XviD

1
XviD videokodekki
10.02.2006 Petri Hoskonen mediatekniikan
seminaari
2
Esitelmän rakenne

• Mikä on kodekki ?
• MPEG-4 -perusteita
• XviD -kodekin synty
• XviD -kodekista lisää
• XviD -kodekin perusasetukset

3
Mikä on kodekki (codec) ?

• Lyhenne sanasta COder/DECoder.
• Sovellus joka prosessoi lähteen (source) datavuon
  ja muuntaan sen haluttuun datavuo -formaattiin
  (esim. MPEG-4).
• Pakkaus (compress) ja purku (decompress)

4
MPEG-4 perusteita (1/11)

• MPEG-4 poikkeaa suuresti aikaisemmista MPEG-1
  (VCD) ja MPEG-2 (DVD) standardeista.
• Kehysajattelusta on siirrytty oliopohjaiseen
  kuvan ja äänen pakkaukseen.

5
MPEG-4 perusteita (2/11)

• Poistaa materiaalista informaatiota jota ihmisen
  silmä ei pysty erottamaan (vrt. hävittävä
  pakkausmenetelmä).
• Muuttaa pikselidataa vastaavaksi matemaattiseksi
  likiarvoksi.

6
MPEG-4 perusteita (3/11)

• Väriavaruus miten pikselien väri ja kirkkaus on
  esitetty joka kehyksessä (frame).
• Materiaalin alkuperäinen (RGB16, RGB24, RGB32 ja
  YUV, YUY2, YV12, I420) väriavaruus muunnetaan
  YV12 väriavaruudeksi.

7
MPEG-4 perusteita (4/11)

• Y-komponentti edustaa kirkkautta eli luminanssia
  (0-1).
• U- ja V-komponentti väri itsessään (-0.5-0.5).
• Luminanssin arvo tallennetaan jokaiseen pikseliin
  ja väriarvo joka neljänteen pikseliin.

8
MPEG-4 perusteita (5/11)

• Prosessin seuraavassa vaiheessa analysoidaan
  kuinka suuri osa liikkuvasta kuvasta on
  staattista (liikkeen etsimis/tunnistamis
  tekniikka Discrete Cosine Transformation).
• Kodekki jakaa kuvan 8x8 lohkoihin joihon DCT
  suoritetaan. 4 8x8 lohkoa ryhmitetään
  makrolohkoksi (macroblok).
• Makrolohkoille määritetään yksityiskohtaisuutta
  vastaava arvo (high/low).

9
MPEG-4 perusteita (6/11)

• DCT analysoi yksityiskohtaisuutta vastaavat arvot
  ja suorittaa kvantisoinnin (pikselit taajuus
  -arvoiksi).
• Taajuudet laskelmoidaan uudestaan kvantisointi
  matriisilla, mikä kertoo koodekille mitä
  taajuuksia tulee leikata ja milloin.

10
MPEG-4 perusteita (7/11)

• MPEG-4 pakkauksen toimintakaavio

11
MPEG-4 perusteita (8/11)

• MPEG -4 purkamisen toimintakaavio

12
MPEG-4 perusteita (9/11)

• 3 eri kehys- (frame/keyframe) tyyppiä (I, P ja
  B).
• Tyypillinen kehysketju esim. IPPPPPIPPPPPIPPPPP.

13
MPEG-4 perusteita (10/11)

• I-kehys (I-frame/Keyframe)
• Täysi kehys.
• P-kehys (Predicted-frames/Inter-frames)
• Sisältää ainoastaan muuttuvan informaation
  edelliseen kehykseen nähden.
• Kertoo kodekille kaiken seuraavan kehyksen
  muodostamiseen tarvittavan tiedon.

14
MPEG-4 perusteita (11/11)

• B-kehys (Bi-directional predicted frames)
• Viittaa edelliseen ja myös seuraavaan kehykseen,
  jos se ei ole avainkehys.
• Kodekki käyttää hyväkseen edellistä ja/tai
  seuraavaa kehystä tai niiden hybridiä ja valitsee
  toimivimman yhdistelmän.
• Jos kodekki viittaa vain edelliseen kehykseen,
  muutetaan kehys P-kehykseksi.

15
XviDn synty (1/2)

• DivX -) kodekki tunnetaan Jerome Rotan (aka
  gej) kädentyönä.
• Microsoftin WMV (Windows Media Video V3)
  kodekista luotu hakkeroitu laiton versio.
• Tunnetaan parhaiten DivX -) v3.11 alpha
  nimellä.

16
XviDn synty (2/2)

• Projekti OpenDivX (myöhemmin Project Mayo).
• DivXNetworks julkaisi suljetun version kodekista
  nimellä DivX (huom. ei hymiötä) (DivX4, DivX5,
  DivX6).
• Vapaan koodin tukijat jatkoivat kodekin kehitystä
  Project Mayonn projektin parissa.
• XviD syntyi.

17
XviD (1/2)

• Yleisin videoformaatti vertaisverkoissa (P2P)
• Variantteja DivX -) 3.11, DivX4, DivX 5, DivX 6,
  3ivX, Quicktime MPEG-4.
• Alunperin suunniteltu pienille bittivirroille
  (1500kbits/s)

18
XviD (2/2)

• Pakkaa videomateriaalin MPEG-4 -yhteensopivaksi
  datavuoksi (data stream).
• Kodekki itsessään ei pysty videon materiaalin
  pakkaamiseen/purkamiseen.
• Tarvitsee erillisen työkalun jolla data syötetään
  enkooderiin (esim. VirtualDub)

19
VirtualDub (open source)
20
XviD kodekin asetukset (1/6)
21
XviD kodekin asetukset (2/6)

• Profiilit
• Enkoodaus tavat

22
XviD kodekin asetukset (3/6)

• Profiilit
• Vastaa yksinkertaisesti tiettyä MPEG -4
  -standardia jotka on suunnattu eri
  käyttötarkoituksiin.
• Jokaisella profiililla on oma tasonsa joka
  rajoittaa profiilin tiettyyn bittivuo
  skenaarioon.
• Bittivuo skenaario asettaa maksimirajoitteet
  bittivuolle (bitstream), kehysvauhdille
  (framerate) ja kehyskoolle (framesize).

23
XviD kodekin asetukset (4/6)

• Single Pass enkoodaus
• Moodit CBR, Quality, quantizer.
• Analysoi videomateriaalin, jossa tarkistetaan
  jokaisen kehyksen pakkautuvuus -gt enkoodaus.

24
XviD kodekin asetukset (5/6)

• 2-Pass -enkoodaus
• Videomateriaali prosessoidaan kaksi kertaa.
• Ensimmäisellä kerralla materiaali analysoidaan
  ja tulos tallennetaan erilliseen tiedostoon 2
  Pass Control.

25
XviD kodekin asetukset (6/6)

• Materiaalin analyysin tulosta käytetään parhaan
  kvantisaatio-arvon/kehyskoon saavuttamiseen,
  jolla päädytään asetettuun tiedostokokoon.
• Enkoodaus.
• Paras Laatu

26
Yhteenveto XviD -kodekista

• Ajanmyötä kehittynyt erittäin korkeatasoiseksi
  video kodekiksi.
• Erittäin suuri säädettävyys.
• Ohjelmalla kuten DVD2OGM korkeatasoiset tulokset
  helposti.

27
DVD2OGM -käyttöliittymä
28

• Kiitos!