая при кодировании цветов, обозначается как 4:1:1 (усредняются значения цветов по 4 пикселам), в результате объем данных сокращается в 2 раза. Человеческий глаз такой "чудовищной" потери не замечает. Полученные данные группируются в блоки размером 8х8, затем используется дискретно-косинусное преобразование (DCT). Все полученные элементы разбиваются на коэффициенты, которые округляются до целого (происходит квантование). Полученные данные сжимаются методом RLE и/или Хаффмана. JPEG2000 является продолжением обычного JPG. Основные отличия в поддержке кодирования монохромных изображений, возможность сжатия без потерь, разная степень кодирования разных блоков изображения, декодирование в реальном времени. Кроме того, JPEG2000 использует волновое преобразование (wavelet) - система фильтров, применяемая к исходнику. Правда, для просмотра JPEG2000 нужен специальный плагин.