شما می توانید یک ویدئوی دیجیتال را به صورت یکسری از تصاویر درنظر بگیرید . مانند یک کتاب نقاشی متحرک ، تصاویر در یک توالی سریع نشان داده میشوند تا تصور یک انیمیشن صورت گیرد . اگر تصویری دارید که ۲۴۰*۳۲۰ پیکسل دارد و درحالت ۳۲ بیتی می باشد ، اندازه این تصویر ۳۰۰KB خواهد بود زیرا : (((۳۲۰*۲۴۰)*۳۲bit/۸bit)byte/۱۰۲۴byte)=۳۲۰KBتصور کنید که اگر ویدیوی دیجیتال داریدکه با نرخ ۲۴ فریم بر هر واحد ثانیه اجرا می شود و ۵ ثانیه از آن شامل ۱۲۰=۲۴*۵تصویر می شود . لذا اندازه آن KB ۳۶۰۰۰=۱۲۰*۳۰۰یا تقریبا ۳۵MB می شود . همه اینحجم مربوط به پنج ثانیه از ویدیویی ربع صفحه ای می باشد ! .رمز کار ویدیوی دیجیتالاین است که هر تصویر را فشرده می سازد تا این اندازه فایل را پایین بیاورد . همچنینتصاویر متوالی را فشرده می سازد تا معین کند آیا نیاز به ذخیره همه داده ها برایتصویر می باشد یا خیر . اگر یک تصویر ۹۰% با تصویر قبلی یکسان باشد ، تنها ۱۰% کهدر آن اختلاف وجود دارد مورد نیاز می باشد .
این نوع از فشرده سازی را فشرده سازی وابسته به زمان (Temporal) یا فشرده سازی تغییر اختلاف نامیده می شود . این تکنیک به جای خود تصاویر ، تغییراتمیان تصاویر را ضبط می کند . این شیوه برای بعضی موارد خوب عمل می کندهمانند زمانیکه تصویر سر یک انسان در حال صحبت با پس زمینه ایستا دارد . اما این شیوه در حالتیکه یک تصویر مدام در حال جابه جایی و تغییر می باشد ، مناسب نیست .فشرده سازی بهمکان تکنیکی وابسته است که به خود تصاویر نگاه می کند . این روش سعی در تشخیص جریانرنگ ها دارد . به عنوان نمونه ، این تکنیک یک تصویر را از چپ به راست اسکن می کند وسطر هایی از پیکسل هایی را که رنگ یکسانی دارند به عنوان یک قطعه منفرد از دادهتشخیص می دهد .
بنابراین ، تصویری که یک رنگ پس زمینه سفید یکدست دارد ، با بهکار گیری این الگوریتم به خوبی فشرده می شود .

این تکنیکی است که فشرده سازی JPEG بدان عمل می کند .برای اینکهواقعا اندازه ویدیوی دیجیتال را به قدری پایین بیاورید که محسوس باشد باید از فشردهسازی اتلافی (LOSSY) استفاده شود . فشرده سازی اتلافی شامل الگوریتمی می باشد که بهجای این که دقیقا تصویر را همان گونه که هست ارائه دهد ، سعی می کند تا تصاویر راخلاصه کند . استفاده از معدل پیکسل های رنگی همجوار ، استفاده از محاسبات فرمالریاضی برای تخمین نمای تصویر و الگوریتم های دیگری وجود دارد. این گونه فشرده سازیغیر قابل بازگشت بوده و دیگر نخواهید توانست به کیفیت اولیه دست یابید . در فشردهسازی اتلافی می توانید سطح فشرده سازی را تعیین نمایید .در هر حال فشرده سازیاتلافی بیشترین میزان فشرده گی و در عین حال بیشترین میزان اتلاف کیفیت را در برخواهد داشت و لذا باید این بار نیاز میان فضا و کیفیت مبادله کنیم و الگوریتم فشردهسازی مناسب را برگزینیم .
● Codec چیست ؟
یک مثال برای شروع ...شما اگر با تصاویر کامپیوتری برخورد داشتهباشید ، متوجه شده اید که تعداد زیادی پسوند با مشخصات مختلف برای ذخیره یک فایلقابل انتخاب است . اما برای هر منظوری و هر عملکردی یکی از آنها استفاده می شود . برای اینترنت و ایمیل معمولا از فایلهای JPG و GIF و PNG استفاده میشود . اما برایچاپ پسوند های دیگری مانند PSD ، TIFF ، TGA و غیره استفاده بیشتری دارند . علتعمده این تنوع را می توان به ۲ عامل کیفیت و حجم فایل تصویر ذخیره شده مربوط دانست . ناگفته نماند که امکاناتی مانند ذخیره لایه ها ، Alpha ،Transparency و سیستمرنگی تصاویر از تفاوتهای دیگر پسوندها است . برای یک بررسی ساده می توانید از یکفایل نمونه استفاده کنید . اگر فایلی با ابعاد ۸۰۰ در ۶۰۰ پیکسل داشته باشیم که بافرمت رنگی RGB تهیه شده باشد ، ۴۸۰۰۰۰ تعداد پیکسل های آن است و بازاء هر ۳ بایتحجم داده هر پیکسل (هر رنگ از ۳ کانال قرمز ، سبز و آبی تشکیل شده است که هر کانال۲۵۶یا ۲ به توان ۸ درجه رنگی دارد پس ما ۲ به توان ۲۴ یا ۱۶۷۷۷۲۱۶ رنگ خواهیم داشت ) و تعداد پیکسل ها ، حجم فایل باید چیزی بیش از ۳*۴۸۰۰۰۰ یا ۱.۴۴ مگابایت باشد .اما تصاویری که ما با حدود این رزولیشن از اینترنت دریافت میکنیم حجمی حدود ۵۰ تا۱۰۰کیلوبایت دارند . یعنی چیزی حدود یک بیستم حجم اولیه . این یعنی فشرده سازی یا Codec . اما این عمل فشرده سازی معمولا با کاهش کیفیت تصویر ذخیره شده همراه است . برای درک این مطلب کافیست تصویری را Scan کنید و با استفاده از فتوشاپ آنرا به چندفرمت با تغییر مشخصات آنها ذخیره کنید . مثال ساده این تفاوت Range تنظیمات فایل JPG است که از ۱ تا ۱۲ متغییر است ....
● در عمل و برای ویدئو
با توجه به سیستم تصاویر تلویزیونی در ایران و مشخصات سیستم PAL ، ما برای ذخیره هر ثانیه ویدئو مجبور به ذخیره ۲۵ فریم هستیم . اگر با نرم افزارهای ویدئوی کار کرده باشید ، متوجه شده اید که استاندارد ذخیره PAL معمولی با ضریبتناسبات مربع پیکسل ها برای هر فریم اندازه ۷۶۸ * ۵۷۶ پیکسل است . ( در سیستم های DV و کارتهای آنها این اندازه به ۷۲۰*۵۷۶ با نسبت ۱.۰۶۶۶۶۷ برای طول به عرض هرپیکسل تبدیل شده است ...۱.۰۰۶۷ = ۷۲۰ / ۷۶۸ ) این اندازه بازاء ۳ بایت برای هرپیکسل حجم فایلی حدود ۱.۳۲ مگابایت برای هر فریم را نتیجه می دهد . که با در نظرگرفتن ۲۵ فریم برای هر ثانیه ما به فضائی حدود ۳۳.۱۷ مگابایت برای ذخیره هر ثانیهاز ویدئو خود نیاز خواهیم داشت . در سیستم های DV با در نظر گرفتن سیستم PAL DV/D۱این عدد چیزی حدود ۱.۲۴ مگابایت برای فریم و ۳۱.۱ مگابایت برای یک ثانیه خواهد بود . در نگاه اول ساده است اما یک فیلم ساده با این سیستم ذخیره ، برای هر ساعت حدود۱۱۲گیگابایت فضا احتیاج خواهیم داشت ! درحالیکه یک ساعت فیلم با کیفیت VCD حدودا۰.۷گیگابایت فضا می خواهد ... مشکل دوم Play کردن تصاویر بر روی هارددرایوها است ... هارد درایوی که بتواند بدون در نظر گرفتن مکان فایل بر روی آن بیش از ۳۳مگابایت در ثانیه ترانسفر دیتا داشته باشد هارد گران قیمتی محسوب میشود و انواعسیستم های IDE موجود در بازار توان انجام این عمل را ندارند ، نتیجه پرش و Drop در play و Capture است .اگر با معروف ترین فایل ویدئو در Windows که همان فایل باپسوند Avi است برخورد داشته اید ، متوجه شده اید که برای ذخیره ویدئو به این فرمتمجبور به انتخاب یک Compressor هستید . بعضی از این Compressor که بطور معمول در Windows تعریف شده اند عبارتند از : Cinepak Codec ، Intel Indeo ، Intel IYUV، Microsoft Video ۱ ، Microsoft RLE . که هر کدام بسته به توان الگوریتم خود مورداستفاده دارند .
اما اصولا این Compressor ها برای Broadcast کیفیت مناسبیندارند .برای حل این مشکل اصولا هر شرکتی که سیستمهای Capture تولید میکند ، یک Codec یا حتی فایل مخصوص خود را معرفی کرده است . مانند سیستمهای DPS ، FAST و غیره . این سیستمها بسته به توان Compressor خود به User اجازه میدهند که با توجه بهنیاز خود میزان فشرده سازی و در نتیجه حجم و کیفیت فایل را مشخص سازند .برای مثالسیستم DPS Velocity اجازه انتخاب عددی بین ۰.۷ تا ۱۵ مگابایت را میدهد . درضمن اینسیستم اجازه Capture با فرمت Uncompressed را که همان ۳۰ مگابایت بر ثانیه است به User داده است . قیمت و تنوع این نوع کارتها در کنار گسترش سیستم ویدئوی DV و miniDV و استفاده عمومی تر از کارتهای Ilink بر روی سیستمها که ارتباط آسانتری برایانتقال داده های ویدئوی را فراهم ساخت ، موجب شد که استاندارد مشخصی برای این نوعویدئو تعریف شود : Microsoft DV Avi که بطور پیش فرض در سیستمهای XPنصب شده است . این Codec با نسبت تقریبی ۱/۹ نسبت به فایلهای Uncompressed عمل میکند ، یعنی فایلیبا این Compressor بازاء هر ثانیه فضائی حدود ۳.۳ مگابایت را اشغال میکند . شرکتهایدیگر نیز از این الگوریتم تبعیت کرده و با تغییرات جزئی در سیستم فشرده سازی و نهذخیره ، نمونه های خاص خود را ارائه نمودند .
بطور مثال کمپرسورهای DV شرکتهای SoftDV یا MainConcept که درنقاط درجه بندی سفیدی فایل متفاوت ترند . استفاده از این Compressor با توجه بهکیفیت و حجم مناسب آن بهترین و ارزانترین انتخاب خواهد بود .در کنار سیستم فایل AVI ، پسوندهای MOV مربوط به شرکت Apple و نرم افزار QuickTime از دیگر فایلهای مورداستفاده هستند .اما در کنار این دو سیستم در حال حاضر فایلهای mpeg-۱و mpeg-۲یاهمان DVD از محبوب ترین فایلها برای ارائه یک محصول نهائی هستند . vcd در واقع همانفایل mpeg-۱است . فرمت آخری که اخیرا و مخصوصا برای دارندگان کامپیوترها استفادهبیشتری پیدا کرده است همان mpeg-۴یا Divx است . کسانی که با این فایلها برخوردکرده ان متوجه توان بالای این کمپرسور شده اند . ۱ فیلم با کیفیت نسبتا بالا و حجمیک CD !
توسط محمد کریم رضایی
http://honar-computer.blogfa.com
www.pcdoc.blogsky.com