FFV1

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FFV1 (abreviatura de FF Video 1) es un formato de codificación de video intra-cuadro sin pérdida. FFV1 es particularmente popular por su desempeño en cuanto a velocidad y tamaño, en comparación con otros códecs de conservación sin pérdida, como M-JPEG2000.

El codificador y decodificador forman parte de la biblioteca de código abierto y gratuita libavcodec en el proyecto FFmpeg desde junio de 2003. FFV1 también está incluido en ffdshow y LAV Filters, lo que hace que el códec de vídeo esté disponible para las aplicaciones de Microsoft Windows que admiten códecs de todo el sistema a través de Video for Windows (VfW) o DirectShow.

FFV1 ha sido estandarizado en la IETF bajo la RFC 9043. La Unión Europea de Radiodifusión (EBU) incluye a FFV1 en el índice de familia de códecs "31" en su lista combinada de referencias de códecs de video.

Archivo de vídeo

Para la conservación a largo plazo de vídeos digitales, son necesarios formatos de contenedores sostenibles, así como códecs de audio y vídeo. En 2013, no había consenso entre la comunidad de archivos sobre qué formato de archivo o códecs se deberían utilizar para la conservación de vídeos digitales. Las codificaciones proclamadas anteriormente eran Motion JPEG 2000 (sin pérdida) y vídeo sin comprimir.

FFV1 demostró ser una codificación de archivo viable y la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos comenzó a considerarla como una opción adecuada para la codificación de preservación en 2014. En comparación con JPEG 2000 sin pérdida, FFV1 presenta índices de compresión comparables y requisitos informáticos más bajos. A partir de 2014, se está utilizando en archivos, particularmente donde las colecciones no incluyen materiales de transmisión extensos y, en cambio, consisten en historia oral y similares.

Desde aproximadamente 2015, el proyecto europeo PREFORMA comenzó a trabajar en la estandarización de FFV1 a través del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF). Se estandarizó en agosto de 2021 como RFC 9043. El proyecto PERFORMA también implementó un verificador de conformidad para FFV1 en el contenedor Matroska. MediaArea (autores de MediaInfo) ha preparado los detalles del plan de estandarización de FFV1 como parte de su herramienta de verificación de conformidad "Media CONCH".

También figura como una opción de formato para la conservación a largo plazo de imágenes en movimiento en los sitios de la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos, State Records NSW y otros. La Sociedad de Archivistas Estadounidenses publicó un artículo en agosto de 2014, en el que sugiere que solo FFV1 sea el códec de conservación para video.

El proyecto de Preservación Digital de la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos identificó a AVI y Matroska como formatos contenedores comunes para FFV1.

Usar como código de preservaciónc

En el ámbito del archivo de vídeo, el interés por el formato FFV1 está aumentando, como se puede ver en un hilo de discusión en la lista de correo AMIA-L, el foro PrestoCentre o la lista de correo Archivematica. Las empresas también están optando por el soporte para el formato FFV1. Por ejemplo, NOA (anteriormente "NOA Audio Solutions") anunció el soporte para el formato FFV1 en su línea de productos en julio de 2013 y KEM-Studiotechnik lanzó un escáner de película con salida FFV1 en noviembre de 2013.

En una entrevista para la revista The New York Times sobre "Consejos para archivar la historia familiar", Bertram Lyons de la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos dice:

"[...] para video, hay muchas opciones en lo que se refiere a codecs (la forma en que los bits están codificados/decodificados para representar los datos visuales, por ejemplo, ffv1, H.264, Apple ProRes) [...]"

En enero de 2013, el posible uso y adopción de FFV1 como códec de archivo se abordó en el número de la revista AV Insider de PrestoCentre:

"FFV1 tiene muchas características técnicas beneficiosas [...], pero las tasas de adopción son relativamente bajas en comparación con las alternativas, por ejemplo JPEG2000. [...] Pero mantener atrás demasiado tiempo sólo sirve para autoperpetuar el estado de FFV1.

La adopción por Archivematica y el Mediatek austriaco con su promoción activa de FFV1 junto con otros puede comenzar a romper este círculo vicioso. Esto podría llevar a un círculo virtuoso de mayor toma, al desarrollo compartido, a la incorporación en productos comerciales y a una serie de otros beneficios para la comunidad".

PACKED, el "Centro de especialización en patrimonio digital" de Bélgica, afirma en un artículo sobre los formatos de vídeo para archivar:

"Cuando se quitan los codecs propietarios de esta lista, sólo quedan unos pocos. [...] Esto básicamente deja a las instituciones del patrimonio que quieren utilizar un codec sin pérdidas, con sólo dos opciones: Jpeg2000 y FFV1."

En 2015, la Federación Internacional de Archivos de Televisión (FIAT/IFTA) mencionó FFV1 explícitamente en su convocatoria de presentaciones para su Conferencia Mundial anual, preguntando "¿FFV1 es el nuevo JPEG2000?". También se realizará un taller titulado "FFV1 para la preservación".

List of institutions known to use FFV1

Austria
  • Museo Austriaco de Arte Moderno (MuMoK): Para su colección de videos de arte.
  • Danube University Krems (Lower Austria/Niederösterreich)
  • Filmarchiv Austria (Austrian Film Archive): Por su telecined DigiBeta copias de algunas películas.
  • Landesmuseum Niederösterreich [de] (Museo Estatal de la Baja Austria)
  • Österreichische Mediathek (archivo audio/vídeo nacional de Austria)
Australia
  • Museo Victoria
Bélgica
  • meemoo [nl], el Instituto Flamenco de Archivos anunció en junio de 2020 que iniciarían una operación importante transcodificando y reelaborando sus archivos MXF envueltos JPEG2000 resultantes de proyectos de digitalización para el material del sector del patrimonio cultural a MKV envolvieron los archivos FFV1. En 2019 ya habían anunciado que MKV-FFV1 sería el formato entrelazado de su proyecto de migración para cassettes DV, DVCAM y DVCPRO.
Canadá
  • Ciudad de Vancouver Archives
  • Musée d'art contemporain de Montréal
Francia
  • Cinémathèque Française
Alemania
  • SMIDAK Filmproduktion
Irlanda
  • Irish Film Institute
Eslovaquia
  • RTVS Slovakia
Eslovenia
  • RTV Slovenija
Suiza
  • Preservación AV por reto.ch
  • HTW Chur
  • Archivos de la Ville de Lausanne Archivado 2017-05-18 en la máquina Wayback
Emiratos Árabes Unidos
  • Sharjah Media Corporation (SMC).
Reino Unido
  • The National Archives (Reino Unido)
  • The Media Archive for Central England
  • BFI National Archive (el archivo de imagen móvil nacional del Reino Unido)
  • La caja, Plymouth
Estados Unidos
  • Biblioteca del Congreso
  • City University of New York Television (CUNY TV)
  • Bibliotecas de Duke University
  • Indiana University
  • Biblioteca Nacional de Medicina (Washington DC)
  • Biblioteca Pública de Nueva York
  • University of Georgia, Walter J. Brown Media Archives
  • University of Notre Dame Archives
  • Bibliotecas de la Universidad de Texas (FFV1 en MKV para la preservación de DVD)

Desarrollo y mejoras

La "Österreichische Mediathek" también ha desarrollado DVA-Profession, una solución de software libre para la digitalización masiva de vídeo apta para archivo, que utiliza principalmente FFV1 como codificación de vídeo en todo el flujo de trabajo, sin transcodificación. Además, han iniciado el desarrollo de "FFV1.3" (=versión 3 de FFV1) junto con Michael Niedermayer (FFmpeg), Peter Bubestinger-Steindl y Dave Rice; véase #Versiones a continuación.

Aplicaciones de apoyo FFV1

A continuación se incluye una lista de aplicaciones que se sabe que pueden leer y/o escribir archivos de video FFV1, ya sea de forma nativa o instalando paquetes de códecs.

Las entradas marcadas con "-" significan que generalmente solo admiten codificación o decodificación.

El término "integrado" significa que la aplicación puede manejar FFV1 sin necesidad de instalar paquetes de códecs adicionales. Las aplicaciones que vienen con compatibilidad con FFV1 de fábrica, generalmente usan las bibliotecas de FFmpeg o Libav para hacerlo.

La lista está lejos de estar completa y se irá ampliando con el tiempo:

AplicaciónCodificaciónDecodificaciónMétodo
Adobe PremiereSí.Sí.DirectShow
ArchivematicaSí.Sí.incorporado
AVIDDesconocidaSí.Su transcodificador puede manejar FFV1
AvidemuxSí.Sí.incorporado
Davinci ResolveSí.Sí.incorporado
BlenderSí.Sí.incorporado
DVA-ProfessionSí.Sí.incorporado
ffdshow-outsSí.Sí.incorporado
FFmpegSí.Sí.incorporado
HandBrakeSí.Sí.incorporado
Harris Broadcast VelocitySí.Sí.Video para Windows
kdenliveSí.Sí.incorporado
KEM Escáner (escáner de película de movimiento)Sí.-incorporado
Filtros LAVSí.Sí.incorporado
MediaInfo-Sí.incorporado
Media Lovin' ToolkitSí.Sí.incorporado
Media Player Classic-Sí.incorporado
MPlayer/MEncoderSí.Sí.incorporado
NOA MediaButlerSí.Sí.incorporado
QUADRIGA VideoSí.DesconocidaDesconocida
ShotcutSí.Sí.incorporado
Sorenson SqueezeDesconocidaSí.incorporado
VirtualDubSí.Sí.Video para Windows
VLC media playerNoSí.incorporado
Windows Media PlayerDesconocidaSí.DirectShow

Detalles de la compresión

FFV1 no es estrictamente un formato intra-frame; a pesar de no utilizar predicción inter-frame, permite que el modelo de contexto se adapte a múltiples frames. Esto puede ser útil para la compresión debido al gran tamaño de la tabla de contexto, pero se puede desactivar para forzar al codificador a generar un flujo de bits estrictamente intra-frame. Como la compresión obtenida parece disminuir con versiones posteriores de FFV1 (versión 2,3), el uso de un tamaño de GOP mayor que "1" podría desaparecer en el futuro.

Proceso de predicción

Durante el escaneo progresivo de un fotograma, la diferencia entre un píxel actual y su valor predicho, a juzgar por los píxeles vecinos, se envía al proceso de codificación de entropía. La predicción se realiza de la siguiente manera:

predicción MedianoTop, Izquierda, Top + Izquierda - TopLeft)

El tercer valor, Top + Left - TopLeft, es efectivamente equivalente a aplicar el predictor "top" a la muestra actual y a la izquierda, seguido de la aplicación del predictor izquierdo al residuo de predicción del predictor superior. Este método, también conocido como gradiente, explota la redundancia horizontal y vertical. Por lo tanto, en términos simples, la predicción es la mediana de los métodos de predicción superior, izquierdo y de gradiente. Para mejorar el rendimiento y la simplicidad, se supone que los bordes del marco son cero para evitar casos especiales. La predicción en la codificación y la decodificación se gestiona mediante un búfer de anillo.

Proceso de codificación entropía

Los residuos se codifican utilizando la codificación Golomb-Rice o la codificación de rango. Ambas opciones utilizan un modelo de contexto muy grande. El modelo de contexto "pequeño" utiliza contextos (11×11×11+1)/2=666 basados en los valores vecinos de (Left − TopLeft), (TopLeft-Top) y (Top − TopRight). El modelo de contexto "grande" El modelo de contexto utiliza contextos (11×11×5×5×5+1)/2=7563 basados en los mismos valores que antes, pero también (TopTop − Top) y (LeftLeft − Left), donde TopTop es el píxel dos arriba del actual verticalmente, y LeftLeft es el píxel dos a la izquierda del actual. En la codificación de rango, cada "contexto" En realidad, tiene 32 subcontextos utilizados para varias partes de la codificación de cada residuo, lo que da como resultado un total de 242 016 contextos para el modelo "grande".

Las primeras versiones experimentales de FFV1 utilizaban el codificador aritmético CABAC de H.264, pero debido a la situación incierta de patentes y regalías, así como a su rendimiento ligeramente inferior, se reemplazó CABAC por codificación de rango.

Situación

El 16 de abril de 2006, un mensaje de confirmación de Michael Niedermayer confirmó que el flujo de bits de FFV1 (versión 1) estaba congelado:

"ffv1 y ffvhuff no han cambiado desde hace mucho tiempo y nadie propuso nada cambios dentro de 1 mes después de mi advertencia así que ya no están oficialmente experimental y garantizaremos la decodificabilidad de archivos codificados con el actual ffv1/ffvhuff en el futuro"

Versiones

Versión 1 (FFV1.1)
El bitstream de la versión 1 está congelado y se ha considerado estable para el uso de la producción desde abril de 2006.
El comentario "experimental" en el código fuente fue pasado por alto en entonces y eliminado en marzo de 2010.
Versión 2 (FFV1.2)
La versión 2 fue una versión intermedia que nunca fue publicada oficialmente y no debería utilizarse para fines de producción.
Versión 3 (FFV1.3)
El bitstream de la versión 3 está congelado desde el 3 de agosto de 2013. El compromiso final que marca esta versión como publicado oficialmente para el uso de la producción fue el 26 de agosto de 2013.
FFV1.3 contiene mejoras y nuevas características, como el apoyo a la codificación/decodificación de múltiples hilos, la resiliencia de errores y la validación de la integridad por las sumas de verificación de la CRC, el almacenamiento de la relación de aspecto de visualización (DAR) y el orden de campo. Fue probado durante más de 1 año, y liberado oficialmente estable para producción en agosto de 2013.
En agosto de 2016, el soporte para 48bit/16bpc (=bits por componente) en RGB se añadió al codec de referencia. Antes de eso, 16bpc en FFV1 sólo se apoyaron en YCbCr y RGB se limitó a 14bpc.
Todavía no hay un encoder multithreaded VFW de FFV1.3 para Windows en 2017. FFdshow puede codificar sólo un flujo FFV1.1 con un solo núcleo de CPU.
Versión 4 (FFV1.4)
Las mejoras más allá de FFV1.3 son trabajos en curso y se están discutiendo en la lista de correos de IETF "CELLAR".
Previstos son soporte adicional para los espacios de color, especialmente no lineal/logarítmico.
El Borrador está alojado en GitHub.

Documentación

La documentación autorizada actual se inició en abril de 2012 y se mantuvo en un estado muy básico hasta 2015. En 2015, como parte del proceso de estandarización de la IETF, la documentación está siendo mejorada y revisada por el grupo de trabajo CELLAR en estrecha colaboración con Michael Niedermayer.

Véase también

  • FFmpeg
  • Lista de codecs de vídeo de compresión sin pérdidas

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  • RFC 9043
  • FFV1 Repositorio de desarrollo de especificación
  • Moscú State University Lossless Video Codecs Comparison 2007
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