Kompresja multimediów

Kompresja multimediów to redukcja rozmiaru osadzonych plików audio i wideo w celu zmniejszenia objętości dokumentu.

Na czym polega zmniejszanie plików audio i wideo

Kompresja multimediów polega na zmniejszeniu ilości danych potrzebnych do zapisania lub przesłania dźwięku, obrazu ruchomego albo obu tych elementów jednocześnie. W przypadku dokumentu zawierającego osadzone nagranie oznacza to redukcję rozmiaru pliku multimedialnego, a w konsekwencji także mniejszą objętość całego dokumentu. Kompresja nie zmienia samego znaczenia nagrania, lecz usuwa część informacji powtarzalnych albo uznawanych za mniej istotne z punktu widzenia odbioru.

Wyróżnia się kompresję bezstratną i stratną. Po rozpakowaniu materiał skompresowany bezstratnie jest identyczny z oryginałem. Tak działają między innymi formaty FLAC dla dźwięku oraz bezstratne tryby niektórych formatów obrazu. Kompresja stratna zmniejsza plik skuteczniej, ale po jej zastosowaniu nie da się odzyskać wszystkich pierwotnych danych. W audio wykorzystuje się właściwości ludzkiego słuchu, a w wideo między innymi podobieństwo sąsiednich klatek oraz ograniczoną wrażliwość wzroku na drobne zmiany szczegółów.

Kodek, kontener i parametry zapisu

Podczas analizy skompresowanego materiału trzeba rozróżnić kodek od kontenera. Kodek określa sposób kodowania i dekodowania danych, natomiast kontener przechowuje strumień obrazu, dźwięku, napisy, metadane i informacje o czasie odtwarzania. Przykładowo plik MP4 może zawierać obraz zakodowany w H.264/AVC oraz dźwięk AAC. Kontener MKV może przechowywać różne kombinacje strumieni, w tym obraz H.264, H.265/HEVC lub AV1 oraz audio AAC, Opus albo FLAC. Samo rozszerzenie pliku nie wystarcza więc do ustalenia, czy materiał będzie poprawnie odtwarzany.

Na końcowy rozmiar nagrania wpływają przede wszystkim czas trwania, rozdzielczość, liczba klatek na sekundę, przepływność bitowa oraz parametry kodeka. W dźwięku znaczenie mają także częstotliwość próbkowania, liczba kanałów i głębia bitowa. Przepływność stała, oznaczana jako CBR, utrzymuje podobną ilość danych w kolejnych fragmentach materiału. Przepływność zmienna, VBR, może przydzielać więcej bitów scenom z dużą liczbą szczegółów i mniej fragmentom prostym. Zmniejszenie przepływności redukuje rozmiar, ale zbyt niska wartość może powodować słyszalne zniekształcenia lub widoczne artefakty obrazu.

Wpływ kompresji na jakość i odtwarzanie

W nagraniach wideo nadmierna kompresja może powodować blokowanie obrazu, rozmycie drobnych elementów, pasy na płynnych przejściach tonalnych oraz smużenie podczas ruchu. Kodeki wykorzystują klatki kluczowe i klatki zależne. Klatka kluczowa jest zapisywana w większym stopniu niezależnie, a pozostałe mogą opisywać różnice względem wcześniejszych lub późniejszych klatek. Dłuższy odstęp między klatkami kluczowymi może zmniejszyć rozmiar pliku, ale utrudniać szybkie przewijanie i zwiększać obciążenie dekodera przy rozpoczynaniu odtwarzania w wybranym miejscu.

W dźwięku kompresja stratna może zmieniać szczegóły wysokich częstotliwości, ograniczać przejrzystość nagrania i wprowadzać metaliczne brzmienie. AAC i Opus są formatami stratnymi, natomiast FLAC zachowuje pełne dane źródłowe przy mniejszym rozmiarze niż nieskompresowany zapis PCM. W przypadku dokumentów biurowych trzeba brać pod uwagę nie tylko jakość, lecz także zgodność programu z użytym kodekiem i kontenerem. Plik może mieć niewielki rozmiar, ale nie odtworzy się prawidłowo, jeśli zainstalowany program nie ma odpowiedniego dekodera albo urządzenie nie obsługuje sprzętowego dekodowania danego formatu.

Rozpoznawanie problemów z osadzonym materiałem

Problemy związane z kompresją mogą objawiać się jako zbyt duży dokument, długi czas zapisywania, opóźnione otwieranie pliku, brak dźwięku, czarny obraz albo komunikat o nieobsługiwanym formacie. W pierwszej kolejności warto ustalić, czy problem dotyczy samego pliku multimedialnego, dokumentu zawierającego osadzenie, czy programu używanego do odtwarzania. Pomocne jest sprawdzenie rozmiaru dokumentu przed i po dodaniu nagrania, identyfikacja kodeka oraz odtworzenie pliku poza dokumentem.

Przy ponownym kodowaniu należy zachować kopię oryginalnego materiału, ponieważ każda kolejna kompresja stratna może pogorszyć jakość. Nie zawsze korzystne jest także zmniejszanie rozdzielczości lub przepływności. Dla nagrania mowy ważniejsze może być zachowanie czytelności głosu, a dla obrazu z tekstem lub interfejsem programu istotne jest ograniczenie rozmycia drobnych elementów. Warszawskie Pogotowie Komputerowe zajmuje się profesjonalną naprawą laptopów, komputerów PC i ich podzespołów, dlatego przy problemach z odtwarzaniem, zapisem lub obsługą dokumentów multimedialnych można zlecić sprawdzenie sprzętu oraz oprogramowania.