Hårdt komprimeret billede

Hvordan fungerer komprimering af billeder og video

Hvordan fungerer komprimering af billeder og video egentligt? Hvilke teknikker gøres der brug af for at gøre billederne mindre uden at vi kan se en ændring i kvalitet?

Video fylder meget!

Når en video ikke er komprimeret, kan størrelsen udregnes på følgende måde:

  •  24 bits for hver RGB pixel (8 bits for hver af de 3 primære farver: Rød, Grøn, og Blå)
  • Et enkelt billede har en opløsning på 1920*1080 = 2.073.600 pixels
  • Der bliver vist 24 billeder i sekundet
  • For hver time er det 60 minutter * 60 sekunder = 3.600 sekunder.
  • Dette bliver 24 * 3.600 = 86.400 billeder på én time

Når vi så skal finde antallet af bits i en videoer dette de 86.400 billeder * 2.073.600 pixels * 24 bit for hver RGB pixel = 4.299.816.960.000 bits. Det er mange bytes. Omsat til gigabytes er det 4.299.816.960.000 / 8 / 1024 / 1024 / 1024 = 500,57 GB! Det er en stor video!

Hvordan fungerer komprimering af billeder?

For at vi kan få det presset ned på det BluRay, som har en maks størrelse på 50Gb, skal vi altså skære 90% af vores data fra. Dette gøre via komprimering. Det gøre groft sagt ved at samle data om pixels i et område af videoen og mase dem sammen til én farve. Et eksempel på dette kan ses herunder hvor man i den venstre side af billedet af har mast billederne meget sammen så det nu er kæmpe store blokke.

Hårdt komprimeret billede

Hårdt komprimeret billede

Jo hårdere man komprimerer et billede, jo større bliver disse blokke. Derfor handler det om at finde et punkt hvor blokkene af pixels ikke bliver så store at man ser dem, men hvor de stadig er grupperinger af pixels. Effektivt set er komprimering fjernelse af pixels og data fra billedet.

Hvis du ønsker flere, mere reelle sammenligninger kan du se dette album hvor der er sammenlignet på trailers fra henholdsvis YouTube & iTunes: https://imgur.com/gallery/9nCFU. Her er det tydeligt at se at iTunes billederne er markant pænere end dem fra YouTube, dette grundet at trailers fra iTunes har en birate der er ca 4x større end YouTubes (~2.2Mbps vs ~9.2Mbps).

Takket være moderne komprimerings teknikker er vi i stand til at komprimere utroligt meget væk uden at vi mennesker opfatter en ændring, og vi kan i langt de fleste tilfælde slet ikke se det. Dette kan du også se herunder hvor forskellige komprimerings kvaliteter for JPEG sammenlignes.

Eksempler på JPEG komprimering

Eksempler på JPEG komprimering

Komprimering af video

Når det konkret kommer til komprimering af video, er det meget på samme måde som med billeder. Langt de fleste komprimeringer laver en generel komprimering af filmen, som håndterer alle billederne ens. Dog er der en del teknikker man kan gøre brug af, hvis man ønsker at gøre filmen endnu mindre, uden at gå på visuel kompromis med billederne.

Forskel på Codecs

Når man komprimerer video, kan man gøre brug af forskellige Codecs / indpakninger af data. De hyppigst brugte codecs for videoer x264 & x265.

Netflix gør brug af begge codecs, alt efter hvor og hvordan en video skal afspilles. Ved streams bruger de generelt x264, og ved downloads har de generelt brugt et x265 codec. Ved brug af x265 (HEVC) i stedet for x264 (AVC) kan Netflix gøre størrelsen på deres video op imod 50% mindre.

For at Netflix kan levere disse optimeringer til os er der et stort bagkatalog der skal re-encodes fordi der skal leveres forskellige filer alt efter om vi snakker download eller stream. For ikke at snakke om forskellen for de enkelte platforme. I 2020 var de stadig i gang med denne process.

Netflix laver flere tricks for at gøre størrelsen mindre

Netflix gør hvad de kan for at gøre downloads så små som muligt, uden at gå for meget på kompromis med kvaliteten. Et af de steder Netflix kan spare mest plads på de mobile enheder, er ved at encode de enkelte scener i filmen forskelligt, alt efter hvordan scenen er. Scener hvor der ikke er meget bevægelse, bliver encoded med en lavere bitrate end resten af filmen. De enkelte scener bliver så stykket sammen, og samlet til én video i sidste ende.

Dette betyder også at der vil forskel på størrelsen af video afhængigt af hvorvidt der er tale om en film med med mange stille billeder og dialog, eller om det er en hæsblæsende actionfilm med en masse skiftende scener, og hvor der sket meget i scenerne.

Mine venner bør se dette!