torstai 21. tammikuuta 2016

AAPUUVA! Kuvanpakkaus vie tikkaukset Jamesin taskuista

Vihdoinkin aihe, joka sopii blogin nimeen. Pureudumme tällä kertaa hyvänlaatuisen kuvan harhaan.

Tänäpäivänä videokuvaan kohdistuu tiettyjä voimakkaita vaatimuksia. Sen pitää sävähdyttää hienoilla efekteillä, mutta samanaikaisesti sen on mahduttava pieneen tilaan. Tämä johtaa aika erikoiseen lopputulokseen.

En nyt halua mennä teknisiin yksityiskohtiin (paitsi ehkä parissa viimeisessä kappaleessa), vaan haluan tarkastella tilannetta sellaisena kuin se on käytännössä esittäytyy. Aihe on niin monimutkainen, että kaikenkattavaa selostusta ei voi yhdessä postauksessa antaa. Seuraavassa kuitenkin jonkinlaisia esimerkkejä kuvan pakkaamisesta aiheutuvista ongelmista.

DVD vuodelta 2005, julkaissut EMI ja SubTV
 
Tavallinen digi-TV, n. 4000 kbs, MTV3 29.12.2015

Youtube, 720p, 1600 kbs, "julkaistu 24.2.2013"


DVD vuodelta 2005, julkaissut EMI ja SubTV


Tavallinen digi-tv, MTV3 29.12.2015

Youtube, 720p, "julkaistu 24.2.2013"


DVD-versiossa on selvästi kohinaa, joka on hävinnyt Youtuben versiosta. Youtube-kuva vaikuttaa ensinäkemältä jopa laadukkaammalta, ellei joukko yksityiskohtia olisi kadonnut. Tässä tapauksessa taskun kaksoistikkaus on pudonnut pois.

Tämä on tyypillinen esimerkki tiukasta MPEG-4-pakkauksesta, joka on yleistä Youtubessa. Minulle heräsi myös epäilys siitä, että televisiossa lähetetty versio olisi kokenut lievän MPEG-4-käsittelyn. Se on voinut tapahtua varastoidessa ohjelmaa, tai sitten lähettäessä se Digitalle lopullista MPEG-2 jakelua varten.

DVB-T-nauhoite TV2, 2015.

Sama TV-nauhoite pakattuna XviD-muotoon
Vertaisverkossa kiertävä Xvid-versio.
Tämän Kummeli-elokuvan pakkaamisessa retrotapetin rosoisuus on jäänyt pois. Tapetti on osa lavastetta, ja pelkkä tasainen seinä antaa studiomaisen vaikutelman. Ilman vertailukuvaa muutosta ei huomaa, ja kuva näyttää yhtä laadukkaalta.

TV1,dvb-t-lähetys
Areenan tallenne, "HD"



Tässä HD-tasoiseksi merkitty tallenne Yle Areenassa näyttää selvästi sumeammalta kuin TV:ssä esitetty.

Vasemmalla DVD ja oikealla MP4-tiedosto TV-kaistasta (n. 1500 kbs)
TVkaistan kuvanlaatun oli yllättävän hyvä, kun käytti korkeinta mahdollista bittivirtaa (nimellisesti 2000 kbs). Tässä terävöitetyssä kuvassa näkyy, kuinka videonpakkaus on suodattanut kohinat pois. Pitää silti muistaa, että kohinassakin on kuvainformaatiota, ja suodatuksella menetetään osa siitä.

TV2, tavallinen digi-tv

TV2, HD 1280x720, nettisteam (H.264)
Hiihtokisojen mainokset näkyvät HD-lähetyksessä selvästi paremmin, vaikka lähetysvirta on 25% alhaisempi. Toisaalta maisemasta ei voi yksiselitteisesti sanoa samaa. Kuusen yksittäiset oksat erottautuvat kyllä paremmin, mutta kokonaisuus on minusta hyvin erilainen. Oletan, että nettisteamista puuttuu jotain, mutta en osaa nimetä sitä vielä.
H.264-koodauksen purkaminen on tietysti myös raskaampaa tietokoneelle. Seuraavat mittaukset on molemmat tehty VLC-ohjelmalla äsken mainitun hiihtokilpailun aikana:


enkoodaus prosessorikäyttö prosessorin lämpötila
MPEG-2 10-12% +30
MPEG-4 H.264 22-26% +33

Yleinen uskomus on se, että koodekit kehittyvät huimaa vauhtia, ja yhä laadukkaampaa videota voidaan pakata yhä pienempään tilaan. MPEG-2 nähdään vanhentuneena teknologiana, ja suuria odotuksia asetetaan MPEG-4-koodekeille. Viimeksi mainittuja ovat H.263 (käytetty erityisesti vertaisverkoissa xvid-kääreessä), H.264 (käytetty laajasti blu-rayssa, HD-televisiossa ja nettistriimauksessa), ja vasta tulossa oleva H.265 (suunniteltu käytettäväksi 4k-televisioissa).

Muokattu 24.1.2016. Lisätty Jumalanpalvelus-kuvat ja taulukko.