Все что нужно знать о видео кодеках и контейнерах. Что такое видеокодеки и аудиокодеки

Чаще всего, после установки новой Windows, Ваш компьютер становится "пустым" (конечно, если Вы не использовали не лицензионную копию ОСи и не какой то сборник с предустановленными программами). И обычно Вам хочется почти сразу послушать музыку или посмотреть видео. Хорошо если они имеют стандартный общеизвестный формат, тогда с этим может справится плеер от Windows. Но чаще бывает такое, что при попытке открыть файл с музыкой или видео, плеер просто не может его открыть и выдает сообщение об ошибке.

Что делать в таком случае? Можно скачать и установить сторонние плееры (например ), некоторые из которых уже идут со встроенными кодеками. Но гораздо правильным решением будет скачать и установить кодеки для Windows . Но об этом чуть ниже.

Для начала разберемся и ответим на вопрос в заголовке статьи - что такое кодеки и для чего они нужны?
Кодеки - это программа (иногда и своеобразный сборник прог), предназначенная для кодирования (сжатия) и декодирования (воспроизведения из сжатого состояния) аудио и видео файлов (мультимедиа файлов).

Отсюда и происхождение названия. Слово "КОДЕК" происходит от сочетания первых букв в словах КОдировщик/ДЕКодировщик (англ. CODEC - от COder/DECoder).

Зачем нужны кодеки и для чего такая кодировка?

Дело в том, что мультимедиа файлы имеют большие размеры (особенно видео), что очень неудобно, например, при передаче таких файлов по сети. Кодеки же позволяют уменьшать первоначальный размер файлов, сохраняя при этом максимально хорошее качество.

Именно поэтому, если Вы пытаетесь запустить мультимедия файл, а плеер выдаёт ошибку при открытии или же воспроизводит его неправильно, то в большинстве случаев это связано с тем, что система не может найти программу для раскодировки данного файла, т.е. у вас нет необходимого кодека.

Кодеки предназначены не для самостоятельного открытия и воспроизведения файлов, их задача - помочь плееру их открыть.
Исключением является то, что (как я и писал выше) некоторые плееры уже имеют свои кодеки. Но порой и тех, что в них встроены, не достаточно для воспроизведения некоторых типов файлов.
Так же некоторые сборники кодеков имеют свой плеер (например Media Player Classic).

Как узнать какие кодеки установлены в системе?

Для Windows XP
1) Пуск -> Панель управления -> Система (или просто ПКМ на Мой компьютер и выбираем "Свойства") -> переходим на вкладку Оборудование .

2) Раскрываем пункт "Звуковые видео и игровые устройства" (щелчком по плюсику), а потом щёлкните 2 раза по пункту Аудио кодеки (или Видео кодеки).

3) Открываем вкладку Свойства

Для Windows 7 или Vista
1) Пуск -> компонент "Все программы" -> Служебные (либо Стандартные, а там уже Служебные) -> Сведения о системе.

2) Появится окно, которое будет разделено на две части. В левой части этого окна находим строку "Компоненты" и раскрываем его, щелкнув на "плюсик". Затем так же раскрываем список "Мультимедиа" и видим нужные нам кодеки.

Эту информацию я предоставил больше для общей осведомленности. Теперь перейдем к самому интересному:

Как установить кодеки?

Просто скачиваем и устанавливаем один из некоторых, предоставленных мною, как обычную программу.

Это самый популярный и лучший сборник кодеков.
При установке сразу же решает проблемы с кодеками и избегает конфликтов с существующими. а так же может их обновить.
Устанавливает свой плеер, с помощью которого Вы так же можете послушать музыку или видео, если другие не справляются.

Скачать бесплатно свежую/новую версию кодеков , - это официальные сборники от одного и того же разработчика.

Бесплатный пакет кодеков K-Lite Codec Pack содержит необходимые инструменты работы и настройки оптимизации воспроизведения аудио и видео форматов, включающих в себя множество разнообразных расширений. Существуют разные версии пакета K-Lite Mega Codec Pack, K-Lite Codec Pack Basic, K-Lite Codec Pack Full и Standard. Пакет подходит для любой актуальной операционной системы, начиная от Windows XP, заканчивая Windows 10, разработчики постоянно тестируют продукцию на наличие всевозможных конфликтов и предоставляют стабильные обновления. В процессе простой установки можно настраивать требуемые компоненты. Присутствует поддержка любого формата мультимедиа, являющегося популярным, например avi, mkv, mp4, flv, ogm, mpeg, mov, ts, m2ts, acm, vfw, mp3, flac, aac и так далее. Имеется интегрированный плеер Media Player Classic и Home, опция воспроизведения субтитров, аппаратное ускорение и прочее.

DivX Codec Pack эффективно устранит такие неполадки, как подтормаживания в ходе просмотра фильмов, что вызывает явный дискомфорт для владельца ПК. Бесплатный пакет отлично себя проявил при работе с ОС Windows 7,8 и с предыдущими модификациями. Встроенные инструменты обработки позволят сохранять хорошее качество при проигрывании контента. Умеет считывать DivX и MKV через различные браузеры и плееры.

ADVANCED Codecs создан для работы с платформами Windows 7, а также 8, 8.1 и 10. Набор кодеков поддерживает практически любые форматы видео и аудио. В процессе установки удаляет устаревшие кодеки, заменяя их на новые в автоматическом режиме. Имеется способность считывания Full HD и возможность ускорения музыки, фильма или потокового видео в любом веб-браузере. Не требует от вас внесения каких-либо дополнительных параметров при настройке. Работает с множеством проигрывателей, в том числе с Windows Media Player и Media Center.

Кодеки и фильтры x264 Video Codec созданы для обработки видеопотоков в формате H.264/MPEG-4 AVC, часто применяемого в сфере цифрового ТВ. Наличие программного обеспечения при повышении скорости воспроизведения контента. На вашем компьютере может быть развернуто посредством командной строки. Умеет корректно преобразовывать адаптивное пространство отображения. Включает в себя элементы регулирования скорости потоков.

Media Player Codec Pack способствует проигрыванию всех современных аудио, видео файлов, включает в себя бесплатный набор инструментов для корректного считывания мультимедиа. Воспроизводит DVD и редкие расширения SVCD, XCD, VCD в различных плеерах, отлично оптимизирован со стандартным проигрывателем от Microsoft Windows, имеются фильтры для повышения качества просматриваемого изображения.

Codec - это универсальный набор звуковых и видео кодеков, необходимых для воспроизведения популярных форматов avi, mpg, mkv, flac, mpeg-2, ogm, ps, ts, mp4, ape, jgg и прочих. Последние версии кодек пак включили в себя поддержку 32-х и 64-х операционных систем, модификации можно скачать бесплатно, они хорошо подходят для штатного проигрывателя от Майкрософт и различных веб-браузеров. Полный пакет включает различные настройки и конфигурации, способные действовать в мультизадачном режиме.

XviD Codec сформирован для контроля преобразований при воспроизведении файлов в потоке, бесплатная программа может совмещать DivX, Xvid и 3VIX. Технология сжатия без потерь качества позволит легко преобразовывать стандарт MPEG-4. Присутствует функционал редактирования программного кода, а также обширный спектр настроек кодирования и декодирования. Включает в себя компактный конвертер для видео формата Xvid.

Введение

Основная задача настоящего тестирования - сравнить результаты работы нового поколения MPEG4-кодеков (называемых MPEG-4 AVC или H.264) при записи домашнего видео простыми пользователями. Такие пользователи, как правило, используют простые известные программы для того, чтобы считывать DVD или оцифровывать сигнал с тюнера и редко изменяют настройки кодеков. Мы прекрасно понимаем, что писать кодеки так, чтобы они хорошо работали в разных ситуациях без специальной настройки (автоматически подстраиваясь под тип видео) сложнее, но тем больше чести авторам, если их кодеки хорошо справляются с такой задачей. DivX Pro 5 использовался для сравнения, как один из лучших кодеков предыдущего поколения, стандарта MPEG-4 ASP. Подробнее о разновидностях MPEG-4 можно прочитать .

Использованные кодеки

Учитывая специфику H.264 (очень большое время работы при включении "по максимуму" всех опций и возможностей), мы в дальнейшем введем два набора настроек, получаемых от производителей кодеков (и только от них). Первый набор - "tuned" - настройки, дающие максимальное качество, но долгую работу и "fast" - настройки, обеспечивающие быструю работу, но с меньшим качеством. Причем и время, и качество будут измеряться в обоих случаях. Это позволит кодекам продемонстрировать, на что они способны по качеству и даст возможность более корректно сравнивать скорость, чем в варианте сравнения настроек по умолчанию. Часть 1: Методика тестирования

Метрика PSNR

Описание метрики

В рамках данного тестирования критерием качества сжатия служит метрика (peak signal to noise ratio/пиковое отношение сигнала к шуму, измеряется в дБ). Использование именно этой метрики обусловлено ее популярностью. Ее используют в большинстве научных статей и сравнений в качестве меры потерь качества. Как и все существующие метрики, она не идеальна и имеет свои достоинства и недостатки. Для понимания приведенных ниже цифр, необходимо знать лишь то, что значение метрики тем больше, чем больше разница между сравниваемыми изображениями.

Примечание: PSNR – это наиболее общепринятая метрика для оценки различий между двумя последовательностями. Несомненно, у неё есть множество недостатков. Можно придумать огромное количество последовательностей, на которых эта метрика не совсем адекватно себя ведёт. Например, два кадра, яркость одного из которых подняли на одну единицу (из, скажем, 255). Или два кадра, отличающихся одним пикселем – на первом пиксель белый, а на втором – чёрный. В обоих примерах вы с трудом сможете уловить различия в кадрах на глаз, но с точки зрения PSNR кадры будут значительно отличаться! Однако, несмотря на все недостатки, именно метрикой PSNR до сих пор пользуется большинство разработчиков кодеков для анализа своих результатов. Эта метрика понимается и признаётся всеми профессионалами в области кодирования видео. Именно по этой причине мы выбрали PSNR в качестве основной метрики.

Смысл графиков PSNR/Frame size

На графике изображена зависимость показателя метрики от среднего размера кадра. Каждая ветвь соответствует определенному кодеку. Ветви построены на опорных точках, каждая из которых соответствует конкретному битрейту. Хорошо видно, что на каждой ветви находится по десять точек (каждая последовательность сжимается на 10 настройках битрейта). Бывает, что кодек не удерживает битрейт и с разными настройками битрейта сжимает одинаково. В таких случаях, очевидно, на ветви кодека расположено менее десяти опорных точек. Для сравнения кодеков на этих графиках следует обращать внимание на то, как высоко расположены ветви кодеков. Чем выше находится ветвь – тем выше в среднем качество последовательности, сжатой данным кодеком. На вышеприведенном в качестве примера рисунке видно, что на высоком битрейте Videosoft сжал последовательность с меньшими потерями качества по сравнению с другими кодеками.

Методика тестирования

Последовательность действий

В тестировании участвует девять фильмов (см. ниже). Каждый фильм сжимается десять раз с разными битрейтами (кбит/с): 100, 225, 340, 460, 700, 938, 1140, 1340, 1840, 2340. Таким образом, для каждого кодека генерируется 50 фильмов. Затем для каждого фильма вычисляется метрика PSNR. Причем указанная метрика вычисляется для каждого кадра. Далее для построения графика используются соответствующие числа, в зависимости от типа графика.

Задачи и правила тестирования

Основной задачей ставилась сравнительная оценка качества кодеков при их непрофессиональном использовании для сжатия фильмов. Соответственно оценка проводилась на последовательностях, обработанных простым распространенным фильтром деинтерлейсинга, а параметры кодека брались по умолчанию. Правила тестирования:

• Подсчет PSNR производился с помощью программы luv_avi.
• Размер кадра считался как частное размера фильма и количества кадров.
• Значение ординаты на графиках Delta вычисляется как разница PSNR для этих кодеков и кодека DivX.
• При тестировании кодеков, которые накладывают свой логотип на сжатый фильм, логотип заменялся на черный прямоугольник и на исходный несжатый фильм накладывался такой же прямоугольник. Далее производилось сравнение
• Для кодеков, являющихся VfW (Video for Windows), сжатие проводилось при помощи программы VirtualDub 1.5.4.
• Для кодеков, работающих по интерфейсу DirectShow, сжатие проводилось при помощи программы GraphEdit (build 011008).
• Для кодеков, которые устанавливались как отдельные приложения для сжатия, сжатие проводилось при помощи этого приложения.
• Для кодеков, которые сжимали фильм не в формат avi, а в свой внутренний формат, для получения avi использовалась программа GraphEdit (build 011008) и декодер, поставляемый с кодеком.
• Кодек MainConcept вставлял лишние кадры в декодированную последовательность. Для покадрового сравнения приходилось удалять эти кадры вручную при помощи программы VirtualDub. При этом файл считался пригодным для сравнения, если в исправленном фильме последний кадр визуально совпадал с последним кадром в исходным фильме.

Самый распространённый вопрос по поводу этого тестирования – «А с какими настройками тестировались кодеки?». В , в разных местах мы ответили на него 8 раз – с настройками по умолчанию! Это означает следующее. Мы брали чистую операционную систему и инсталлировали на неё кодек. Настройки, которые он выставил при этом, мы считали настройками по умолчанию. В процессе тестирования мы меняли только один параметр – битрейт. Таким образом, чтобы посмотреть все параметры, вам надо всего лишь заново проинсталлировать интересующий вас кодек.

Последовательности

На разных последовательностях кодеки показывают разные результаты. Например, эффективно сжать последовательность из одинаковых кадров намного легче, чем последовательность, состоящую из существенно различающихся картинок. Есть и другие характеристики последовательностей – размер кадров, зашумлённость, длина последовательности, тип движения камеры и т.д. Для нашего тестирования мы выбрали стандартные последовательности. Многими из них пользуются производители кодеков для тестирования своих продуктов. Конечно, эти последовательности не покрывают всего множества фильмов – тут нет ни мультфильмов, ни видео с тюнера. В дальнейшем мы планируем расширить число последовательностей.Часть 2: Графики по PSNR для всех кодеков

Графики Y-PSNR - Frame Size

На этих графиках хорошо видна динамика зависимости качества сжатого фильма от его размера. Координатами опорных точек диаграммы являются средние по фильму значения метрики и размера кадра. Таким образом, каждая ветвь имеет по десять точек, соответствующих разным битрейтам.

Delta Y-PSNR – это графики относительного PSNR. В качестве референсного кодека выбран DivX 5.1.1. Для каждого замера на графике конкретного кодека бралась разница этого замера и значения PSNR для референсного кодека с тем же битрейтом. При отсутствии значения, PSNR референсного кодека получался линейной интерполяцией.

Y-PSNR Sequence battle

Delta Y-PSNR Sequence battle

Выводы

• На низких битрейтах DivX сильно уступает кодекам VSS_main, Fraunhofer, Ateme.
• На средних и высоких битрейтах кодек от Ateme опережает все остальные кодеки.

Кодек (англ.codec - сокр. от coder/decoder (кодировщик/декодировщик) или compressor/decompressor) — файл-формула, которая определяет, каким образом можно «упаковать» видео\аудиоконтент и, соответственно, проиграть видео\аудио. Также возможно добавление к файлу субтитров, векторных эффектов и т. п.

2. Зачем нужны кодеки?

Кодеки необходимы для уменьшения размера видео-аудио информации. Один несжатый кадр стандартного ТВ разрешения весит 1,18Мб. В России стандарт — 25 кадров в секунду. Итого, минута видео обойдется Вам в 1 770 Мб. Неплохо, да? Сжатое же аналогичное видео будет весить, в среднем, не больше 50 Мб, почти без потерь качества. Никакой магии =) Все дело в том, что в несжатом видео файле, по сути, хранится набор bmp картинок. То есть структура файла примерно такая: выставляется информация о количестве пикселей по ширине, а дальше начинается перечисление цветовой составляющей каждого пикселя.

3. Есть ли какой-то один универсальный кодек?

Пожалуй -нет. Однако стоит брать во внимание, что, по сути, алгоритмов сжатия не так ужмного.

Алгоритм MPEG

MPEG производит межкадровое сжатие, за счетпредсказания (вычисления) движения внутри кадра, и других внутрикадровых изменений.

Всеформаты сжатия семейства MPEG (MPEG 1, MPEG 2, MPEG 4, MPEG 7) используют высокую избыточность информации в изображениях, разделенных малым интервалом времени. Между двумя соседними кадрами обычно изменяется только малая частьсцены – например, происходит плавное смещение небольшого объекта на фоне фиксированного заднего плана. В этом случае полная информация о сцене сохраняется выборочно – только для опорных изображений. Для остальных кадров достаточно передавать разностную информацию: о положении объекта, направлении и величине его смещения, о новых элементах фона, открывающихся за объектом помере его движения. Причем эти разности можно формировать не только по сравнениюс предыдущими изображениями, но и с последующими (поскольку именно в них по мере движения объекта открывается ранее скрытая часть фона).

Форматы сжатия семейства MPEG сокращают объем информации следующим образом:

• Устраняется временная избыточность видео (учитывается только разностная информация).
• Устраняется пространственная избыточность изображений путем подавления мелких деталей сцены.
• Устраняется часть информации о цветности.
• Повышается информационная плотность результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического кода для его описания.

Форматы сжатия MPEG сжимают только опорные кадры – I-кадры (Intra frame – внутренний кадр). В промежутки между ними включаются кадры, содержащие только изменения между двумя соседними I-кадрами – P-кадры (Predicted frame – прогнозируемый кадр). Для того чтобы сократить потери информации между I-кадром и P-кадром, вводятся так называемые B-кадры (Bidirectional frame – двунаправленный кадр). Вних содержится информация, которая берется из предшествующего и последующего кaдров. При кодировании в форматах сжатия MPEG формируется цепочка кадров разных типов. Типичная последовательность кадров выглядит следующим образом: IBBPBBIBBPBBIBB… Соответственно, последовательность кадров в соответствии с их номерами будет воспроизводиться в следующем порядке: 1423765…

Форматы сжатия видео изображения MPEG 1 и MPEG 2

В качестве начального шага обработки изображения форматы сжатия MPEG 1 и MPEG 2 разбивают опорные кадры на несколько равных блоков, над которыми затем производится дискетное косинусное преобразование (DCT). По сравнению с MPEG 1, формат сжатия MPEG 2 обеспечивает лучшее разрешение изображения при более высокой скорости передачи видео данных за счет использования новых алгоритмов сжатия и удаления избыточной информации, а также кодирования выходного потока данных. Также формат сжатия MPEG 2 дает возможность выбора уровня сжатия за счет точности квантования. Для видео с разрешением 352х288 пикселей формат сжатия MPEG 1 обеспечивает скорость передачи 1,2 – 3 Мбит/с, а MPEG 2 – до 4 Мбит/с.

По сравнению с MPEG 1, формат сжатия MPEG 2 обладает следующими преимуществами:

• Как и JPEG2000, формат сжатия MPEG 2 обеспечивает масштабируемость различных уровней качества изображения в одном видеопотоке.
• В формате сжатия MPEG 2 точность векторов движения увеличена до 1/2 пикселя.
• Пользователь может выбрать произвольную точность дискретного косинусного преобразования.
• В формат сжатия MPEG 2 включены дополнительные режимы прогнозирования.

Формат сжатия MPEG 2 использовал снятый сейчас с производства видеосервер AXIS 250S компании AXIS Communications, 16-канальный видеонакопитель VR-716 компании JVC Professional, видеорегистраторы компании FAST Video Security и многие другие устройства системы видеонаблюдения.

Формат сжатия MPEG 4

MPEG4 использует технологию так называемого фрактального сжатия изображений. Фрактальное (контурно-основанное) сжатие подразумевает выделение из изображения контуров и текстур объектов. Контуры представляются в виде т.н. сплайнов (полиномиальных функций) и кодируются опорными точками. Текстуры могут быть представлены в качестве коэффициентов пространственного частотного преобразования (например, дискретного косинусного или вейвлет-преобразования).

Диапазон скоростей передачи данных, который поддерживает формат сжатия видео изображений MPEG 4, гораздо шире, чем в MPEG 1 и MPEG 2. Дальнейшие разработки специалистов направлены на полную замену методов обработки, используемых форматом MPEG 2.Формат сжатия видео изображений MPEG 4 поддерживает широкий набор стандартов и значений скорости передачи данных. MPEG 4 включает в себя методы прогрессивного и чересстрочного сканирования и поддерживает произвольные значения пространственного разрешения и скорости передачи данных в диапазоне от 5 кбит/с до 10 Мбит/с. В MPEG 4 усовершенствован алгоритм сжатия, качество и эффективность которого повышены при всех поддерживаемых значениях скорости передачи данных.

MPEG 7 и MPEG 21 – форматы будущего

В октябре 1996 года группа MPEG приступила к разработке формата сжатия MPEG 7, призванного определить универсальные механизмы описания аудио и видео информации. Этот формат получил название Multimedia Content Description Interface. В отличие от предыдущих форматов сжатия семейства MPEG, MPEG 7 описывает информацию, представленную в любой форме (в том числе в аналоговой) и не зависит от среды передачи данных. Как и его предшественники, формат сжатия MPEG 7 генерирует масштабируемую информацию в рамках одного описания.

Формат сжатия MPEG 7 использует многоуровневую структуру описания аудио и видеоинформации. На высшем уровне прописываются свойства файла, такие как название, имя создателя, дата создания и т.д. На следующем уровне описания формат сжатия MPEG 7 указывает особенности сжимаемой аудио или видео информации – цвет, текстура, тон или скорость. Одной из отличительных особенностей MPEG 7 является его способность к определению типа сжимаемой информации. Если это аудио или видео файл, то он сначала сжимается с помощью алгоритмов MPEG 1, MPEG 2, MPEG4, а затем описывается при помощи MPEG 7. Такая гибкость в выборе методов сжатия значительно снижает объем информации и ускоряет процесс сжатия. Основное преимущество формата сжатия MPEG 7 над его предшественниками состоит в применении уникальных дескрипторов и схем описания, которые, помимо всего прочего, делают возможным автоматическое выделение информации как по общим, так и по семантическим признакам, связанным с восприятием информации человеком. Процедура занесения в каталог и поиска данных находятся вне сферы рассмотрения этого формата сжатия.

Разработка формата сжатия MPEG 21 — это долговременный проект, который называется «Система мультимедийных средств» (Multimedia Framework). Над разработкой этого формата сжатия эксперты начали работать в июне 2000 г. На первых этапах планировалось провести расширение, унификацию и объединение форматов MPEG 4 и MPEG 7 в единую обобщающую структуру. Подразумевалось, что она будет обеспечивать глубокую поддержку управления правами и платежными системами, а также качеством предоставляемых услуг.

Формат MJPEG

Формат MJPEG производит внутрикадровое сжатие. То есть сжимаеткаждый кадр, по алгоритму JPEG.

4. Какие форматы или кодеки самые популярные и необходимые?

5. Avi разве не кодек?

AVI это контейнер, так же как и VOB, WMV и другие. Под расширением avi может скрываться любой кодек. В принципе можно взять видео файл и переименовать его, допустим, в myvideo.nix. Указав ОС программу, которой стоит открывать данный тип файлов, мы получим видео файл в контейнере nix.

6. Как узнать, какой кодек мне нужен для работы (воспроизведения / кодирования) с файлом?

Скачайте программу . Очень полезная программа, которая сообщает всю информацию про видео, размер окна, частоту кадров, чем сжаты видео и аудио потоки и, что самое полезное, — перенаправляет на официальныйсайт кодека, использовавшегося для компрессии.

7. Какие кодеки мне следует загрузить и установить?

Стандартно в операционных системах встроены несколько базовых кодеков. Другие устанавливаются автоматически вместе с проигрывателями, которые вы устанавливаете. Например, плеер VLC Media читает практически все и является кроссплатформенным.

8. Зачем качать эти плееры, если можно просто скачать набор кодеков, типа K-Lite?

K-Lite вполне можно использовать, но не для профессиональной работы. K-Lite часто вызывает некорректную работу и зависание программ, работающих с видео, т.к. Windows не всегда может распознать кодек по сигнатурам файла и выхватывает кодек «наугад», что приводит к зависанию программ. Ставить или не ставить – личное решение каждого, но необходимо знать, чем это может обернуться.

Наверняка вы хоть раз в жизни сталкивались с тем, что ваш компьютер отказывался воспроизводить скачанную музыку, видеоролик или фильм с диска именно в тот день, когда вы решили провести приятный вечер у экрана монитора. От этой проблемы можно избавиться раз и навсегда, если переустановить или обновить кодеки.

Не знаете, что такое кодеки и как они работают? Тогда эта статья – для вас! Из нее вы узнаете, для чего нужны кодеки и какими они бывают, а также поймете, как устроен процесс воспроизведения видео на ПК и мобильных устройствах.

Всё, что нужно знать о кодеках

Кодеком (от английского codec ) называют программу, предназначенную для кодирования и декодирования данных мультимедиа (например, аудио- и видеопотоков). Каждый кодек «специализируется» только на одном типе данных. За обработку звуковых записей отвечают аудиокодеки (AAC, AIF, AU, MP3, RA, RAM, WMA, FLAC), с видео работают видеокодеки (DivX, AVI, H.261, H.263, H.264, MPEG, RM, RV, WMV). Над роликами, в которых содержится и звук, и видео, «колдуют» оба этих типа кодеков.

Также существуют кодеки, предназначенные для обработки цифровых изображений и текста, однако в этой статье речь пойдет именно об аудио- и видеокодеках.

Как работают кодеки?

Представьте, что вы записали ролик на видеокамеру, загрузили его в компьютер и открыли с помощью проигрывателя. Казалось бы, пустяковое дело! Но кодекам на вашей камере и компьютере пришлось немало потрудиться, чтобы вы смогли это сделать. Давайте посмотрим, чем же занимаются эти программы, когда вы записываете видео и проигрываете снятые клипы.

Кодеки принимаются за работу в тот самый момент, когда вы нажимаете кнопку записи на своей камере. Прямо во время съемки видеокодек сжимает и кодирует видеодорожку, а аудиокодек работает со звуковой дорожкой. Затем оба потока синхронизируются и сохраняются в одном медиаконтейнере, а если говорить проще – формате. Камеры могут вести запись как в популярных форматах типа AVI и MP4, так и в более экзотических.

Теперь, когда вы перенесли снятый клип на свой компьютер, в дело вступают кодеки, установленные на нем: видеокодек распаковывает изображение, аудиокодек – звуковую дорожку, а проигрыватель выводит эту информацию на экран и в колонки вашего компьютера.

Зачем все эти сложности?

Неужели нельзя обойтись без кодирования? Теоретически – можно, на практике – лучше не стоит. Дело в том, что кодеки выполняют очень важную функцию: они сжимают файлы до размеров, приемлемых для современных устройств.

Видеофайлы, создаваемые камерами в процессе записи, имеют слишком большой размер: пятиминутный ролик, снятый на современный смартфон, в несжатом состоянии может занимать несколько гигабайт памяти! Вспомните, сколько места есть на дисках вашего компьютера и мобильных устройств, и представьте, сколько несжатых видеороликов вы могли бы на нем хранить – вряд ли эта цифра будет слишком большой.

Возможно, в будущем, когда память компьютеров и гаджетов будет исчисляться десятками и сотнями терабайтов, необходимость в использовании кодеков отпадет, но сейчас без этих шустрых программ, превращающих гигабайтные видео в мегабайтные, нам не обойтись.

Как же кодеки уменьшают размер файлов?

Сжатие видео и аудио происходит за счет устранения так называемой избыточности данных. Как это происходит? Представьте, что вы в течение 5 минут снимали морской пейзаж – такой, как на картинке:

Допустим, ваша камера снимает со скоростью 30 кадров в секунду. Получается, за 1 секунду записи она сохраняет в своей памяти 30 уникальных изображений. А за 5 минут (300 секунд) она снимет целых 9000 кадров!

Но что может кардинально измениться в этом пейзаже за 1 секунду? Позеленеет небо? Испарится вода?

Даже если произойдут какие-то изменения, то они будут плавными, и на их осуществление потребуется время. Вывод: ежесекундно камера снимает 30 практически полностью идентичных друг другу кадров.

Так зачем же сохранять в памяти все эти кадры целиком? Для записи пейзажа на видео кодеку достаточно сохранить один исходный кадр, найти все похожие на него и удалить из похожих кадров повторяющиеся части изображения. Затем, при воспроизведении видео, кодек будет наслаивать изменяющиеся части на исходное изображение. Если в картинке что-то поменяется, кодек выделит еще один исходный кадр и все на него похожие. Описанный алгоритм называют компенсацией движения и считают одним из основных методов сжатия видеоданных.

Компенсация движения – это всего лишь один из множества методов, применяемых видеокодеками при обработке записей с камер. Свои способы устранения избыточной информации используют и аудиокодеки. В результате работы кодеков из аудио- и видеопотоков удаляется большая часть «лишних» данных. За счет этого и происходит изменение объема закодированного файла.

Какой кодек выбрать?

Существует множество видео- и аудиокодеков, предназначенных для различных целей. Вот краткий список самых популярных кодеков:

• H.264 (MPEG-4)
• MPEG-2
• H.265 (MPEG-H, HEVC)
• Flash

Чтобы вам не пришлось подолгу искать, какой кодек лучше подойдет вам, мы советуем скачать K-Lite Codec Pack – универсальный пакет для Windows, в котором есть все, что понадобится для проигрывания практически любого видео: самые хорошие кодеки для AVI, MKV, MP4 и других форматов.

А вдруг кодек сработает неправильно и удалит нужную информацию?
Можно ли обработать видеофайл без потерь?

В основе современных кодеков лежат сложные комплексные алгоритмы сжатия данных, которые помогают свести потери информации к минимуму. Однако если вы все-таки хотите перестраховаться, у нас есть хорошие новости: существуют так называемые lossless-кодеки, обрабатывающие видео без потерь. Это значит, что при декодировании потока информация будет воспроизведена бит к биту. Однако следует быть готовыми к тому, что размер видеофайла, обработанного такими кодеками, будет довольно большим.