Este es un manual, confeccionado por mí mismo, para ayudar a los que tienen problemas para definir la mejor calidad para un video, sin considerar significativamente el tamaño de archivo.
CONSIDERACIONES INICIALES
En primer lugar, SIEMPRE es preferible mantener la calidad del original. Si se está pensando copiar un video de más de 120 minutos, ojalá utilizar DVDs de doble capa o dos DVDs.
En segundo lugar, el formato MPEG-2 (usado en SVCDs y DVDs) SIEMPRE es preferible a cualquier otro. Por asuntos de compatibilidad y calidad, lo más recomendable es utilizar este formato en la medida de lo posible.
Finalmente, el CD posee SIEMPRE peor calidad que el DVD, incluso en formatos MPEG-4 ASP. Debe utilizarse sólo en casos que no se posea grabador de DVD.
CONCEPTOS IMPORTANTES
BITRATE: es la relación entre bits que se leen y el tiempo en segundos en que ocurre dicha lectura. La unidad de medición aquí utilizada será el kilobit por segundo (kbps), equivalente a 1.000 bits por segundo. El bitrate determina la calidad de un flujo de video: a mayor bitrate, mayor calidad y viceversa.
CODEC: archivo que contiene la información de codificacion y/o decodificación de un formato específico.
CODIFICADOR: aplicacion o codec que realiza el proceso de codificación de un flujo.
CUADRO: cualquiera de las imágenes que conforman un flujo de video.
FLUJO DE AUDIO: cualquier elemento de audio de un archivo de película.
FLUJO DE VIDEO: cualquier elemento de video de un archivo de película.
FRAME RATE: es la relación entre cuadros que se muestran y el tiempo en segundos. La unidad de medición aquí utilizda serán los cuadros por segundo (fps). El frame rate depende del estándar: NTSC = 29,97 (23,976 para NTSC FILM), PAL = 25)
MPEG-1: es el estándar de video utilizado en VCD. Su intención inicial fue proporcionar buena calidad de imagen a través de la compresión de video. La compresión de video constaba de la exclusión de toda la información que el ojo humano no es capaz de notar, lo cual hace que el formato sea conocido como "con pérdidas". De esta forma se logra una mejor eficiencia, sin pérdidas significativas de calidad.
MPEG-2: es el estándar de video utilizado en SVCD y VCD (destinado a reemplazar a MPEG-1), el cual entrega un nivel de calidad de imagen bastante adecuado a bitrates bajos respecto de cuadros no comprimidos.
MPEG-4 ASP: es un estándar de video, destinado originalmente a su uso en redes, utilizado ampliamente hoy en día. Introduce mejoras en la compresión de video mediante nuevas técnicas (como el Q-Pel y el GMC) y algoritmos. Entre los codecs más conocidos están DivX, XviD y Sorenson.
RESOLUCIÓN: es la cantidad de pixeles de un flujo de video, expresado a través del ancho por el alto de la imagen. A mayor resolución, mejor calidad de imagen y más necesidad de bitrate. Los formatos de televisión estándar (SDTV) permiten un máximo de 720x480 pixeles en NTSC y 720x576 en PAL.
FORMATOS
Los formatos de video aquí analizados (MPEG-1, MPEG-2 y MPEG-4 ASP) poseen todos análisis de imagen similares. Lo que los codificadores de video hacen es tomar la imagen y dividirla en bloques de 16x16 pixeles. A cada bloque se le asigna un número que se determina internamente (por el propio codificador, cuando quien codifica especifica el bitrate) o externamente (por quien codifica, el cual digita un número para todos los cuadros). Esta es la razón por la cual
la resolución debe expresarse en múltiplos de 16. De no ser así, los pixeles que el codificador no encuentre los asumirá negros y podrían producirse inconsistencias en los bordes de la imagen. Además, cuando se especifican bajos bitrates o bitrates constantes (sobre todo en MPEG-2) tienden a aparecer "bloques" (blocking) en la imagen. Estos bloques son precisamente de 16x16 pixeles y se deben a que el codificador no calcula con precisión os valores a cada bloque, lo cual hace que se noten durante la reproducción.
MPEG-2 está diseñado para su uso a altos bitrates. Se estima que a 9.800 kbps (a máxima resolución, según estándar), el ojo humano no es capaz de distinguir entre el original y el codificado, en cualquier tipo de flujo. Bitrates menores tendrán necesariamente calidad menor al original.
MPEG-4 ASP funciona a menores bitrates que MPEG-2, por lo tanto su calidad es mejor a MPEG-2 al mismo bitrate. El uso de Q-Pel mejora la calidad del análisis, mientras que GMC mejora su compresión a cambio de bajas en calidad.
Para ambos formatos,
la mejor calidad de codificación se obtiene mediante dos pasadas (2-pass encoding): en la primera se analiza el flujo y en la segunda se adapta al bitrate especificado por quien codifica. Basándonos en esto, se establecerá un indicador de calidad basado en los cuadros de un flujo de video.
CALIDAD DE CUADRO
Se definirá la CALIDAD DE CUADRO (QF) como la relación entre los bits de un segundo de video y los pixeles totales de un segundo de video:
QF = bitrate / (ancho * alto * frame rate)
El indicador determina cuantos bits se le asignan a cada pixel en promedio en un flujo de video. Despejando el bitrate obtenemos una fórmula para determinarlo.
BITRATE = QF * ancho * alto * frame rate
Para cada codec el QF es distinto, lo cual permite clasificarlos según su eficiencia.
Según mis propias estimaciones, XviD posee una calidad bastante alta para QFs de 0,25 en adelante, mientras que las peores se logran con QFs menores a 0,15 (con Q-Pel activado y GMC desactivado en ambos casos).
La existencia del QF permite también cambiar los parámetros manteniendo la calidad lo más constante posible. En los TV convencionales (de tubo) la diferencia de imagen suele ser imperceptible cuando se reduce la resolución horizontal de 720 hasta 480 (SVCD). Por lo tanto, podemos determinar el bitrate con un QF que sea equivalente al de un SVCD (0,364948 -> SVCD, con 2520 kbps CBR) con la resolución horizontal que queramos (siempre que sea múltiplo de 16). En caso que necesitemos más espacio, podría ser necesario reducir también la resolución vertical.
Para terminar, es obvio que la calidad de un video no mejora si buscamos agrandar su resolución. Sólo se incurre en un gasto de espacio. Los buenos supersampleadores sólo se adquieren profesionalmente.
Espero les sirva. Cualquier duda, para eso estamos.
Saludos
By
ALEX-KID
