Codec video

Da Skypedia.

Un codec video non è altro che un software atto ad interpretare un algoritmo di codifica e decodifica (da qui appunto la parola CoDec) che serve a comprimere un flusso video. Usiamo un determinato algoritmo di decodifica quando vogliamo comprimere e conseguentemente decomprimere un video che altrimenti risulterebbe troppo pesante in termini di spazio in Byte da esso occupato.


Standard di compressione

Bitrate dei principali formati video
Vi sono diversi algoritmi (e relativi codec) che vengono applicati in diverse situazioni in ragione alle loro caratteristiche, alla loro versatilità e alla loro storia. Bisogna sempre ricordare che il nostro lettore video dovrà poi richiamare il codec corretto per consentirci di visualizzare correttamente il flusso video. Normalmente le caratteristiche del codec dipendono dal bitrate che può essere visto come indice della qualità di compressione; maggiore sarà il numero di bit per secondo R e migliore risulterà la qualità audio-video. Questo non è vero in assoluto ma è comunque un indice della quantità di informazione che viene trasmessa come flusso video.

H.261

È un formato creato nel 1990 come standard di codifica per trasmissioni che dovevano viaggiare su ISDN (64 Kb/s) e che può operare dai 40 Kb/s ai 2 Mb/s. Come gli altri standard "H" è stato sviluppato dalla International Telecommunication Union (ITU).

MPEG-1 Part 2

È un altro formato storico sviluppato dal Movie Picture Experts Group, da cui deriva il nome del formato di codifica. Nacque nel 1991 e fu concepito per generare un video compresso a 1.5 Mb/s [1] utile alla transcodifica da VHS al video CD.

MPEG-2 Part 2

Con questo formato (conosciuto anche come H.262) video si raggiunse, nel 1994, una qualità video accettabile. MPEG-2 è un'estensione del formato MPEG-1. Questo formato offre una migliore risoluzione e un maggiore bit-rate (3-15 Mb/s per lo standard e 15-30 Mb/s per l'HD [2]). Viene utilizzato ancora oggi per il formato DVD, ma sta lentamente venendo soppiantato dal più moderno e performante MPEG-4.

H.263

Un formato video per l'invio di flussi video su connessioni lente con banda-limitata. Viene normalmente utilizzando nelle connessioni di telefonia mobile come GSM e WCDMA.

MPEG-4

Questo è il formato del momento e serve una più ampia fascia di esigenze per la codifica e la distribuzione dei flussi video rispetto al formato MPEG-2, rispetto al quale riesce ad avere una compressione circa tre volte maggiore con la stessa qualità. Per ridurre la dimensione del formato compresso alcune informazioni presenti nel flusso MPEG-2 vengono praticamente eliminate seguendo un modello che prevede una elisione:

  • i dati ripetuti nello stesso frame vengono "accorpati". Ciò è dettato dal fatto che in un fotogramma pixel vicini hanno caratteristiche di luminosità e colore simili. Il compressore sintetizzerà, quindi, queste informazioni eliminando la ridondanza spaziale.
  • i dati ripetuti in fotogrammi adiacenti vengono analizzati per trovare le parti simili. Nei frame che si susseguono c’è una buona possibilità di trovare zone d’immagine con colori e luminosità simili (o uguali), per cui il compressore video accorperà questi dati, eliminando la ridondanza temporale. Ciò non avviene, ad esempio, in scene che cambiano velocemente come nei film d'azione.
  • i dati di componenti del filmato non percepibili dall’occhio umano. Si estrarranno i valori di colore e luminosità dell’immagine (che viene elaborata scomponendola in piccoli blocchi quadrati di pixel, solitamente 16x16 o 8x8) che poi vengono convertiti nei corrispondenti valori di frequenza video attraverso una funzione matematica, la DTC (quella inversa è detta iDTC). Poiché non sono percepibili generalmente le alte frequenze nelle scene animate, queste possono essere eliminate attraverso la quantizzazione. Una maggiore quantizzazione causerà una maggiore perdita di informazioni ed una peggiore qualità.

Lo standard MPEG-4 serve sia per le connessioni lente con i cellulari, che per i formati di alta qualità come il Blu-ray. Questo formato di compressione si divide in due parti: Part 2 e Part 10 (conosciuta anche come H.264 o AVC). Anche se esse fanno parte dello standard di compressione MPEG-4 è come se fossero due formati di codifica completamente differenti. Bisogna comunque dire che questa codifica risulta superiore all'MPEG-2 per dimensioni per per qualità e che rimane sempre un formato di compressione con perdita, proprio per quanto detto sopra.

MPEG-4 Part 2

Basta semplicemente aprire un file video compresso con XviD o DivX per essere di fronte ad un MPEG-4 Part 2. Questo formato si compone di due "profili":

  • Simple profile: per i flussi a basso bit-rate;
  • Advanced Simple Profile: il formato usato dai codec XviD, DivX e 3-ivx, che sono essenzialmente formati che implementano il Part 2 in modo differente.

MPEG-4 Part 10 / H.264 / AVC

È comunemente conosciuto come H.264 e risulta più efficiente del Part 2, riuscendo a comprimere un filmato nella metà dello spazio con la stessa qualità. Sta venendo sempre più utilizzato ed è ormai parte integrante delle specifiche dei formati HD DVD e Blu-ray. Esso è supportato praticamente da qualsiasi video player. [3]

VC-1

È l'H.264 di Microsoft, che nasce con il formato WMV9 per essere poi venduto alle industrie cinematografiche e diventare parte integrante degli standard commerciali e industriali. Questo tipo di codifica viene utilizzato per l'Xbox 360 ed entra nelle specifiche HD DVD e Blu-ray.


Contenitori e wrapper

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I formati di compressione, come avrete di certo osservato, non corrispondono ai formati dei file. Normalmente noi siamo abituati a maneggiare file AVI, MOV ed MPG, ma non coi formati di compressione. Ciò è dovuto al fatto che noi in verità utilizziamo dei contenitori multimediali che contengono anche il flusso audio, con relativa compressione, e altre utili informazioni e dati legati al video, come ad esempio i menu di navigazioni o i sottotitoli.

I contenitori principali sono:

  • AVI (Audio Video Interleave) è un formato standard di Windows
  • MPEG-4 Part 14 (conosciuto come .mp4) è il contenitore standard per l'MPEG-4
  • FLV (Flash Video) è il formato utilizzato per distribuire i video MPEG da visualizzare con i lettori Flash
  • MOV è il container di Apple QuickTime
  • OGG, OGM e OGV sono contenitori con standard di formato libero [4]
  • MKV (Mastroska) con estensioni .mkv e .mka è un altro formato per i contenitori video che risulta versatile e performante
  • VOB che sta per DVD Video Object ed è il formato standard per i contenuti DVD.
  • ASF è un formato Microsoft progettato per i file WMV e WMA e può avere estensioni .wmv o .asf

Risorse