Muaj ntau ntau lwm yam qauv rau sawv cev rau cov xim uas tsim ib daim duab. Piv txwv li, koj tuaj yeem siv indexed palette, uas yuav tsum tau tsuas yog ib byte los sawv cev rau txhua pixel, tsis yog peb qhov yuav tsum tau thaum siv tus qauv RGB. Hauv cov qauv zoo li no, nws tuaj yeem siv 2D matrix hloov 3D matrix los sawv cev rau txhua xim. Qhov no txuag lub cim xeeb, tab sis muab cov xim me me gamut.
RGB
Piv txwv li, saib daim duab hauv qab no. Thawj lub ntsej muag yog pleev xim rau tag nrho. Lwm tus yog lub dav hlau liab, ntsuab thiab xiav (qhov kev siv ntawm cov xim sib xws tau pom hauv greyscale).
Peb pom tias qhov ntxoov ntxoo ntawm liab nyob rau hauv thawj yuav nyob rau hauv tib qhov chaw uas lub brightest qhov chaw ntawm lub ntsej muag thib ob raug soj ntsuam. Thaum xiav txoj kev koom tes tuaj yeem pom tsuas yog hauv Mario lub qhov muag (lub ntsej muag kawg) thiab cov khoom ntawm nws cov khaub ncaws. Daim ntawv ceeb toom qhov twg tag nrho peb lub dav hlau xim ua rau qhov tsawg tshaj plaws (qhov tsaus ntuj tshaj plaws ntawm cov duab) - Mario lub mustache.
Txhawm rau khaws qhov siv ntawm txhua xim, yuav tsum muaj qee tus lej ntawm cov khoom - qhov no yog hu ua kom muaj nuj nqis ntsis tob. Cia peb hais 8 khoom siv (raws li tus nqi ntawm 0 txog 255) ib lub dav hlau xim. Tom qab ntawd peb muaj xim tob ntawm 24 khoom (8 khoom * 3 R / G / B dav hlau).
Lwm yam khoom ntawm ib daim duab yog kev tso cai, uas yog tus naj npawb ntawm pixels hauv ib qhov ntev. Feem ntau denoted li dav Γ qhov siab, raws li hauv 4 los ntawm 4 piv txwv duab hauv qab no.
Thaum lawv hais tias ib qho yeeb yaj kiab lossis duab yog 16 los ntawm 9 qhov loj, lawv feem ntau txhais tau tias tso saib nam piv (DAR - los ntawm Zaub Aspect Ratio). Txawm li cas los xij, qee zaum yuav muaj cov duab sib txawv ntawm tus kheej pixels - qhov no peb tab tom tham txog pixel piv (LOS NTAWM - los ntawm Pixel Aspect Ratio).
Nco ntsoov rau hostess: DVD ΡΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²ΡΠ΅Ρ DR 4 to 3
Txawm hais tias qhov tseeb DVD daws teeb meem yog 704x480, nws tseem tuav qhov 4: 3 nam piv vim tias PAR yog 10: 11 (704x10 / 480x11).
Thiab thaum kawg, peb tuaj yeem txiav txim siab video zoo li ib ntus ntawm n thav duab rau lub sijhawm ntawm lub sijhawm, uas tuaj yeem suav hais tias yog qhov loj ntxiv. A n ces yog tus ncej tus nqi los yog tus naj npawb ntawm ntas ib ob (FPS - los ntawm Ntas ib ob).
Tus naj npawb ntawm cov khoom ib ob yuav tsum tau tso saib video yog nws kis ceev - bitrate.
Piv txwv li, 30 fps, 24 bps, 480x240 video yuav xav tau 82,944,000 bps lossis 82,944 Mbps (30x480x240x24) - tab sis yog tias tsis siv txoj kev compression.
Yog qhov hloov ceev yuav luag tas li, ces hu ua tsis tu ncua kis ceev (CBR - los ntawm tus nqi tsis tu ncua). Tab sis nws kuj tuaj yeem sib txawv, qhov no yog hu ua variable baud rate (VBR - los ntawm sib txawv me ntsis tus nqi).
Daim duab no qhia tau hais tias tsis muaj VBR, qhov twg tsis muaj ntau cov khoom raug nkim thaum lub thav duab tsaus nti.
Cov engineers pib tsim ib txoj hauv kev los ua ob npaug ntawm qhov pom tus nqi ntawm cov yeeb yaj kiab uas tsis siv bandwidth ntxiv. Txoj kev no hu ua interlaced video; Yeej, nws xa ib nrab ntawm lub vijtsam hauv thawj "thav duab" thiab lwm ib nrab hauv "ncej".
Tam sim no, scenes feem ntau rendered siv kev siv tshuab scanning. Nws yog ib txoj hauv kev nthuav tawm, khaws cia lossis xa cov duab txav uas txhua tus kab ntawm txhua tus ncej tau kos raws ntu.
Zoo! Tam sim no peb paub txog yuav ua li cas ib daim duab sawv cev rau digitally, nws cov xim raug teeb tsa li cas, pes tsawg cov khoom ib ob peb siv los qhia cov yeeb yaj kiab, yog tias tus nqi me ntsis tas li (CBR) lossis qhov sib txawv (VBR). Peb paub txog qhov kev daws teeb meem uas tau muab los ntawm tus nqi ntawm tus ncej, peb paub txog ntau lwm cov ntsiab lus, xws li video interlaced, PAR thiab lwm yam.
Tshem tawm redundancy
Nws paub tias video tsis muaj compression tsis tuaj yeem siv ib txwm. Ib teev ntev video ntawm 720p daws teeb meem thiab 30 ntas ib ob yuav siv li 278 GB. Peb tuaj txog ntawm tus nqi no los ntawm kev muab 1280 x 720 x 24 x 30 x 3600 (dav, qhov siab, cov khoom ib pixel, FPS thiab lub sijhawm hauv vib nas this).
Ua li no, koj tuaj yeem siv cov yam ntxwv ntawm peb lub zeem muag. Peb zoo dua ntawm qhov txawv qhov ci dua li xim. Ib daim vis dis aus yog cov duab ua ntu zus uas rov ua dua lub sijhawm. Muaj qhov sib txawv me me ntawm cov kab uas nyob ib sab ntawm tib qhov chaw. Tsis tas li ntawd, txhua tus ncej muaj ntau qhov chaw siv tib yam (lossis zoo sib xws) xim.
Xim, ci thiab peb ob lub qhov muag
Peb ob lub qhov muag yog rhiab heev rau brightness dua xim. Koj tuaj yeem pom qhov no rau koj tus kheej los ntawm kev saib daim duab no.
Yog tias koj tsis pom qhov ntawd ntawm sab laug ib nrab ntawm cov duab cov xim ntawm cov squares A ΠΈ B yeej yog tib yam, ces qhov qub. Peb lub hlwb yuam kom peb them ntau xim rau lub teeb thiab ntxoov ntxoo ntau dua li xim. Nyob rau sab xis ntawm cov squares uas tau xaiv muaj ib lub jumper ntawm tib xim - yog li peb (piv txwv li peb lub hlwb) yooj yim txiav txim siab tias, qhov tseeb, lawv yog tib xim.
Cia peb saib (hauv txoj kev yooj yim) ntawm peb lub qhov muag ua haujlwm li cas. Lub qhov muag yog ib lub cev muaj zog uas muaj ntau yam. Txawm li cas los xij, peb nyiam tshaj plaws ntawm cov cones thiab rods. Lub qhov muag muaj txog 120 lab rods thiab 6 lab cones.
Cia peb xav txog qhov kev nkag siab ntawm cov xim thiab ci ci raws li kev ua haujlwm ntawm qee qhov ntawm lub qhov muag (qhov tseeb, txhua yam yog qhov nyuaj me ntsis, tab sis peb yuav ua kom yooj yim dua). Qws hlwb feem ntau yog lub luag haujlwm rau qhov ci, thaum lub khob hliav qab yog lub luag haujlwm rau xim. Cones tau muab faib ua peb hom, nyob ntawm cov xim uas lawv muaj: S-cones (xiav), M-cones (ntsuab), thiab L-cones (liab).
Txij li thaum peb muaj ntau tus pas nrig (brightness) tshaj lub khob hliav qab (xim), peb tuaj yeem xaus tias peb muaj peev xwm paub qhov txawv ntawm qhov tsaus ntuj thiab lub teeb dua li xim.
Contrast Sensitivity Nta
Cov kws tshawb fawb hauv kev tshawb fawb txog kev puas siab puas ntsws thiab ntau lwm yam haujlwm tau tsim ntau txoj kev xav ntawm tib neeg lub zeem muag. Thiab ib tug ntawm lawv yog hu ua qhov sib txawv rhiab heev ua haujlwm. Lawv muaj feem xyuam rau spatial thiab temporal illumination. Hauv luv luv, nws yog hais txog yuav tsum tau hloov pauv ntau npaum li cas ua ntej tus neeg soj ntsuam pom lawv. Nco ntsoov lub plural ntawm lo lus "function". Qhov no yog vim qhov tseeb tias peb tuaj yeem ntsuas qhov sib txawv rhiab heev ua haujlwm tsis yog rau cov duab dub thiab dawb xwb, tab sis kuj rau cov xim. Cov txiaj ntsig ntawm cov kev sim no qhia tau hais tias feem ntau peb lub qhov muag muaj kev nkag siab rau qhov ci dua li xim.
Txij li thaum peb paub tias peb muaj kev nkag siab ntau dua rau cov duab ci ntsa iab, peb tuaj yeem sim siv qhov tseeb no.
Xim qauv
Peb tau txiav txim siab me ntsis yuav ua li cas ua haujlwm nrog cov duab xim siv lub tswv yim RGB. Muaj lwm yam qauv thiab. Muaj ib tug qauv uas cais luminance ntawm chroma thiab nws yog hu ua YCbCr. Los ntawm txoj kev, muaj lwm yam qauv uas ua ib tug zoo sib xws, tab sis peb yuav tsuas xav txog qhov no.
Hauv cov qauv xim no Y yog ib tug sawv cev ntawm brightness, thiab kuj siv ob xim raws: Cb (nplua nuj xiav) thiab Cr (liab liab). YCbCr tuaj yeem muab tau los ntawm RGB, thiab kev hloov pauv rov qab tuaj yeem ua tau. Siv cov qauv no peb tuaj yeem tsim cov duab xim tag nrho raws li peb pom hauv qab no:
Hloov ntawm YCbCr thiab RGB
Ib tug neeg yuav tawm tsam: yuav ua li cas thiaj li tau txais tag nrho cov xim yog tias tsis siv ntsuab?
Txhawm rau teb cov lus nug no, cia peb hloov RGB rau YCbCr. Cia peb siv cov coefficients saws hauv tus qauv BTW, 601, uas tau pom zoo los ntawm chav tsev TSI-R. Qhov kev faib no teev cov qauv rau cov yees duab digital. Piv txwv li: 4K yog dab tsi? Dab tsi yuav tsum yog tus ncej tus nqi, kev daws teeb meem, xim qauv?
Ua ntej cia peb xam qhov ci. Cia peb siv qhov tsis tu ncua uas tau hais los ntawm ITU thiab hloov RGB qhov tseem ceeb.
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Tom qab peb muaj qhov ci, peb yuav cais cov xim xiav thiab xim liab:
Feem ntau, cov lus qhia (saib, TVs, cov ntxaij vab tshaus, thiab lwm yam) tsuas yog siv tus qauv RGB xwb. Tab sis tus qauv no tuaj yeem tsim tau ntau txoj hauv kev:
Xim subsampling
Nrog rau cov duab sawv cev ua ke ntawm luminance thiab chrominance, peb tuaj yeem siv tib neeg kev pom qhov system qhov kev nkag siab zoo dua rau luminance dua li chrominance los ntawm kev xaiv tshem tawm cov ntaub ntawv. Chroma subsampling yog ib txoj hauv kev encoding dluab uas siv cov kev daws teeb meem tsawg dua rau chroma dua li qhov luminance.
Nws tso cai rau txo cov xim daws teeb meem ntau npaum li cas?! Nws hloov tawm tias twb muaj qee daim duab piav qhia yuav ua li cas daws kev daws teeb meem thiab kev sib koom ua ke (Tshem Xim = Y + Cb + Cr).
Cov schemes no hu ua downsampling systems thiab qhia raws li 3-fold piv - a:x:y, uas txiav txim seb tus naj npawb ntawm cov qauv ntawm luminance thiab xim txawv cov cim.
a - kab rov tav sampling standard (feem ntau sib npaug rau 4) x - tus naj npawb ntawm cov qauv chroma hauv thawj kab ntawm pixels (kab rov tav daws teeb meem piv rau a) y - tus naj npawb ntawm cov kev hloov pauv hauv cov qauv chroma ntawm thawj thiab thib ob kab ntawm pixels.
Qhov kev zam yog 4:1:0, muab ib tus qauv chroma hauv txhua 4-los-4 luminance daws teeb meem thaiv.
Cov schemes siv nyob rau hauv niaj hnub codecs:
4:4:4 (tsis muaj downsampling)
4:2:2
4:1:1
4:2:0
4:1:0
3:1:1
YCbCr 4: 2: 0 - fusion piv txwv
Nov yog daim duab sib koom ua ke siv YCbCr 4: 2: 0. Nco ntsoov tias peb tsuas yog siv 12 ntsis ib pixel.
Qhov no yog dab tsi tib daim duab zoo li, encoded nrog lub ntsiab hom xim subsampling. Thawj kab yog qhov kawg YCbCr, kab hauv qab qhia txog kev daws teeb meem chroma. Cov txiaj ntsig zoo heev, xav txog qhov poob me ntsis hauv qhov zoo.
Nco ntsoov thaum peb suav 278 GB ntawm qhov chaw cia khaws cia ib teev-ntev video ntaub ntawv ntawm 720p daws teeb meem thiab 30 ntas ib ob? Yog tias peb siv YCbCr 4: 2: 0, qhov loj me no yuav raug txo los ntawm ib nrab - 139 GB. Txog tam sim no, nws tseem nyob deb ntawm qhov ua tau zoo.
Koj tuaj yeem tau txais YCbCr histogram koj tus kheej siv FFmpeg. Nyob rau hauv cov duab no, xiav dominates tshaj liab, uas yog pom meej nyob rau hauv lub histogram nws tus kheej.
Xim, ci, xim gamut - video tshuaj xyuas
Peb pom zoo kom saib cov yeeb yaj kiab txaus ntshai no. Nws piav qhia tias qhov ci ci yog dab tsi, thiab feem ntau tag nrho cov dots yog dotted Ρ hais txog qhov ci thiab xim.
Hom ncej
Cia peb mus. Cia peb sim tshem tawm lub sij hawm redundancy. Tab sis ua ntej, cia peb txhais qee cov ntsiab lus yooj yim. Cia peb hais tias peb muaj ib qho yeeb yaj kiab nrog 30 ntas ib pliag, ntawm no yog thawj 4 ntas:
Peb tuaj yeem pom ntau qhov rov ua dua hauv cov thav ntawv: piv txwv li, lub keeb kwm yav dhau xiav uas tsis hloov ntawm ncej mus rau ncej. Yuav kom daws tau qhov teeb meem no, peb muaj peev xwm abstractly faib lawv ua peb hom thav ntawv.
I-frame (INto Frame)
I-thav duab (cov ntaub ntawv siv, tus ncej tseem ceeb, sab hauv) yog tus kheej. Txawm hais tias koj xav pom dab tsi, I-thav duab yog qhov tseem ceeb ntawm daim duab zoo li qub. Thawj thav duab feem ntau yog I-thav duab, tab sis peb yuav tsis tu ncua saib I-frames txawm tias tsis yog thawj thav ntawv.
P-ncej (Predicted Frame)
P-thav duab (them kwv yees) siv qhov zoo ntawm qhov tseeb tias yuav luag txhua lub sijhawm tam sim no cov duab tuaj yeem tsim dua tshiab siv cov ncej dhau los. Piv txwv li, nyob rau hauv lub thav duab thib ob qhov kev hloov pauv tsuas yog lub pob mus rau pem hauv ntej. Peb tuaj yeem tau txais thav duab 2 los ntawm kev hloov kho me ntsis thav duab 1, tsuas yog siv qhov sib txawv ntawm cov thav ntawv no. Txhawm rau tsim tus ncej 2, peb xa mus rau tus ncej ua ntej 1.
β
B-ncej (Bkuv-predictive Frame)
Yuav ua li cas hais txog kev sib txuas tsis tsuas yog yav dhau los, tab sis kuj rau yav tom ntej thav ntawv los muab kev sib txuas zoo dua?! Qhov no yog qhov yooj yim B-thav duab (bidirectional ncej).
β β
Cov zis nruab nrab
Cov ncej no yog siv los muab qhov zoo tshaj plaws compression. Peb mam li saib seb qhov no tshwm sim li cas hauv ntu tom ntej. Txog tam sim no, cia peb nco ntsoov tias qhov "kim" tshaj plaws ntawm kev nco noj yog I-thav duab, P-thav duab yog pheej yig dua, tab sis qhov txiaj ntsig zoo tshaj plaws rau kev yees duab yog B-ncej.
Temporal redundancy (kev kwv yees sib piv)
Cia peb saib seb cov kev xaiv twg peb yuav tsum txo qis kev rov ua dua lub sijhawm. Peb tuaj yeem daws qhov kev rov ua dua tshiab no los ntawm kev siv txoj kev sib tw ua ntej.
Peb yuav sim siv ob peb yam li ua tau kom encode ib ntus ntawm thav ntawv 0 thiab 1.
Tab sis yuav ua li cas yog tias kuv hais rau koj tias muaj ib txoj hauv kev zoo dua uas siv cov khoom tsawg dua?! Ua ntej, cia peb tawg ncej 0 rau hauv ib daim phiaj meej uas muaj cov blocks. Thiab tom qab ntawd peb mam li sim ua kom phim cov blocks los ntawm thav duab 0 nrog thav duab 1. Hauv lwm lo lus, peb yuav kwv yees qhov txav ntawm cov ncej.
Los ntawm Wikipedia - thaiv kev them nyiaj yug
Thaiv cov nyiaj them poob haujlwm faib cov thav duab tam sim no rau hauv cov blocks tsis sib tshooj thiab cov lus tsa suab vector qhia txog keeb kwm ntawm cov blocks (ib qho kev xav tsis zoo yog tias yav dhau los lub thav duab tau muab faib ua cov blocks uas tsis sib tshooj, thiab cov lus tsa suab vectors qhia qhov twg cov blocks mus. Tab sis qhov tseeb, nws yog lwm txoj hauv kev - nws tsis yog lub thav duab yav dhau los uas tau txheeb xyuas, tab sis tus tom ntej; nws tsis paub meej tias cov blocks tsiv mus nyob qhov twg, tab sis lawv tuaj qhov twg). Feem ntau cov blocks sib tshooj nyob rau hauv qhov chaw ncej. Qee cov video compression algorithms sib sau ua ke cov thav duab tam sim no los ntawm qhov chaw ntawm tsis yog ib qho, tab sis ob peb lub thav ntawv dhau los.
Peb xav tias cov xim sib kis vertically hauv tus ncej. Qhov no txhais tau tias cov xim ntawm cov pixels tsis paub yuav muaj qhov tseem ceeb ntawm nws cov neeg nyob ze.
Xws li kev kwv yees yuav dhau los ua tsis raug. Nws yog vim li no uas koj yuav tsum tau siv cov qauv no (kev kwv yees sab hauv), thiab tom qab ntawd rho tawm cov txiaj ntsig tiag tiag. Qhov no yuav muab peb ib qho seem seem, uas yuav ua rau muaj ntau compressed matrix piv rau thawj.
Lossis koj tuaj yeem siv Intel Video Pro Analyzer (raws li kuv tau hais los saum toj no, qhov kev sim dawb yog txwv rau thawj 10 thav ntawv, tab sis qhov no yuav txaus rau koj thaum xub thawj).