شما مي توانيد يک ويدئوي ديجيتال را به صورت يکسري از تصاوير در نظر بگيريد . مانند يک کتاب نقاشي متحرک ، تصاوير در يک توالي سريع نشان داده مي شوند تا تصور يک انيميشن صورت گيرد . اگر تصويري داريد که 240*320 پيکسل دارد و در حالت 32 بيتي مي باشد ، اندازه اين تصوير 300KB خواهد بود زيرا : (((320*240)*32bit/8bit)byte/1024byte)=320KBتصور کنيد که اگر ويديوي ديجيتال داريد که با نرخ 24 فريم بر هر واحد ثانيه اجرا مي شود و 5 ثانيه از آن شامل 120=24*5 تصوير مي شود . لذا اندازه آن KB 36000=120*300 يا تقريبا 35MB مي شود . همه اين حجم مربوط به پنج ثانيه از ويديويي ربع صفحه اي مي باشد ! .رمز کار ويديوي ديجيتال اين است که هر تصوير را فشرده مي سازد تا اين اندازه فايل را پايين بياورد . همچنين تصاوير متوالي را فشرده مي سازد تا معين کند آيا نياز به ذخيره همه داده ها براي تصوير مي باشد يا خير . اگر يک تصوير 90% با تصوير قبلي يکسان باشد ، تنها 10% که در آن اختلاف وجود دارد مورد نياز مي باشد .
اين نوع از فشرده سازي را فشرده سازي وابسته به زمان (Temporal) يا فشرده سازي تغيير اختلاف ناميده مي شود . اين تکنيک به جاي خود تصاوير ، تغييرات ميان تصاوير را ضبط مي کند . اين شيوه براي بعضي موارد خوب عمل مي کندهمانند زماني که تصوير سر يک انسان در حال صحبت با پس زمينه ايستا دارد . اما اين شيوه در حالتي که يک تصوير مدام در حال جابه جايي و تغيير مي باشد ، مناسب نيست .فشرده سازي به مکان تکنيکي وابسته است که به خود تصاوير نگاه مي کند . اين روش سعي در تشخيص جريان رنگ ها دارد . به عنوان نمونه ، اين تکنيک يک تصوير را از چپ به راست اسکن مي کند و سطر هايي از پيکسل هايي را که رنگ يکساني دارند به عنوان يک قطعه منفرد از داده تشخيص مي دهد .
بنابراين ، تصويري که يک رنگ پس زمينه سفيد يکدست دارد ، با به کار گيري اين الگوريتم به خوبي فشرده مي شود .

اين تکنيکي است که فشرده سازي JPEG بدان عمل مي کند .براي اينکه واقعا اندازه ويديوي ديجيتال را به قدري پايين بياوريد که محسوس باشد بايد از فشرده سازي اتلافي (LOSSY) استفاده شود . فشرده سازي اتلافي شامل الگوريتمي مي باشد که به جاي اين که دقيقا تصوير را همان گونه که هست ارائه دهد ، سعي مي کند تا تصاوير را خلاصه کند . استفاده از معدل پيکسل هاي رنگي همجوار ، استفاده از محاسبات فرمال رياضي براي تخمين نماي تصوير و الگوريتم هاي ديگري وجود دارد. اين گونه فشرده سازي غير قابل بازگشت بوده و ديگر نخواهيد توانست به کيفيت اوليه دست يابيد . در فشرده سازي اتلافي مي توانيد سطح فشرده سازي را تعيين نماييد .در هر حال فشرده سازي اتلافي بيشترين ميزان فشرده گي و در عين حال بيشترين ميزان اتلاف کيفيت را در بر خواهد داشت و لذا بايد اين بار نياز ميان فضا و کيفيت مبادله کنيم و الگوريتم فشرده سازي مناسب را برگزينيم .

● Codec چيست ؟
يک مثال براي شروع ...شما اگر با تصاوير کامپيوتري برخورد داشته باشيد ، متوجه شده ايد که تعداد زيادي پسوند با مشخصات مختلف براي ذخيره يک فايل قابل انتخاب است . اما براي هر منظوري و هر عملکردي يکي از آنها استفاده مي شود . براي اينترنت و ايميل معمولا از فايلهاي JPG و GIF و PNG استفاده ميشود . اما براي چاپ پسوند هاي ديگري مانند PSD ، TIFF ، TGA و غيره استفاده بيشتري دارند . علت عمده اين تنوع را مي توان به 2 عامل کيفيت و حجم فايل تصوير ذخيره شده مربوط دانست . ناگفته نماند که امکاناتي مانند ذخيره لايه ها ، Alpha ،Transparency و سيستم رنگي تصاوير از تفاوتهاي ديگر پسوندها است . براي يک بررسي ساده مي توانيد از يک فايل نمونه استفاده کنيد . اگر فايلي با ابعاد 800 در 600 پيکسل داشته باشيم که با فرمت رنگي RGB تهيه شده باشد ، 480000 تعداد پيکسل هاي آن است و بازاء هر 3 بايت حجم داده هر پيکسل (هر رنگ از 3 کانال قرمز ، سبز و آبي تشکيل شده است که هر کانال 256 يا 2 به توان 8 درجه رنگي دارد پس ما 2 به توان 24 يا 16777216 رنگ خواهيم داشت ) و تعداد پيکسل ها ، حجم فايل بايد چيزي بيش از 3*480000 يا 1.44 مگابايت باشد .اما تصاويري که ما با حدود اين رزوليشن از اينترنت دريافت ميکنيم حجمي حدود 50 تا 100 کيلوبايت دارند . يعني چيزي حدود يک بيستم حجم اوليه . اين يعني فشرده سازي يا Codec . اما اين عمل فشرده سازي معمولا با کاهش کيفيت تصوير ذخيره شده همراه است . براي درک اين مطلب کافيست تصويري را Scan کنيد و با استفاده از فتوشاپ آنرا به چند فرمت با تغيير مشخصات آنها ذخيره کنيد . مثال ساده اين تفاوت Range تنظيمات فايل JPG است که از 1 تا 12 متغيير است ....

● در عمل و براي ويدئو
با توجه به سيستم تصاوير تلويزيوني در ايران و مشخصات سيستم PAL ، ما براي ذخيره هر ثانيه ويدئو مجبور به ذخيره 25 فريم هستيم . اگر با نرم افزار هاي ويدئوي کار کرده باشيد ، متوجه شده ايد که استاندارد ذخيره PAL معمولي با ضريب تناسبات مربع پيکسل ها براي هر فريم اندازه 768 * 576 پيکسل است . ( در سيستم هاي DV و کارتهاي آنها اين اندازه به 720*576 با نسبت 1.066667 براي طول به عرض هر پيکسل تبديل شده است ...1.0067 = 720 / 768 ) اين اندازه بازاء 3 بايت براي هر پيکسل حجم فايلي حدود 1.32 مگابايت براي هر فريم را نتيجه مي دهد . که با در نظر گرفتن 25 فريم براي هر ثانيه ما به فضائي حدود 33.17 مگابايت براي ذخيره هر ثانيه از ويدئو خود نياز خواهيم داشت . در سيستم هاي DV با در نظر گرفتن سيستم PAL DV/D1 اين عدد چيزي حدود 1.24 مگابايت براي فريم و 31.1 مگابايت براي يک ثانيه خواهد بود . در نگاه اول ساده است اما يک فيلم ساده با اين سيستم ذخيره ، براي هر ساعت حدود 112 گيگابايت فضا احتياج خواهيم داشت ! درحاليکه يک ساعت فيلم با کيفيت VCD حدودا 0.7 گيگابايت فضا مي خواهد ... مشکل دوم Play کردن تصاوير بر روي هارددرايوها است ... هارد درايوي که بتواند بدون در نظر گرفتن مکان فايل بر روي آن بيش از 33 مگابايت در ثانيه ترانسفر ديتا داشته باشد هارد گران قيمتي محسوب ميشود و انواع سيستم هاي IDE موجود در بازار توان انجام اين عمل را ندارند ، نتيجه پرش و Drop در play و Capture است .اگر با معروف ترين فايل ويدئو در Windows که همان فايل با پسوند Avi است برخورد داشته ايد ، متوجه شده ايد که براي ذخيره ويدئو به اين فرمت مجبور به انتخاب يک Compressor هستيد . بعضي از اين Compressor که بطور معمول در Windows تعريف شده اند عبارتند از : Cinepak Codec ، Intel Indeo ، Intel IYUV، Microsoft Video 1 ، Microsoft RLE . که هر کدام بسته به توان الگوريتم خود مورد استفاده دارند .

اما اصولا اين Compressor ها براي Broadcast کيفيت مناسبي ندارند .براي حل اين مشکل اصولا هر شرکتي که سيستمهاي Capture توليد ميکند ، يک Codec يا حتي فايل مخصوص خود را معرفي کرده است . مانند سيستمهاي DPS ، FAST و غيره . اين سيستمها بسته به توان Compressor خود به User اجازه ميدهند که با توجه به نياز خود ميزان فشرده سازي و در نتيجه حجم و کيفيت فايل را مشخص سازند .براي مثال سيستم DPS Velocity اجازه انتخاب عددي بين 0.7 تا 15 مگابايت را ميدهد . درضمن اين سيستم اجازه Capture با فرمت Uncompressed را که همان 30 مگابايت بر ثانيه است به User داده است . قيمت و تنوع اين نوع کارتها در کنار گسترش سيستم ويدئوي DV و miniDV و استفاده عمومي تر از کارتهاي Ilink بر روي سيستمها که ارتباط آسانتري براي انتقال داده هاي ويدئوي را فراهم ساخت ، موجب شد که استاندارد مشخصي براي اين نوع ويدئو تعريف شود : Microsoft DV Avi که بطور پيش فرض در سيستمهاي XPنصب شده است . اين Codec با نسبت تقريبي 1/9 نسبت به فايلهاي Uncompressed عمل ميکند ، يعني فايلي با اين Compressor بازاء هر ثانيه فضائي حدود 3.3 مگابايت را اشغال ميکند . شرکتهاي ديگر نيز از اين الگوريتم تبعيت کرده و با تغييرات جزئي در سيستم فشرده سازي و نه ذخيره ، نمونه هاي خاص خود را ارائه نمودند .
بطور مثال کمپرسورهاي DV شرکتهاي SoftDV يا MainConcept که در نقاط درجه بندي سفيدي فايل متفاوت ترند . استفاده از اين Compressor با توجه به کيفيت و حجم مناسب آن بهترين و ارزانترين انتخاب خواهد بود .در کنار سيستم فايل AVI ، پسوندهاي MOV مربوط به شرکت Apple و نرم افزار QuickTime از ديگر فايلهاي مورد استفاده هستند .اما در کنار اين دو سيستم در حال حاضر فايلهاي mpeg-1 و mpeg-2 يا همان DVD از محبوب ترين فايلها براي ارائه يک محصول نهائي هستند . vcd در واقع همان فايل mpeg-1 است . فرمت آخري که اخيرا و مخصوصا براي دارندگان کامپيوترها استفاده بيشتري پيدا کرده است همان mpeg-4 يا Divx است . کساني که با اين فايلها برخورد کرده ان متوجه توان بالاي اين کمپرسور شده اند . 1 فيلم با کيفيت نسبتا بالا و حجم يک CD !
منبع : هنر کامپيوتر