Transcodificación

Transcodificación es la conversión directa de digital a digital de una codificación a otra, como archivos de datos de vídeo, archivos de audio (por ejemplo, MP3, WAV) o codificación de caracteres (por ejemplo, UTF). -8, ISO/CEI 8859). Esto generalmente se hace en los casos en que un dispositivo de destino (o flujo de trabajo) no admite el formato o tiene una capacidad de almacenamiento limitada que exige un tamaño de archivo reducido, o para convertir datos incompatibles u obsoletos a un formato moderno o mejor compatible.

En el mundo del vídeo analógico, la transcodificación se puede realizar justo mientras se buscan archivos, así como para la presentación. Por ejemplo, los archivos Cineon y DPX se han utilizado ampliamente como formato común para el cine digital, pero el tamaño de los datos de una película de dos horas es de aproximadamente 8 terabytes (TB). Ese gran tamaño puede aumentar el costo y la dificultad de manejar archivos de películas. Sin embargo, la transcodificación a un formato JPEG2000 sin pérdidas tiene un mejor rendimiento de compresión que otras tecnologías de codificación sin pérdidas y, en muchos casos, JPEG2000 puede comprimir imágenes a la mitad de su tamaño.

La transcodificación suele ser un proceso con pérdidas, lo que introduce una pérdida de generación; sin embargo, la transcodificación puede realizarse sin pérdidas si la salida se comprime o descomprime sin pérdidas. El proceso de transcodificación a un formato con pérdida introduce diversos grados de pérdida de generación, mientras que la transcodificación de con pérdida a sin pérdida o sin compresión es técnicamente una conversión sin pérdida porque no se pierde información; sin embargo, cuando la conversión es irreversible, se la conoce más correctamente como destructiva.

Proceso

La transcodificación es un proceso de dos pasos en el que los datos originales se decodifican a un formato intermedio sin comprimir (por ejemplo, PCM para audio; YUV para video), que luego se codifica en el formato de destino.

Recodificación/grabación

También se pueden volver a codificar datos en el mismo formato, por varios motivos:

Edición

Si uno desea editar datos en un formato comprimido (por ejemplo, realizar la edición de imágenes en una imagen JPEG), uno generalmente lo decodificará, editará, y luego lo recodificará. Esta recodificación causa pérdida de generación digital; por lo tanto, si uno desea editar un archivo repetidamente, uno sólo debe decodificarlo una vez, y hacer todas las ediciones en esa copia, en lugar de reencodificarla repetidamente. Del mismo modo, si se requiere una codificación a un formato perdido, debe aplazarse hasta que se finalicen los datos, por ejemplo después de dominar.

Mordación inferior

Transición es un proceso similar a la transcodificación en el que los archivos se codifican a un bitrate inferior sin cambiar los formatos de vídeo; esto puede incluir la conversión de frecuencia de muestra, pero puede utilizar una tasa de muestreo idéntica con una compresión superior. Esto permite encajar los medios dados en un espacio de almacenamiento más pequeño (por ejemplo, encajar un DVD en un CD de vídeo), o en un canal de ancho de banda inferior.

Escalada de imágenes

Cambiar el tamaño de imagen de vídeo se conoce como transestación, y se utiliza si la resolución de salida difiere de la resolución de los medios de comunicación. En un dispositivo suficientemente potente, el escalado de imágenes se puede hacer en la reproducción, pero también se puede hacer recodificando, especialmente como parte de la transratación (como una imagen desmontada que requiere un bitrate inferior).

También se pueden utilizar formatos con reducción de la tasa de bits, que permiten reducir fácilmente la tasa de bits sin volver a codificar, pero la calidad suele ser inferior a la de una recodificación. Por ejemplo, en la eliminación de la tasa de bits de Vorbis a partir de 2008, la calidad es inferior a la recodificación.

Inconvenientes

El principal inconveniente de la transcodificación en formatos con pérdida es la disminución de la calidad. Los artefactos de compresión son acumulativos, por lo que la transcodificación provoca una pérdida progresiva de calidad con cada generación sucesiva, lo que se conoce como pérdida de generación digital. Por esta razón, generalmente se desaconseja la transcodificación (en formatos con pérdida) a menos que sea inevitable.

Para los usuarios que quieran volver a codificar audio en cualquier formato y para la edición de audio digital, es mejor conservar una copia maestra en un formato sin pérdidas (como FLAC, ALAC, TTA, WavPack y otros). que ocupan alrededor de la mitad del espacio de almacenamiento necesario en comparación con los formatos PCM originales sin comprimir (como WAV y AIFF), ya que los formatos sin pérdidas suelen tener el beneficio adicional de tener opciones de metadatos, que faltan por completo o son muy limitadas en los formatos PCM. Estos formatos sin pérdida se pueden transcodificar a formatos PCM o transcodificar directamente de un formato sin pérdida a otro formato sin pérdida, sin pérdida de calidad. Se pueden transcodificar a un formato con pérdida, pero estas copias no podrán transcodificarse a otro formato de ningún tipo (PCM, sin pérdida o con pérdida) sin una pérdida de calidad posterior.

Para la edición de imágenes, se recomienda a los usuarios capturar o guardar imágenes en un formato sin formato o sin comprimir, y luego editar una copia de esa versión maestra, convirtiéndolas solo a formatos con pérdida si se necesitan imágenes de menor tamaño para la distribución final. Al igual que con el audio, la transcodificación de un formato con pérdida a otro formato de cualquier tipo provocará una pérdida de calidad.

Para la edición de vídeo (para la conversión de vídeo), las imágenes normalmente se comprimen directamente durante el proceso de grabación debido a los enormes tamaños de archivo que se crearían si no lo fueran, y porque las enormes demandas de almacenamiento serían demasiado engorrosas para el usuario de lo contrario.. Sin embargo, la cantidad de compresión utilizada en la etapa de grabación puede ser muy variable y depende de una serie de factores, incluida la calidad de las imágenes que se graban (por ejemplo, analógicas o digitales, definición estándar o alta definición, etc.). y el tipo de equipo disponible para el usuario, lo que a menudo está relacionado con limitaciones presupuestarias, ya que el equipo de video digital de la más alta calidad y el espacio de almacenamiento pueden ser costosos. En la práctica, esto significa que cualquier transcodificación implicará cierta pérdida acumulativa de imagen y, por lo tanto, la solución más práctica para minimizar la pérdida de calidad es que la grabación original se considere la copia maestra y las versiones transcodificadas posteriores deseadas, que a menudo estarán en un formato diferente y tamaño de archivo más pequeño, para ser transcodificado solo desde esa copia maestra.

Uso

Aunque la transcodificación se puede encontrar en muchas áreas de adaptación de contenido, se usa comúnmente en el área de adaptación de contenido de teléfonos móviles. En este caso, la transcodificación es imprescindible debido a la diversidad de dispositivos móviles y sus capacidades. Esta diversidad requiere un estado intermedio de adaptación del contenido para garantizar que el contenido de origen funcionará adecuadamente en el dispositivo de destino al que se envía.

La transcodificación de vídeo desde la mayoría de las cámaras digitales de consumo puede reducir significativamente el tamaño del archivo y mantener la calidad aproximadamente igual. Esto es posible porque la mayoría de las cámaras de consumo son dispositivos en tiempo real con limitaciones de energía y que no tienen la potencia de procesamiento ni las fuentes de alimentación robustas de las CPU de escritorio.

Una de las tecnologías más populares en las que se utiliza la transcodificación es el Servicio de Mensajería Multimedia (MMS), que es la tecnología utilizada para enviar o recibir mensajes con medios (imagen, sonido, texto y vídeo) entre teléfonos móviles. Por ejemplo, cuando se utiliza un teléfono con cámara para tomar una fotografía digital, se crea una imagen de alta calidad de al menos 640x480 píxeles. Al enviar la imagen a otro teléfono, esta imagen de alta resolución puede transcodificarse a una imagen de menor resolución con menos colores para adaptarse mejor al tamaño de pantalla y las limitaciones de color del dispositivo de destino. Esta reducción de tamaño y color mejora la experiencia del usuario en el dispositivo de destino y, a veces, es la única forma de enviar contenido entre diferentes dispositivos móviles.

La transcodificación se utiliza ampliamente en el software de cine en casa para PC para reducir el uso de espacio en disco por parte de los archivos de vídeo. La operación más común en esta aplicación es la transcodificación de archivos MPEG-2 al formato MPEG-4 o H.264.

La transcodificación en tiempo real de muchos a muchos (cualquier formato de entrada a cualquier formato de salida) se está convirtiendo en una necesidad para proporcionar una verdadera capacidad de búsqueda para cualquier contenido multimedia en cualquier dispositivo móvil, con más de 500 millones de vídeos en la web. y una gran cantidad de dispositivos móviles.

Historia

Antes de la llegada de los semiconductores y los circuitos integrados, la resolución en tiempo real y la transcodificación de velocidad de fotogramas entre diferentes estándares de vídeo analógico se lograban mediante una combinación de CRT y tubo de cámara. La parte CRT no escribe sobre un fósforo, sino sobre un objetivo dieléctrico delgado; la parte de la cámara lee el patrón de carga depositada a una velocidad de escaneo diferente a la de la parte posterior de este objetivo. La configuración también podría usarse como genlock.

Referencias generales y citadas

• Federal Standard 1037C
• MIL-STD-188
• Lista de software multimedia portátil
• P. A. A. Assuncao y M. Ghanbari, "Un transcodificador de vídeo de dominio de frecuencia para la reducción dinámica de la tasa de bits de los flujos MPEG-2", en Transacciones IEEE en circuitos y sistemas de tecnología de vídeo, vol. 8, no. 8, págs. 953 a 967, diciembre de 1998.
• Huifang Sun, Xuemin Chen, y Tihao Chiang, Transcodificación digital de vídeo para transmisión y almacenamiento, Nueva York, CRC Press, 2005.