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CÁMARAS

Guía norender.com códecs: compresión

En este nuevo capítulo de la Guía norender.com códecs vamos a hablar de una de las propiedades de los códecs más importantes pero quizás de las menos resultonas, de las que menos venden: la compresión. En el marketing de los códecs de vídeo vemos referencias continuas a la resolución (4k, 5k, ¡8k!), al frame rate (30, 60, 120, 200 fps), a la profundidad de color (10, 12, 16 bits) pero pocas veces hacen referencia a la compresión o al bitrate que son las propiedades que mejor definen la calidad de un códec.

La compresión supone codificar la información utilizando menos bits, menos datos de información, que la representación original. La compresión puede ser sin pérdida, lossless, o con perdida, lossy. Sin pérdida es aquella en la que se reduce la información eliminando solo aquellos datos que son redundantes, no se elimina, por tanto, ninguna información que sea relevante. En la compresión con pérdida o lossy se intenta eliminar la información que es menos relevante y que afecta menos a la calidad del archivo. Casi todas las compresiones de vídeo son con pérdida, el bitrate de los archivos de vídeo es muy elevado (pensad que cada segundo de vídeo ocupa lo mismo que 24, 25, o 30 imágenes) y necesitamos reducir estos altos bitrate mediante una compresión.

Una de las formas más potentes de reducir datos de un archivo de vídeo es la compresión interframe. Frente a la compresión interframe la compresión intraframe considera el vídeo como una sucesión de imágenes estáticas e independientes, con lo cual la compresión se hace dentro de cada imagen sin tener en cuenta las imágenes anteriores y las posteriores. En la compresión interframe, sin embargo no se consideran las imágenes independientemente  sino que se compara cada imagen con las imágenes que la proceden; si la imagen contiene áreas donde nada ha cambiado respecto a la imagen anterior, en vez de repetir todos los valores de información de ese área, escribirá un pequeño comando que dirá que la información de ese área es igual que la de la imagen anterior, lo que reduce enormemente el flujo de datos o bitrate.

¿Por qué si es tan eficiente este tipo de compresión no se utiliza siempre? La compresión interframe es muy eficiente y no da problemas si lo único que necesitamos es reproducir un archivo de vídeo. La cosa cambia radicalmente si lo que queremos es editar el vídeo, cortar un archivo. Al hacer el corte, puedes eliminar una imagen que contiene información clave y a la que otras imágenes están referenciadas. El editor de vídeo no sabrá recomponer la información de esas imágenes porque su fotograma de referencia se ha eliminado. Actualmente se ha conseguido solventar estos problemas y poder editar con códecs de vídeo que tienen una compresión interframe,  pero este proceso de datos sigue siendo muy intensivo, tanto, que esta posibilidad teórica se convierte, muchas veces, en imposibilidad real. Es el caso, por ejemplo, de Final Cut Pro 7, y también, en la mayoría de los casos, el de Avid Media Composer,  editando los archivos h.264 o AVCHD de las DSLR; en teoría podría editarlos, pero en la práctica nuestros software no saben solventar el enorme proceso de datos que se les requiere. En estas circunstancias la solución pasa por convertir nuestros archivos con códec interframe a otros cuya compresión sea intraframe (en el caso de Final Cut Pro 7, convertirlos a Apple ProRes y en el caso de Avid a DnxHD).  Programas de edición como Premiere Pro o Final Cut Pro X tienen un mejor rendimiento con vídeos que utilizan códecs interframe.

Otra forma de clasificar las compresiones es por el tipo de algoritmo matemático utilizado en su codificación. Desde este punto de vista tenemos fundamentalmente dos tipos: DCT  (Discrete Cosine Transform) y Wavelet. La primera es la que se ha estado utilizando mayoritariamente durante muchos años (típica de todas las versiones de códecs mpeg y de sus derivados) y que se caracteriza por analizar muestras discretas de la imagen, bloques de pixeles. La compresión wavelet se ha puesto de moda porque fabricantes como Red y Sony la utilizan para comprimir sus archivos raw. Este tipo de compresión no analiza la imagen por zonas o bloques sino que analiza la imagen en su conjunto, lo que le da una ventaja a la hora de crear archivos multiresolución. Además, al no dividir la imagen en bloques para realizar la compresión no nos encontramos con el típico blocking de las compresiones DCT. Por otro lado, sí que pueden ser visibles artefactos de ruido en forma de anillos y un cierto desenfoque. Además,  las necesidades computacionales para generar y leer archivos Wavelet son mucho mayores que para los archivos DCT, lo que explica, por ejemplo, la dificultad de editar archivos nativos Red.

El muestreo de color o color sampling, que ya vimos  en otra entrega de la Guía norender.com códecs, también sería una forma de compresión, y además con pérdida, ya que lo que hace es reducir datos de crominancia en la señal de vídeo, manteniendo los datos de luminancia, a los que el ojo es más sensible. Sin embargo, se suele estudiar como una propiedad propia de los códecs  y no dentro de las compresiones.

Para acabar, decir que, aunque la compresión de vídeo no suele ser un argumento de ventas sí que es algo que los profesionales del sector debemos tener en cuenta a la hora de evaluar un códec de vídeo; debemos valorar el tipo de compresión y la cantidad para hacernos una idea de la calidad de un códec de vídeo. Son más fáciles de interpretar los grandes números ¡5k!, ¡16 bits!, ¡120 fps!, que la compresión de un códec, pero estos grandes números muchas veces ocultan parte de la verdad. Considerando la compresión de los códecs quizás podamos entender que, por ejemplo,  Arri, con unos números en las especificaciones de su códec bastante inferiores a los de Red, es últimamente más valorada por los profesionales y se ha hecho con la producción de la mayoría de las películas de Hollywood.

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Comentarios

  1. Buen día,
    Es posible que me guíen en cuanto a la compresión final ?? Es decir, si grabo en RAW, .mov DSLR, HD 1920×1080 o SD720x480, pero quiero montarlo en la web, cual debe ser el bitrate ? cual tamaño es el más apropiado ? cual codec es el más apropiado ? En muchas partes hay bastantes configuraciones, pero a nivel profesional no existe información. Gracias por el conocimiento compartido y espero que puedan aclarar mi duda.

    • LOLO LAVÍN

      Hola Julian,
      La pregunta que me hace no tiene una única respuesta y dependerá sobre
      todo de la capacidad del servidor donde quiera alojar el vídeo; habrá que
      encontrar un compromiso entre calidad y espacio de almacenaamiento en el
      servidor. No hay un criterio único profesional. Tampoco es lo mismo que el
      vídeo se vaya a alojar en Youtube o Vimeo o en un servidor particular.
      En cuanto al códec para almacenamiento web, se está utilizando por su
      eficiencia el h.264, evolución del mp4, la resolución, como le digo,
      dependerá de su servidor, creo que no menos de 1280×720. En cuanto al
      bitrate volvemos al mismo dilema, mayor espacio utilizaremos mayor
      bitrate. Le dejo un enlace de recomendaciones de Youtube
      http://support.google.com/youtube/bin/answer.py?hl=es&answer=1722171.
      Un saludo
      Lolo Lavín

  2. MIRIAM

    tengo unas especificaciones de una pantalla de proyección diferentes 3,840pxls x 960 pxls, y cuando hago la compresión para crear el .mov desfasa audio de video. y ese .mov cuando lo quiero convertir en .mp4, no me deja, cómo puedo hacer que 1. no se desfase audio y video y dos que pueda hacer una compresión mp4

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