Dirac

Dirac je algoritmus pro kódování a dekódování nekomprimovaného videa. Byl představen BBC v lednu 2004 jako základ pro nový kodek určený pro přenos videa přes internet . Kodek byl dokončen 21. ledna 2008 a budoucí vývoj bude zahrnovat pouze opravy chyb a další kritické faktory [1] . Původním cílem bylo umět dekódovat standardní rozlišení PAL TV video (720x576i pixelů při 25 fps) v reálném čase. Současná implementace umožňuje dekódování videa rychlostí přibližně 17 snímků za sekundu pomocí 3 GHz procesoru, ale plánuje se také více optimalizací. Tato implementace je napsána v C++ a vydána na SourceForge.net 11. března 2004 . Existuje verze [2] napsaná pomocí technologie CUDA , která urychluje výpočty využitím schopností grafické karty, díky čemuž je rychlost dekódování několikanásobně vyšší.

Kodek je pojmenován po anglickém fyzikovi Paulu Diracovi .

Technologie

Stejně jako ostatní běžné kodeky, jako je MPEG-4 Part 2 nebo WMV 7, dokáže Dirac komprimovat jakoukoli velikost obrázku od nízkého rozlišení QCIF (176x144 pixelů) po HDTV (1920x1080) a vyšší.

Dirac používá vlnkovou kompresi namísto diskrétní kosinové transformace , kterou najdete ve většině starších kodeků (jako je H.264 nebo VC-1 ). Dirac je jedním z několika projektů, které se snaží použít wavelety pro kompresi videa. Dalšími projekty jsou Rududu , Snow a Tarkin . Waveletová komprese již prokázala svou životaschopnost ve standardu JPEG 2000 pro kompresi fotografických obrázků.

Dirac Pro

Profesionální profil kodeku Dirac Pro byl vydán v září 2008 . [3] Profil je určen pro použití ve střihových, archivních a vysílacích systémech, kde jsou zvýšené požadavky na kvalitu komprimovaného videa. Kompresní algoritmus je open source a je distribuován pod licencí Royalty-free .

Kodek se od své spotřebitelské verze liší tím, že používá pouze intraframe kompresi, to znamená, že stream obsahuje pouze I-snímky . Kodek používá zjednodušené entropické kódování vhodné pro dekódování v reálném čase při velmi vysokých bitových rychlostech. Kompresní poměr je od 2:1 do 16:1, ale s vyšším kompresním poměrem se výpočty komplikují a prodlužuje se doba kódování.

Při přenosu signálů 1080p/50 lze místo požadovaných kanálů Dual Link HD-SDI (dvě linky po 1,5 Gb/s) nebo 3G-SDI (3 Gb/s) použít HD-SDI (1,5 Gb/s). V tomto případě je kompresní poměr 2,5:1. Signály 1080i/50 lze komprimovat a odesílat rychlostí 600 Mb/s přes gigabitovou ethernetovou síť. Také v případě komprese je možné snížit tok na 270 Mbps pro přenos signálů 1080i/50 přes kanál SDI. V tomto případě bude kompresní poměr 5:1.

Podle specifikace jsou podporovány formáty od QSIF525 (176 × 120 pixelů) až po nejnovější UHDTV 8K-50 (7680 × 4320 pixelů, 50 fps) a 2K a 4K formáty digitálního kina D-Cinema . [čtyři]

Kodek podporuje značné množství formátů:

• snímková frekvence - 23,97 ... 60 Hz
• vzorkování - 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4 a RGB
• bitová hloubka - 8, 10, 12 (až 16)
• podpora prokládaných a progresivních formátů.

VC-2

Kodek Dirac Pro byl předložen SMPTE ke standardizaci jako kodek VC-2 . V roce 2010 byl SMPTE přijat jako standard pro kompresi videa VC-2.

• SMPTE 2042-1-2009 Komprese videa VC-2
• SMPTE 2042-2-2009 Definice úrovně VC-2
• RP (Doporučené postupy) 2047-1-2009 - VC-2 Mezzanine Level komprese zdrojů videa s vysokým rozlišením 1080P
• SMPTE 2047-2-2010 Přenos VC-2 komprimovaného videa přes HD-SDI
• RP 2042-3-2010 - Specifikace shody VC-2

Schrödingerův projekt

Druhá implementace kodeku dirac, nazvaná „Schrödinger“ (Schrodinger), byla zaměřena na vytváření přenosných knihoven a také zásuvných modulů pro GStreamer . Projekt byl napsán v programovacím jazyce C. Bylo také možné používat Dirac uvnitř kontejnerů Ogg . Projekt byl pojmenován po rakouském fyzikovi Erwinu Schrödingerovi .

22. února 2008 byla vydána finální verze Schrödinger 1.0.0. Tato verze dokáže dekódovat video s rozlišením HD720/25p v reálném čase na notebooku s procesorem třídy Core Duo .

Poznámky

1. ↑ Specifikace Dirac . Získáno 17. května 2008. Archivováno z originálu 14. května 2008. (neurčitý)
2. ↑ GPU-Accelerated Dirac Video Codec Archivováno 4. června 2008.
3. ↑ Vydán Dirac 1.0.0. [LWN.net ] . Datum přístupu: 4. ledna 2011. Archivováno z originálu 6. června 2012. (neurčitý)
4. ↑ Specifikace Dirac verze 2.2.3 Vydáno: 23. září 2008 Archivováno z originálu 3. května 2015.

Literatura

• Peter Wilson, Tim Borer, Thomas David. Připravil Valery Khleborodov. Rodina digitálních kompresních systémů DIRAC se rozšiřuje  // "625" : magazín. - 2007. - č. 03 . Archivováno z originálu 2. listopadu 2022.

Odkazy

• Web projektu Archivováno 10. května 2008 na Wayback Machine 
• Stránka SourceForge Archivována 9. května 2008 na Wayback Machine 
• Dirac Pro  (anglicky)