Sony Invert. Найдите 10 отличий :)

Недавно на форуме поднимался вопрос о том, сколько раз можно делать recompression видео без ощутимой потери качества. Основной проблемой в подобных случаях, как мне кажется, является невозможность хоть в какой-то степени объективно оценить эту потерю. Предлагаю способ оценки качества получаемого изображения методом сравнения его с оригиналом при помощи стандартного вегасовского плагина Sony Invert. Для сравнения я использовал окна Video Preview и Video Scopes. Способ аналогичен противофазному смешиванию звуковых сигналов, один из которых – исходник, другой – его производная.
Для эксперимента нам понадобится VegasPro (проект для VP 9.0 64 bit лежит здесь ), возьмём также кусок видео длиной 16 секунд, который называется «Листья 0» (там же), и представляет собой изображение колышущихся на ветру осенних листьев, сохранённое в формате MPEG2 16х9 720х576 uff (upper field first) 5 000 000 bps. Формат получен из готового шаблона для Архитекта DVD Architect PAL Widescreen video stream путём изменения скорости потока и очерёдности полей. Листья выбраны не случайно: они имеют свойство «съедать» весь bit rate, какой бы он ни был, поэтому изображение движущихся листьев является сложным для компрессии объектом и хорошо подходит для нашего опыта. Числовой индекс в названии клипа означает количество сжатий, которые претерпело изображение за время «издевательств» над ним. Так как мы только начали, сжатий у нас 0, «Листья 0» - наша точка отсчёта.

Шестой от начала кадр:



Открываем проект, создаём две видеодорожки, на верхнюю затаскиваем «Листья 0», вешаем на эту дорожку какой-нибудь фильтр с нулевыми настройками, который обеспечит нам recompression, например Sony Border (без него Вегас напишет No Recompression Required и не станет заниматься фигнёй, как мы ). Сразу оговорюсь, что на чистоту эксперимента это фильтр не влияет, если хочется в этом убедиться, можно в дальнейшем проверить, что получится, если его отключить или убрать перед выполнением определённых действий. Далее жмём наш клип, используя упомянутые настройки (т.е. те же, что были использованы при его создании) и получаем такой же (в идеале) клип, но называем его «Листья 1». Теперь затаскиваем в проект «Листья 1» и таким же способом делаем из него «Листья 2». Повторяем процедуру сколько угодно раз, я это делал до тех пор, пока не получился клип «Листья 10».
А вот сейчас начинаем сравнивать. Переносим все клипы на нижнюю дорожку, для удобства сдвигаем их вплотную друг к другу, на дорожку вешаем Sony Invert, в настройках которого двигаем ползунок вправо до упора, чтобы получить 100% негатив изображений. На верхнюю дорожку копируем «Листья 0» и дублируем его, чтобы для каждого клипа внизу был свой «Листья 0» вверху. Естественно, надо расположить верхние и нижние фрагменты так, чтобы их границы совпадали.



Прозрачность (Level) верхней дорожки снижаем до 50%, ставим курсор на ту пару клипов, которые мы желаем сравнить и смотрим в Video Preview и Video Scopes. Качество предпросмотра лучше поставить в значение Best Full, хотя и другие режимы вполне наглядно всё покажут, а видеоскоп перевести в режим работы в реальном времени, чтобы можно было проигрывать клипы и сразу видеть подвижные а не статичные отличия.
Для комбинации «Листья 0» - «Листья 0» (или проще 0 – 0) увидим следующее:

Video Preview


Video Scopes


Равномерно серый экран и гистограммы в виде тонких вертикальных линий в середине диапазона говорят о том, что смешение позитива и негатива в равных пропорциях (50% на 50%) не оставило от изображения ничего (во всяком случае, в традиционном понимании изображения), а это значит, что сравниваемые изображения одинаковы. Это и не удивительно, ведь мы сравнили клип с ним же самим.
Для комбинации 0 – 1:

Video Preview


Video Scopes


Здесь уже на экране виден «мусор», который появился после первого сжатия нашего исходника, а гистограммы приобрели треугольную форму, показывающую, что достаточно много пикселей отличаются по цвету от среднего значения серого. А ведь именно средне-серый цвет – показатель точной передачи картинки.

Для комбинации 0 – 5:
Video Preview


Video Scopes


Сами видите, что «мусора» больше, гистограммы шире, но стоит отметить, что отклонение полученных изображений от оригинального прогрессирует не так уж быстро.
Для комбинации 0 – 10:

Video Preview


Video Scopes


«Мусора» почти столько же, но он приобрёл окраску, что отражено в смещении пиков гистограмм да и просто видно.
Чтобы в полной мере насладиться разноцветной мозаикой из так называемых артефактов, можно подключить ещё один фильтр. На скрине видно, как это сделать и что получится:



Тут справедливости ради надо сказать, что при использовании этого дополнительного фильтра «мурашки» появляются даже при сравнении оригинального клипа с самим собой. Вероятно, имеет место некоторая инструментальная (как ещё сказать? ) погрешность программы. Но величина этой погрешности достаточно мала для того, чтобы не принимать её во внимание.
Рассмотренный случай многократного кодирования изображения – лишь малая часть того, что можно исследовать. Кроме MPEG2 есть ещё много кодеков. Я пробовал жать в AVC и сравнивать, после чего настороженно отношусь к семейству MPEG4. Пробовал сохранять в некомпресс и увидел, что изображение при этом не страдает абсолютно. Заметил, что чем ниже разрешение видео, тем нагляднее изменения картинки. Интересным мне представляется сравнение не кодеков, а кодеров. Сам сторонними не пользуюсь, но часто слышу, что такой-то кодер жмёт круче , чем MC, и т.п.

Ну, хватит пожалуй. А то «пальчики устали» ® .

Методика заслуживает интереса, кроме этого:

Сообщение от yankee

вешаем на эту дорожку какой-нибудь фильтр с нулевыми настройками, который обеспечит нам recompression

Лучше просто снять соответствующую галочку в настройках (это относится к мпег-2).

Сообщение от yankee

Я пробовал жать в AVC и сравнивать, после чего настороженно отношусь к семейству MPEG4

IMHO для улучшения точности оценки целесообразно переходить на 32-битный режим (только при оценке, не при просчете), но я пока не проверил.

Сообщение от yankee

Пробовал сохранять в некомпресс и увидел, что изображение при этом не страдает абсолютно

Насмешил, на то он и "НЕкомпресс". Скажу больше, даже если сохранят в "лосслес", то изображение тоже не пострадает.

А вообще результат вполне предсказуем, стоит заметить что MC достойный кодер, ибо я ожидал "окрашенного шума" еще на 5-й итерации

PS за статью сенкс...

yankee Спасибо за старания, однако данный метод увы необъективен.
Ибо смотрим на мир мы не вегасовскими фильтрами или приборами, а глазами.
А глаза имеют такое свойство упускать некоторые детали изображения из виду.
Например глядя на красивую девушку на переднем плане, совершенно не замечаешь с какой стороны быстрее шевелятся листики на заднем плане слева или справа
На этих и многих других, гораздо более сложных ухищрениях и основаны lossy кодеры.

Похожая ситуация и со звуковыми кодерами: уши индивидуальны, но есть общие особенности. Например во время громкого удара по большой тарелке, в течение очень короткого промежутка времени слушатель не слышит скрипку играющую пиано легато фоном.

Вывод - лучший кодер не тот, который максимально приближает закодированный материал к оригиналу, а тот, который делает закодированный файл визуально (аудиально) неоличимым от оригинала.

Сообщение от hiren

однако данный метод увы необъективен

Почему? Посмотрите шире: этим способом (вегасовскими фильтрами и приборами) можно наглядно оценить изменения, вносимые при пересчете различными кодерами. Например,
взять исходный клип AVCHD (изначально формат не очень то монтажный), и чтоб конкретно определиться в выборе промежуточного формата для пробы перевести его в некомпресс, несколько лосслесс-ов, Sony YUV, Sony MXF (HD4:2:2 и EX) а также (объективности ради) просчитать разрекламированными в сети HQ кодерами и в итоге выбрать более подходящий
или
решить ребус: "Какой кодек качественней - MC AVC или Sony AVC"?

лучший кодер не тот, который максимально приближает закодированный материал к оригиналу, а тот, который делает закодированный файл визуально ... неоличимым от оригинала

Мысль глубокая, но не совсем правильная. Простейший пример - слайдшоу из фотографий. Как ни крути, и чем ни считай, а разница будет
Также, данный способ нельзя использовать при изменении фпс и разрешения

.

Сообщение от hiren

лучший кодер не тот, который максимально приближает закодированный материал к оригиналу, а тот, который делает закодированный файл визуально (аудиально) неоличимым от оригинала.

Именно такой способ оценки применяется при разработки принципиально новых алгорифмов сжатия, но для домашнего применения к сожалению он не применим, так как требует огромного количества оценок большого количества всевозможных экспертов для статистической обработки.