Файлы формата AVS открываются специальными программами. Существует 5 типов форматов AVS, каждый из которых открывается разными программами. Чтобы открыть нужный тип формата, изучите описания файлов и скачайте одну из предложенных программ.
Чем открыть файл в формате AVS
Формат цифрового видео, основанный на технологии Digital Video Interactive (DVI). Позволяет конечным пользователям строить приложения визуализации для решения научных и инженерных проблем. Может создаваться в видео-программе Intel.
Чем открыть файл в формате AVS (Application Visualization System File)
Сценарий, создаваемый для AviSynth — инструмента пост-обработки видео, применяемого в целях редактирования и обработки видео-файлов. Применяется для автоматического выполнения видео-функций, например, обрезки областей, изменения размеров видео-клипа, дублирования, регулировки яркости и т.д.
Чем открыть файл в формате AVS (AviSynth Script File)
Файл настроек, используемый Adobe Photoshop — приложением редактирования изображений. Содержит настройки, которые могут применяться к фотографии. Доступ к нему можно получить, если выбрать следующие опции меню: Image → Adjustments → Variations.
Примечание: некоторые 64-битовые версии Photoshop не включают в себя подменю Variations. Adobe предоставляет загружаемый вручную плагин для решения этого вопроса в некоторых версиях.
Чем открыть файл в формате AVS (Adobe Photoshop Variations File)
Чем открыть файл в формате AVS (Avid Project Preferences File)
Файл конфигурации, используемый Advanced Visualization Studio (AVS) — аудио-визуализатором для Winamp. Содержит настройки для анимации, которые создаются на основе музыки, проигрываемой в Winamp.
Чем открыть файл в формате AVS (AVS Preset File)
Расширение файла AVS
AviSynth Script Format
Что такое файл AVS?
Программы, которые поддерживают AVS расширение файла
Ниже приведена таблица со списком программ, которые поддерживают AVS файлы. Файлы с суффиксом AVS могут быть скопированы на любое мобильное устройство или системную платформу, но может быть невозможно открыть их должным образом в целевой системе.
Программы, обслуживающие файл AVS
Как открыть файл AVS?
Причин, по которым у вас возникают проблемы с открытием файлов AVS в данной системе, может быть несколько. С другой стороны, наиболее часто встречающиеся проблемы, связанные с файлами AviSynth Script Format, не являются сложными. В большинстве случаев они могут быть решены быстро и эффективно без помощи специалиста. Мы подготовили список, который поможет вам решить ваши проблемы с файлами AVS.
Шаг 1. Установите Avisynth программное обеспечение
Наиболее распространенной причиной таких проблем является отсутствие соответствующих приложений, поддерживающих файлы AVS, установленные в системе. Этот легкий. Выберите Avisynth или одну из рекомендованных программ (например, Text editor, Windows Notepad, Nero Multimedia Suite) и загрузите ее из соответствующего источника и установите в своей системе. Полный список программ, сгруппированных по операционным системам, можно найти выше. Если вы хотите загрузить установщик Avisynth наиболее безопасным способом, мы рекомендуем вам посетить сайт Ben Rudiak-Gould and all subsequent developers и загрузить его из официальных репозиториев.
Шаг 2. Убедитесь, что у вас установлена последняя версия Avisynth
Если у вас уже установлен Avisynth в ваших системах и файлы AVS по-прежнему не открываются должным образом, проверьте, установлена ли у вас последняя версия программного обеспечения. Разработчики программного обеспечения могут реализовать поддержку более современных форматов файлов в обновленных версиях своих продуктов. Это может быть одной из причин, по которой AVS файлы не совместимы с Avisynth. Последняя версия Avisynth должна поддерживать все форматы файлов, которые совместимы со старыми версиями программного обеспечения.
Шаг 3. Настройте приложение по умолчанию для открытия AVS файлов на Avisynth
Если проблема не была решена на предыдущем шаге, вам следует связать AVS файлы с последней версией Avisynth, установленной на вашем устройстве. Метод довольно прост и мало меняется в разных операционных системах.
Выбор приложения первого выбора в Windows
Выбор приложения первого выбора в Mac OS
Шаг 4. Проверьте AVS на наличие ошибок
Если проблема по-прежнему возникает после выполнения шагов 1-3, проверьте, является ли файл AVS действительным. Проблемы с открытием файла могут возникнуть по разным причинам.
Если AVS действительно заражен, возможно, вредоносное ПО блокирует его открытие. Рекомендуется как можно скорее сканировать систему на наличие вирусов и вредоносных программ или использовать онлайн-антивирусный сканер. Если сканер обнаружил, что файл AVS небезопасен, действуйте в соответствии с инструкциями антивирусной программы для нейтрализации угрозы.
2. Проверьте, не поврежден ли файл
Вы получили AVS файл от другого человека? Попросите его / ее отправить еще раз. Возможно, файл был ошибочно скопирован, а данные потеряли целостность, что исключает доступ к файлу. При загрузке файла с расширением AVS из Интернета может произойти ошибка, приводящая к неполному файлу. Попробуйте загрузить файл еще раз.
3. Убедитесь, что у вас есть соответствующие права доступа
Иногда для доступа к файлам пользователю необходимы права администратора. Переключитесь на учетную запись с необходимыми привилегиями и попробуйте снова открыть файл AviSynth Script Format.
4. Убедитесь, что ваше устройство соответствует требованиям для возможности открытия Avisynth
Операционные системы могут иметь достаточно свободных ресурсов для запуска приложения, поддерживающего файлы AVS. Закройте все работающие программы и попробуйте открыть файл AVS.
5. Проверьте, есть ли у вас последние обновления операционной системы и драйверов
Современная система и драйверы не только делают ваш компьютер более безопасным, но также могут решить проблемы с файлом AviSynth Script Format. Возможно, файлы AVS работают правильно с обновленным программным обеспечением, которое устраняет некоторые системные ошибки.
Расширение файла AVC
MPEG-4 AVC Advanced Video Coding Movie Format
Что такое файл AVC?
Расширение файла AVC используется стандартными средствами кодирования MPEG-4 AVC Advanced Video Coding в медиафайлах с высоким разрешением. AVC файлы хранят видео данные. Мультимедийные контейнеры, такие как m2ts или mts, обычно содержат видеоданные AVC.
Преимущества стандарта AVC
Стандарт MPEG-4 AVC обеспечивает более высокую степень сжатия и качество изображения, сохраняя при этом более низкие требования к полосе пропускания, чем его предшественники (MPEG-2, H.263 и т. Д.). Стандарт AVC считается универсальным, поскольку он может легко поддерживаться различными приложениями, системами и технологиями, включая DVD, Blu-ray, HD DVD, цифровую потоковую передачу, VOIP и многие другие.
Программы, которые поддерживают AVC расширение файла
Следующий список содержит программы, сгруппированные по 2 операционным системам, которые поддерживают AVC файлы. AVC файлы можно встретить на всех системных платформах, включая мобильные, но нет гарантии, что каждый из них будет должным образом поддерживать такие файлы.
Программы, обслуживающие файл AVC
Как открыть файл AVC?
Причин, по которым у вас возникают проблемы с открытием файлов AVC в данной системе, может быть несколько. Что важно, все распространенные проблемы, связанные с файлами с расширением AVC, могут решать сами пользователи. Процесс быстрый и не требует участия ИТ-специалиста. Приведенный ниже список проведет вас через процесс решения возникшей проблемы.
Шаг 1. Скачайте и установите Windows Media Player
Проблемы с открытием и работой с файлами AVC, скорее всего, связаны с отсутствием надлежащего программного обеспечения, совместимого с файлами AVC на вашем компьютере. Этот легкий. Выберите Windows Media Player или одну из рекомендованных программ (например, VLC media player, Freemake Video Converter, Elecard AVC HD Player) и загрузите ее из соответствующего источника и установите в своей системе. Полный список программ, сгруппированных по операционным системам, можно найти выше. Одним из наиболее безопасных способов загрузки программного обеспечения является использование ссылок официальных дистрибьюторов. Посетите сайт Windows Media Player и загрузите установщик.
Шаг 2. Проверьте версию Windows Media Player и обновите при необходимости
Если проблемы с открытием файлов AVC по-прежнему возникают даже после установки Windows Media Player, возможно, у вас устаревшая версия программного обеспечения. Проверьте веб-сайт разработчика, доступна ли более новая версия Windows Media Player. Может также случиться, что создатели программного обеспечения, обновляя свои приложения, добавляют совместимость с другими, более новыми форматами файлов. Если у вас установлена более старая версия Windows Media Player, она может не поддерживать формат AVC. Самая последняя версия Windows Media Player обратно совместима и может работать с форматами файлов, поддерживаемыми более старыми версиями программного обеспечения.
Шаг 3. Назначьте Windows Media Player для AVC файлов
Если проблема не была решена на предыдущем шаге, вам следует связать AVC файлы с последней версией Windows Media Player, установленной на вашем устройстве. Процесс связывания форматов файлов с приложением по умолчанию может отличаться в деталях в зависимости от платформы, но основная процедура очень похожа.
Изменить приложение по умолчанию в Windows
Изменить приложение по умолчанию в Mac OS
Шаг 4. Проверьте AVC на наличие ошибок
Если вы выполнили инструкции из предыдущих шагов, но проблема все еще не решена, вам следует проверить файл AVC, о котором идет речь. Проблемы с открытием файла могут возникнуть по разным причинам.
1. Проверьте AVC файл на наличие вирусов или вредоносных программ.
Если случится так, что AVC инфицирован вирусом, это может быть причиной, которая мешает вам получить к нему доступ. Немедленно просканируйте файл с помощью антивирусного инструмента или просмотрите всю систему, чтобы убедиться, что вся система безопасна. Если файл AVC действительно заражен, следуйте инструкциям ниже.
2. Убедитесь, что структура файла AVC не повреждена
Вы получили AVC файл от другого человека? Попросите его / ее отправить еще раз. В процессе копирования файла могут возникнуть ошибки, делающие файл неполным или поврежденным. Это может быть источником проблем с файлом. При загрузке файла с расширением AVC из Интернета может произойти ошибка, приводящая к неполному файлу. Попробуйте загрузить файл еще раз.
3. Проверьте, есть ли у пользователя, вошедшего в систему, права администратора.
Иногда для доступа к файлам пользователю необходимы права администратора. Переключитесь на учетную запись с необходимыми привилегиями и попробуйте снова открыть файл MPEG-4 AVC Advanced Video Coding Movie Format.
4. Проверьте, может ли ваша система обрабатывать Windows Media Player
Если система перегружена, она может не справиться с программой, которую вы используете для открытия файлов с расширением AVC. В этом случае закройте другие приложения.
5. Убедитесь, что у вас установлены последние версии драйверов, системных обновлений и исправлений
Регулярно обновляемая система, драйверы и программы обеспечивают безопасность вашего компьютера. Это также может предотвратить проблемы с файлами MPEG-4 AVC Advanced Video Coding Movie Format. Возможно, файлы AVC работают правильно с обновленным программным обеспечением, которое устраняет некоторые системные ошибки.
Avs формат что это
H.264, MPEG-4 Part 10 или AVC (Advanced Video Coding) — стандарт сжатия видео, предназначенный для достижения высокой степени сжатия видеопотока при сохранении высокого качества.
Содержание
О стандарте
Он был создан ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) совместно с IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) в рамках совместной программы Joint Video Team (JVT).
Стандарты ITU-T H.264 и ISO/IEC 2003 года.
Используется в цифровом телевидении высокого разрешения (HDTV) и как основной кодек для видеозаписей Министерством обороны США, компанией Apple (в том числе видеороликов плееров
Возможности
Стандарт H.264 / AVC / MPEG-4 Part 10 содержит ряд новых возможностей, позволяющих значительно повысить эффективность сжатия видео по сравнению с предыдущими (такими, как ASP) стандартами, обеспечивая также большую гибкость применения в разнообразных сетевых средах. Основные из них:
Благодаря ASO, так как каждая часть изображения может быть декодирована независимо от других (при определённых ограничениях кодирования), новый стандарт позволяет посылать и получать их в произвольном порядке друг относительно друга. Это может снизить задержку в приложениях реального времени, особенно при использовании на сетях, имеющих режим работы доставка вне очереди Эти функции могут также использоваться для множества других целей помимо восстановления ошибок.
Недостатки
Как работает видеокодек. Часть 2. Что, для чего, как
Первая часть: Основы работы с видео и изображениями
Что? Видеокодек — это часть программного/аппаратного обеспечения, сжимающая и/или распаковывающая цифровое видео.
Для чего? Невзирая на определённые ограничения как по пропускной способности так
и по количеству места для хранения данных, рынок требует всё более качественного видео. Припоминаете, как в прошлом посте мы подсчитали необходимый минимум для 30 кадров в секунду, 24 бита на пиксель, с разрешение 480×240? Получили 82,944 Мбит/с без сжатия. Сжатие — это пока единственный способ вообще передавать HD/FullHD/4K на телевизионные экраны и в Интернет. Как это достигается? Сейчас кратко рассмотрим основные методы.
Перевод сделан при поддержке компании EDISON Software.
Кодек vs Контейнер
Распространенная ошибка новичков — путать кодек цифрового видео и контейнер цифрового видео. Контейнер это некий формат. Обёртка, содержащая метаданные видео (и, возможно, аудио). Сжатое видео можно рассматривать как полезную нагрузку контейнера.
Обычно расширение видеофайла указывает на разновидность контейнера. Например, файл video.mp4, вероятно всего, является контейнером MPEG-4 Part 14, а файл с именем video.mkv — это, скорее всего, матрёшка. Чтобы быть полностью уверенным в кодеке и формате контейнера, можно воспользоваться FFmpeg или MediaInfo.
Немного истории
Прежде чем перейдем к Как?, давайте слегка погрузимся в историю, чтобы немного лучше понимать некоторые старые кодеки.
Видеокодек H.261 появился в 1990 году (технически — в 1988) и был создан для работы со скоростью передачи данных 64 Кбит/с. В нём уже использовались такие идеи, как цветовая субдискретизация, макроблоки и т.п. В 1995 году был опубликован стандарт видеокодека H.263, который развивался до 2001 года.
В 2003 году была завершена первая версия H.264/AVC. В том же году компания «TrueMotion» выпустила свой бесплатный видеокодек, сжимающий видео с потерями под названием VP3. В 2008 году Google купил эту компанию, выпустив VP8 в том же году. В декабре 2012 года Google выпустил VP9, и он поддерживается примерно на ¾ рынка браузеров (включая мобильные устройства).
AV1 — это новый бесплатный видеокодек с открытым исходным кодом, разработанный Альянсом за открытые медиа (AOMedia), в состав которого входят известнейшие компании, как-то: Google, Mozilla, Microsoft, Amazon, Netflix, AMD, ARM, NVidia, Intel и Cisco. Первая версия кодека 0.1.0 была опубликована 7 апреля 2016 года.
Рождение AV1
В начале 2015 года Google работал над VP10, Xiph (который принадлежит Mozilla) работал над Daala, а Cisco сделала свой бесплатный видеокодек под названием Thor.
Затем MPEG LA сначала объявила годовые лимиты для HEVC (H.265) и плату, в 8 раз выше, чем за H.264, но вскоре они снова изменили правила:
без годового лимита,
плата за контент (0,5% от выручки) и
плата за единицу продукции примерно в 10 раз выше, чем за H.264.
Альянс за открытые медиа был создан компаниями из разных сфер: производителями оборудования (Intel, AMD, ARM, Nvidia, Cisco), поставщиками контента (Google, Netflix, Amazon), создателями браузеров (Google, Mozilla) и другими.
У компаний была общая цель — видеокодек без лицензионных отчислений. Затем появляется AV1 с гораздо более простой патентной лицензией. Тимоти Б. Терриберри сделал сногсшибательную презентацию, ставшей источником текущей концепции AV1 и её модели лицензии.
Вы будете удивлены, узнав, что можно анализировать кодек AV1 через браузер (заинтересовавшиеся могут перейти по адресу aomanalyzer.org).
Универсальный кодек
Разберём основные механизмы, лежащие в основе универсального видеокодека. Большинство из этих концепций полезны и используются в современных кодеках, таких как VP9, AV1 и HEVC. Предупреждаю, что многие объясняемые вещи будут упрощены. Иногда будут использоваться реальные примеры (как в случае с H.264) для демонстрации технологий.
1-й шаг — разбиение изображения
Первым шагом является разделение кадра на несколько разделов, подразделов и далее.
Для чего? Есть множество причин. Когда дробим картинку, можно точнее прогнозировать вектор движения, используя небольшие разделы для маленьких движущихся частей. В то время как для статического фона можно ограничиться и более крупными разделами.
Обычно кодеки организуют эти разделы в секции (или фрагменты), макроблоки (или блоки дерева кодирования) и множество подразделов. Максимальный размер этих разделов варьируется, HEVC устанавливает 64×64, в то время как AVC использует 16×16, а подразделы могут дробиться до размеров 4×4.
Припоминаете разновидности кадров из прошлой статьи?! Это же можно применить и к блокам, так что, у нас могут быть I-фрагмент, B-блок, P-макроблок и т.п.
Для желающих попрактиковаться — посмотрите как изображение разобъётся на разделы и подразделы. Для этого можно воспользоваться уже упоминаемой в прошлой статье Intel Video Pro Analyzer (тот, что платный, но с бесплатный пробной версией, имеющей ограничение на первые 10 кадров). Здесь проанализированы разделы VP9:
2-й шаг — прогнозирование
Как только у нас появились разделы, мы можем составлять астрологические прогнозы по ним. Для INTER-прогнозирования необходимо передать векторы движения и остаток, а для INTRA-прогнозирования передаётся направление прогноза и остаток.
3-й шаг — преобразование
После того, как получим остаточный блок (предсказанный раздел → реальный раздел), возможно преобразовать его таким образом, чтобы знать, какие пиксели можно отбросить, сохраняя при этом общее качество. Есть некоторые преобразования, обеспечивающие точное поведение.
Хотя есть и другие методы, рассмотрим более подробно дискретное косинусное преобразование (DCT — от discrete cosine transform). Основные функции DCT:
Не переживайте, если не поняли преимуществ каждого пункта. Сейчас на конкретных примерах убедимся в их реальной ценности.
Давайте возьмем такой блок пикселей 8×8:
Этот блок рендерится в следующее изображение 8 на 8 пискелей:
Применим DCT к этому блоку пикселей и получаем блок коэффициентов размером 8×8:
И если отрендерим этот блок коэффициентов, получим такое изображение:
Как видим, это не похоже на исходное изображение. Можно заметить, что первый коэффициент сильно отличается от всех остальных. Этот первый коэффициент известен как DC-коэффициент, представляющий все выборки во входном массиве, нечто похожее на среднее значение.
У этого блока коэффициентов есть интересное свойство: он отделяет высокочастотные компоненты от низкочастотных.
В изображении большая часть мощности сконцентрирована на более низких частотах, поэтому, если преобразовать изображение в его частотные компоненты и отбросить более высокие частотные коэффициенты, можно уменьшить количество данных, необходимых для описания изображения, не слишком жертвуя качеством картинки.
Частота означает, насколько быстро меняется сигнал.
Давайте попробуем применить знания, полученные в тестовом примере, преобразовав исходное изображение в его частоту (блок коэффициентов), используя DCT, а затем отбросив часть наименее важных коэффициентов.
Сначала конвертируем его в частотную область.
Далее отбрасываем часть (67%) коэффициентов, в основном нижнюю правую часть.
Наконец, восстанавливаем изображение из этого отброшенного блока коэффициентов (помните, оно должно быть обратимым) и сравниваем с оригиналом.
Видим, что оно напоминает исходное изображение, но есть много отличий от оригинала. Мы выбросили 67,1875% и все же получили что-то, напоминающее первоисточник. Можно было более продуманно отбросить коэффициенты, чтобы получить изображение ещё лучшего качества, но это уже следующая тема.
Каждый коэффициент формируется с использованием всех пикселей
Важно: каждый коэффициент напрямую не отображается на один пиксель, а представляет собой взвешенную сумму всех пикселей. Этот удивительный график показывает, как рассчитывается первый и второй коэффициент с использованием весов, уникальных для каждого индекса.
Вы также можете попытаться визуализировать DCT, взглянув на простое формирование изображения на его основе. Например, вот символ A, формируемый с использованием каждого веса коэффициента:
4-й шаг — квантование
После того как на предыдущем шаге выбрасываем некоторые коэффициенты, на последнем шаге (преобразование), производим особую форму квантования. На этом этапе допустимо терять информацию. Или, проще говоря, будем квантовать коэффициенты для достижения сжатия.
Как можно квантовать блок коэффициентов? Одним из самых простых методов будет равномерное квантование, когда берём блок, делим его на одно значение (на 10) и округляем то что получилось.
Можем ли обратить этот блок коэффициентов? Да, можем, умножив на то же значение, на которые делили.
Этот подход не самый лучший, поскольку он не учитывает важность каждого коэффициента. Можно было бы использовать матрицу квантователей вместо одного значения, а эта матрица может использовать свойство DCT, квантуя большинство нижних правых и меньшинство верхних левых.
5 шаг — энтропийное кодирование
После того, как мы квантовали данные (блоки изображений, фрагменты, кадры), все еще можем сжимать их без потерь. Существует много алгоритмических способов сжатия данных. Мы собираемся кратко познакомиться с некоторыми из них, для более глубокого понимания вы можете прочитать книгу «Разбираемся со сжатием: сжатие данных для современных разработчиков» («Understanding Compression: Data Compression for Modern Developers»).
Кодирование видео с помощью VLC
Сжимаем поток, предполагая, что в итоге потратим 8 бит на каждый символ. Без сжатия на символ понадобилось бы 24 бита. Если каждый символ заменять на его код, то получается экономия!
Первый шаг заключается в кодировании символа e, который равен 10, а второй символ — это a, который добавляется (не математическим способом): [10] [0], и, наконец, третий символ t, который делает наш финальный сжатый битовый поток равным [10] [0] [1110] или же 1001110, для чего требуется всего 7 бит (в 3,4 раза меньше места, чем в оригинале).
Обратите внимание, что каждый код должен быть уникальным кодом с префиксом. Алгоритм Хаффмана поможет найти эти цифры. Хотя данный способ не без изъянов, существуют видеокодеки, которые всё ещё предлагают этот алгоритмический метод для сжатия.
И кодер, и декодер должны иметь доступ к таблице символов со своими бинарными кодами. Поэтому также необходимо отправить во входных данных и таблицу.
Арифметическое кодирование
С этой таблицей построим диапазоны, содержащие все возможные символы, отсортированные по наибольшему количеству.
Теперь давайте закодируем поток из трёх символов: eat.
Сначала выбираем первый символ e, который находится в поддиапазоне от 0,3 до 0,6 (не включая). Берём этот поддиапазон и снова делим его в тех же пропорциях, что и ранее, но уже для этого нового диапазона.
Давайте продолжим кодировать наш поток eat. Теперь берём второй символ a, который находится в новом поддиапазоне от 0,3 до 0,39, а затем берём наш последний символ t и, повторяя тот же процесс снова, получаем последний поддиапазон от 0,354 до 0,372.
Нам просто нужно выбрать число в последнем поддиапазоне от 0,354 до 0,372. Давайте выберем 0,36 (но можно выбрать и любое другое число в этом поддиапазоне). Только с этим числом сможем восстановить наш оригинальный поток. Это как если бы мы рисовали линию в пределах диапазонов для кодирования нашего потока.
Обратная операция (то бишь декодирование) так же проста: с нашим числом 0,36 и нашим исходным диапазоном можем запустить тот же процесс. Но теперь, используя это число, выявляем поток, закодированный с помощью этого числа.
С первым диапазоном замечаем, что наше число соответствует срезу, следовательно, это наш первый символ. Теперь снова разделяем этот поддиапазон, выполняя тот же процесс, что и раньше. Тут можно заметить, что 0,36 соответствует символу a, и после повторения процесса мы пришли к последнему символу t (формируя наш исходный кодированный поток eat).
И для кодера и для декодера должна быть в наличии таблица вероятностей символов, поэтому необходимо во входных данных отправить и её.
Довольно элегантно, не так ли? Кто-то, придумавший это решение, был чертовски умён. Некоторые видеокодеки используют эту технику (или, во всяком случае, предлагают её в качестве опции).
Идея состоит в том, чтобы сжать без потерь квантованный битовый поток. Наверняка в этой статье отсутствуют тонны деталей, причин, компромиссов и т.д. Но вы, если являетесь разработчиком, должны знать больше. Новые кодеки пытаются использовать разные алгоритмы энтропийного кодирования, такие как ANS.
6 шаг — формат битового потока
После того, как сделали всё это, осталось распаковать сжатые кадры в контексте выполненных шагов. Необходимо явно информировать декодер о решениях, принятых кодером. Декодеру должна быть предоставлена вся необходимая информация: битовая глубина, цветовое пространство, разрешение, информация о прогнозах (векторы движения, направленное INTER-прогнозирование), профиль, уровень, частота кадров, тип кадра, номер кадра и многое другое.
Мы поверхностно ознакомимся с битовым потоком H.264. Нашим первым шагом является создание минимального битового потока H.264 (FFmpeg по умолчанию добавляет все параметры кодирования, такие как SEI NAL — чуть дальше узнаем, что это такое). Можем сделать это, используя наш собственный репозиторий и FFmpeg.
Данная команда сгенерирует необработанный битовый поток H.264 с одним кадром, разрешением 64×64, с цветовым пространством YUV420. При этом используется в качестве кадра следующее изображение.
Битовый поток H.264
Стандарт AVC (H.264) определяет, что информация будет отправляться в макрокадрах (в понимании сети), называемых NAL (это такой уровень абстракции сети). Основной целью NAL является предоставление «дружественного к сети» представления видео. Этот стандарт должен работать на телевизорах (на основе потоков), в Интернете (на основе пакетов).
Существует маркер синхронизации для определения границ элементов NAL. Каждый маркер синхронизации содержит значение за исключением самого первого, который равен Если запустим hexdump для сгенерированного битового потока H.264, то идентифицируем по крайней мере три паттерна NAL в начале файла.
Как говорилось, декодер должен знать не только данные изображения, но также и детали видео, кадра, цвета, используемые параметры и многое другое. Первый байт каждого NAL определяет его категорию и тип.
| Идентификатор типа NAL | Описание |
|---|---|
| 0 | Неизвестный тип |
| 1 | Кодированный фрагмент изображения без IDR |
| 2 | Кодированный раздел данных среза A |
| 3 | Кодированный раздел данных среза B |
| 4 | Кодированный раздел данных среза C |
| 5 | Кодированный IDR-фрагмент IDR-изображения |
| 6 | Дополнительная информация о расширении SEI |
| 7 | Набор параметров SPS-последовательности |
| 8 | Набор параметров PPS-изображения |
| 9 | Разделитель доступа |
| 10 | Конец последовательности |
| 11 | Конец потока |
| . | . |
Обычно первым NAL битового потока является SPS. Этот тип NAL отвечает за информирование об общих переменных кодирования, таких как профиль, уровень, разрешение и прочее.
Если пропустить первый маркер синхронизации, то можем декодировать первый байт, чтобы узнать, какой тип NAL является первым.
Например, первый байт после маркера синхронизации равен 01100111, где первый бит (0) находится в поле forbidden_zero_bit. Следующие 2 бита (11) сообщает нам поле nal_ref_idc, которое указывает, является ли этот NAL ссылочным полем или нет. И остальные 5 бит (00111) сообщает нам поле nal_unit_type, в данном случае это блок SPS (7) NAL.
Второй байт (binary=01100100, hex=0x64, dec=100) в SPS NAL — это поле profile_idc, которое показывает профиль, который использовал кодер. В данном случае использовался ограниченный высокий профиль (т.е. высокий профиль без поддержки двунаправленного B-сегмента).
Если ознакомиться со спецификацией битового потока H.264 для SPS NAL, то обнаружим много значений для имени параметра, категории и описания. Например, давайте посмотрим на поля pic_width_in_mbs_minus_1 и pic_height_in_map_units_minus_1.
| Название параметра | Категория | Описание |
|---|---|---|
| pic_width_in_mbs_minus_1 | 0 | ue(v) |
| pic_height_in_map_units_minus_1 | 0 | ue(v) |
Если продолжить проверку нашего созданного видео в двоичном виде (например: ), то можно перейти к последнему NAL, который является самим кадром.
Здесь видим его первые 6 байтовых значений: 01100101 10001000 10000100 00000000 00100001 11111111. Поскольку известно, что первый байт указывает на тип NAL, в данном случае (00101) это IDR фрагмент (5), и тогда получится дополнительно исследовать его:
Используя информацию спецификации, получится декодировать тип фрагмента (slice_type) и номер кадра (frame_num) среди других важных полей.
Чтобы получить значения некоторых полей (ue(v), me(v), se(v) или te(v)), нам нужно декодировать фрагмент, используя специальный декодер, основанный на экспоненциальном коде Голомба. Этот метод очень эффективен для кодирования значений переменных, особенно, когда если есть много значений по умолчанию.
Значения slice_type и frame_num этого видео равны 7 (I-фрагмент) и 0 (первый кадр).
Битовый поток можно рассматривать как протокол. Если желаете узнать больше о битовом потоке, стоит обратиться к спецификации ITU H.264. Вот макросхема, показывающая, где находятся данные изображения (YUV в сжатом виде).
Можно исследовать и другие битовые потоки, такие как VP9, H.265 (HEVC) или даже наш новый лучший битовый поток AV1. Все ли они похожи? Нет, но разобравшись хотя бы с одним — гораздо проще понять остальные.
Хотите попрактиковаться? Исследуйте поток битов H.264
Можно сгенерировать однокадровое видео и использовать MediaInfo для исследования потока битов H.264. Фактически, ничто не мешает даже поглядеть исходный код, который анализирует поток битов H.264 (AVC).
Для практики можно использовать Intel Video Pro Analyzer (я уже вроде говорил, что программа платная, но есть бесплатная пробная версия, с ограничением на 10 кадров?).
Обзор
Отметим, что многие современные кодеки используют ту же самую модель, которую только что изучили. Вот, давайте взглянем на блок-схему видеокодека Thor. Она содержит все шаги, нами пройденные. Весь смысл этой заметки в том, чтобы вы, по крайней мере, лучше понимали инновации и документацию из этой области.
Ранее рассчитали, что потребуется 139 Гб дискового пространства для хранения видеофайла длительностью один час при качестве 720p и 30 fps. Если использовать методы, которые разобрали в этой статье (межкадровые и внутренние прогнозы, преобразование, квантование, энтропийное кодирование и т.п.), то можно достичь (исходя из того, что тратим 0,031 бит на пиксель), видео вполне удовлетворительного качества, занимающее всего 367,82 Мб, а не 139 Гб памяти.
Как H.265 достигает лучшей степени сжатия, чем H.264?
Теперь, когда известно больше о том, как работают кодеки, проще разбираться, как новые кодеки способны обеспечивать более высокое разрешение с меньшим количеством битов.
Если сравнивать AVC и HEVC, стоит не забывать, что это почти всегда выбор между большей нагрузкой на CPU и степенью сжатия.
HEVC имеет больше вариантов разделов (и подразделов), чем AVC, больше направлений внутреннего прогнозирования, улучшенное энтропийное кодирование и многое другое. Все эти улучшения сделали H.265 способным сжимать на 50% больше, чем H.264.
