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H.264PARA EL RESTO DE NOSOTROSPOR

KUSH AMERASINGHE

TRADUCCIN AL ESPAOLPORALVARO CALANDRA

Una gua independiente acercade la compresin de video y F4V,una explicacin especfca de laspreerencias y confguracin deF4V en Adobe Media Encodery Adobe Flash Media EncodingServer, y un ejemplo deestimacin de los lmites de tasade bits aceptables en cualquiervideo.

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Introduccin

H.264 ha penetrado el mundo del video en la web como una tormenta. Esta tecnologarelativamente nueva tiene un poco de misterio e intriga. Siendo una persona sin la paciencianecesaria para comprender todas las particularidades sobre cmo funciona esta maravilla, yaun as pudiendo obtener lo que la misma tena para ofrecer, tuve un rara ocurrencia apartede experiencia de aprendizaje (lo que me hizo sentir un adolescente otra vez).

Ahora viendo lo difcil que es resumir este tema (a la hora de escribir este trabajo) pensque podra haber otras personas que se pudiesen beneciar del mismo, si poda compartirlo que he aprendido hasta ahora.

Los elementos bsicos de este texto incluyen:

Una gua independiente sobre compresin y F4V.

Una explicacin sobre la conguracin especca de F4V y sobre el Adobe Media

Encoder y el Adobe Flash Media Encoder Server.

Un caso de estudio sobre lo que considero sera un tasa de bits aceptable paracualquier video.

La Versatilidad de H.264

H.264 es muy sosticado y aun as es una tecnologa muy verstil creada para servir a unavariedad de aplicaciones que van desde una teleconferencia, con un tamao de imagenpequeo y sper comprimida, hasta formatos cinematogrcos enormes y de gran calidad.Usar tecnologa con un rango posible de opciones tan grande para el relativamente estrechocampo del video para web (que est siendo constantemente modicado y redenidoal aumentar los anchos de banda y la potencia de la tecnologa disponible, y cambiar elespectro de calidad) puede ser un gran desafo. El grado de control que H.264 ofrece unidoa la complejidad de los mtodos de compresin en s mismos puede ser abrumador, tantopara aquellas personas nuevas en el tema de video online, as como para los ms avezadosproductores de video para la web.

La metfora de la valija

Me gusta pensar que la compresin de video es como empacar las valijas para un viaje. Esperoque esto sea algo que todos puedan asociar. Aun si uno no es un viajero experimentado en

algn momento se debe haber enfrentado al desafo de poner la mayora cantidad de ropaposible dentro de una valija determinada, preservando las condiciones de la ropa lo mejorposible, para cuando la vayamos a usar en el destino nal. As que volveremos varias vecesa esta analoga para describir los aspectos de la compresin de video que sean aplicables.

La compresin

del video es comoempacar lasvalijas

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H-punto-qu?

Cdecs

Un cdec (codicador-decodicador) es un mtodo o tecnologa particular que se usa paracomprimir una seal electrnica como una grabacin de video o audio. Los variados cdecs

son a veces formas distintas de hacer lo mismo, sin embargo puede suceder que un cdecno tenga nada que ver con otro. Cada cdec tiene sus ventajas y desventajas. Casi siemprelos cdecs ms nuevos proveen una mejor calidad y eciencia que los ms antiguos, quea su vez tiene mayor base instalada. Los cdecs ms usados para comprimir video paraAdobe Flash son H.264, On2 VP6 y Sorenson Spark. H.264 fue introducido en Adobe FlashPlayer en la versin 9.0.r115. On2 VP6 era el cdec anterior introducido en Flash Player 8.Sorenson Spark es el ms viejo de los cdecs soportados por Flash Player introducido en la

versin 6.

Compatibilidad

Al momento de escribir esto alguna versin del Flash Player est instalada aproximadamenteen el 98% de las computadoras conectadas a Internet en el mundo. De esta cantidad laproporcin de usuarios que aun usan Flash Player 6 o anterior es nula en todo el mundo. Laadopcin de las nuevas versiones del Flash Player que pueden reproducir los ltimos cdecsde H.264 es de cerca del 90% de esta base de usuarios. Esto convierte a al video codicadousando H.264 para Flash en la opcin ms atractiva para las aplicaciones de distribucin de

video a nivel global.

Seleccionando un cdec

Hay algunos otros factores a tener en cuenta al elegir un cdec. Si bien algunos usuariostienen la capacidad de reproducir video H.264 a nivel de soware, su capacidad deprocesamiento (potencia de la computadora) y su ancho de banda disponible, unido asu conguracin particular (o rango de conguracin en el caso de codicacin multi-bit) usados actualmente para entregar video, podra afectar seriamente la calidad dela experiencia que el usuario recibe. Si su franja de audiencia es un grupo altamenteespecializado (por ejemplo, de un pas, una franja etaria, o un grupo de caractersticascomunes) la proporcin de tales usuarios en este grupo puede (o puede no ser) ser diferenteque la audiencia en general.

Por ejemplo, la mayor relacin de calidad/tasa de transferencia de H.264 generalmentetiene una necesidad de mayor poder de procesamiento; ese poder de procesamiento puedeno ser accesible para la audiencia para la cual se gener el video.

Tambin como los cdecs son simplemente diferentes formas de comprimir una seal, msque una serie lineal e incremental de mejoras en las especicaciones, algunos mtodos puedenser ms efectivos que otros segn las necesidades. Por ejemplo, un archivo FLV codicadousando On2 VP6 puede contener Alpha Channels (Canal Alfa o sea transparencia) que sepodra utilizar para crear video con transparencia para usarse con interactividad en unaaplicacin Flash, mientras que H.264 en Flash no soporta hoy Alpha Channels.Aun as creo que H.264 es el ganador en trminos de ventajas y en la capacidad de distribuirecientemente video de gran tamao y alta calidad (aun comparado con cdecs competitivosque no estn disponibles para Flash Player). Por esta razn es que me enfocar en el uso desta tecnologa especcamente aplicada a Flash Player.

La granmayora de losconsumidores devideo en Internetya han elegido lasnuevas versionesde Flash Player

capaces dereproducir videoH.264

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Entonces Dnde calzara el ejemplo de la valija en el universo de los cdecs y sus aspectosde compresin?

Al principio estaba inclinado a pensar en esto como en la marca de valija a utilizar. Luegome di cuenta de la variedad de factores que participan en la eleccin del cdec es casi tandiversa como el proceso de eleccin de cmo comenzar el viaje en avin, tren, barco, etc.Cada uno tiene su costo, tiempo, esfuerzo, y factores de accesibilidad que dependen muchodel destino particular. As como algunos destinos tienen muchas opciones sensatas parallegar ah, otras no sern alcanzadas con determinadas formas de viaje.

As como algunas formas de viajar inventadas ms tarde en la historia hicieron ms prcticoir a determinados lugares, algunas aplicaciones de video son posibles a partir de la invencinde ciertos cdecs.

Contenedores

Es importante recordar que los datos de video en cualquier cdec se pueden entregar envarios tipos de formatos contenedores junto a otras informaciones en otros formatos (porejemplo, la pista de audio y su cdec, metadata y otros). Entonces cuando consideramos lahabilidad de determinado dispositivo de interpretar cierto tipo de video hay que asegurarseque soporte los cdecs especcos + la combinacin con el contenedor para que seatotalmente compatible.

La Compresin no es mezquina, solamente incomprendida!

Mucha gente piensa que la compresin es un proceso desagradable que degradacompletamente sus preciadas creaciones audiovisuales en algo mucho peor que lo que erael original. No se los puede culpar porque es cierto. Aun si nos tomamos el tiempo de ver elmundo desde la perspectiva de un compresor, no solo vamos a apreciar las maravillas y lapracticidad que la compresin va a agregar al proceso de publicar sus videos, sino que nosharemos amigos de la compresin y nos llevaremos muy bien! H.264 es uno de los cdecsms complicados en uso global en el mundo hoy y puede ser un gran desafo producir conl. Sin embargo lo que puede lograr, el esfuerzo extra en lograr una comprensin bsica dela losofa que tiene detrs y de su comportamiento nos puede convertir a todos en mejores

compresores (el que hace la compresin).

Antes de comenzar a pensar sobre cmo obtener los mejores resultados de una combinacinparticular de conguracin de compresin, hay que considerar los factores que hacen ms omenos trabajosa la tarea para el mtodo de compresin en s mismo.

Algunos son obvios. Por ejemplo, a mayor duracin del video, mayor es la cantidad de datosque se necesitan transmitir al espectador (as como hay que cargar ms ropa para unas

vacaciones ms largas). Anlogamente un cuadro de mayor tamao o de mayor resolucinen el video, requerir una cantidad mayor de datos que se necesitan transportar o almacenar(el guardarropa de un adulto para la misma estada ocupa ms espacio que el de un nio).Estas dimensiones temporales y espaciales de un video son aspectos claves en lo que estfocalizado la compresin de H.264 para poder reproducir el video lo ms cercano posible al

original, con la menor cantidad de datos posibles (esto se discute ms adelante).

Otros factores tambin dictaminan que tan amigable es la compresin del video, basadoen el contenido. La naturaleza del contenido puede hacer que el video sea ms fcil decomprimir mientras mantiene una calidad razonable, o muy difcil de comprimiradecuadamente. (Piense como algunos artculos de vestimenta puede doblarse fcilmenteen capas, mientras que otros son imposibles de doblar o apretar sin destruirlos, por ejemplocamisetas vs sombreros).

Otro factor crucial que afecta la eciencia de la compresin es cuan dinmico o esttico esel contenido del video, en trminos de movimiento del sujeto lmado y/o del movimientode la cmara. Esto es de alguna forma independiente de la tasa de cuadros (cuantos cuadrosse reproducen por segundo).

Es importanteentender lo que

los algoritmosde compresin

tienen quesoportar (apartedel compaero de

cuarto molesto)

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Como H.264 tiene formas sosticadas de detectar y empaquetar ecientemente cuadrosrepetidos o redundantes, aun cuando reducir la tasa de cuadros pueda reducir la cantidadde informacin que se necesita empaquetar. (Unas vacaciones con una agenda complicadaque incluye diferentes actividades necesitando varios cambios de ropa al da demanda msropa que una en la que slo necesito una muda de ropa al da).

El acto de balancear

Pienso que hay tres ejes fundamentales que hay que tener en cuenta para lograr la mejorsolucin de codicacin para uno, y la mejor experiencia de reproduccin para la audiencia

Calidad versus velocidad de datos

Lo primero es el balance entre calidad y velocidad de datos. Aquellos que sean viejoscomo para recordar aquellos das en que Internet comenz a utilizar imgenes estticaspor primera vez (para aquellos que no lo son, si hubo un tiempo en que Internet era solotexto) tambin recuerdan que el gran dilema era comprimir las imgenes lo justo para quecargaran razonablemente rpido, sin destruir su aspecto completamente. Esto es aun hoyconsiderado buenas prcticas a pesar de la adopcin general de la banda ancha. Al dade hoy tanto los desarrolladores de pginas web as como los usuarios nales tienen unacomprensin implcita acerca de donde est el balance. Como el video de larga duracin enla web es relativamente nuevo, no es sorprendente que los viejos desarrolladores de pginas

web tengan una sensacin de deja-v.

Similarmente al mundo de las imgenes, en el mundo del video, incrementar la velocidadde datos durante la fase de compresin permite empaquetar una mayor (humanamentepercibida) calidad visual en cualquier video.

Sin embargo el incremento en la velocidad de datos se puede degradar o a veces impedirla reproduccin, debido a limitaciones en el ancho de banda del pblico objetivo. Mientrastanto reducir la velocidad de datos limita la calidad del video; pasando de cierto lmitedegrada el video al punto de hacerlo incomprensible, a pesar de la reproduccin mejoraday/o velocidad de carga de la misma forma que apretar demasiada ropa en una valijapequea puede estropearla (especialmente si se toman medidas drsticas como las que

Figura 1: La consideracin tridimensional de la

compresin: No hay bien o mal, sino una eleccin sobrque tomar y que dejar al decidir en qu cuadrante de lagrfca de compresin se quiere estar.

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se discutirn ms adelante) mientras que una valija de mayor tamao cuesta ms pero aveces puede ser rechazada por la aerolnea si no cumple con las medidas de peso y tamao.(El hosting de archivos en diferentes tasas de bits permite entregar el mismo video en unrango de opciones transparentes para el usuario, lo que podra resolver este problema en elcaso de que el pblico objetivo tenga un rango de anchos de banda ms amplio). Hay quetener en cuenta que la velocidad de datos de lo codicado impacta en la cantidad de datosentregados desde un sitio web, lo que a su vez afecta los costos del hosting.

Eciencia versus rendimiento de la reproduccin

Los mtodos de compresin complejos como H.264 pueden consumir un poder deprocesamiento signicativo en comparacin con mtodos ms sencillos al decodicardurante la reproduccin. Aun as utilizar mtodos de compresin complejos permiteproducir con mejor calidad, manteniendo la misma velocidad de datos.

As que el segundo eje de la ecuacin es rendimiento versus eciencia, lo que signica queuno puede ganar en una mayor eciencia, obteniendo ms calidad y velocidades de datosmenores, si se est dispuesto a invertir en ms poder de procesamiento y viceversa (de

forma desigual en las dos caras de la ecuacin de codicacin y decodicacin). Este esun punto importante a recordar ya que H.264 tiene muchos parmetros que manejan esteaspecto, y comprender esta losofa de eciencia versus mayor poder de cmputo es crucialpara entender la potencialidad que tienen estos parmetros.

Eciencia en la compresin versus velocidad de codicacin

Mientras existe una cierta correlacin entre una mayor complejidad en la decodicaciny la demanda de mayor poder de cmputo en la codicacin, en general se utilizar mstiempo en la codicacin que en la decodicacin. Esto tiene sentido en la mayora de

Figura 2: El Artifacting de la Compresin: Cuandose comprime demasiado los eectos de la compresincomienzan a hacerse obvios

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los casos, donde la reproduccin debe ser en tiempo real mientras que la codicacin semaneja con otros tiempos (salvo en la transmisin en vivo). No todas las medidas queincrementan el tiempo de codicacin a cambio de una mejor relacin de tasa de bits/calidad, resultan en un video difcil de decodicar. Si se tienen los recursos se deberainvertir el tiempo que lleve obtener los mejores ratios de eciencia de compresin durantela codicacin. De todas formas puede haber situaciones en que algunas funciones generenun benecio imperceptible en cuanto a la calidad para un tasa de bits determinado pero a su

vez incrementen los tiempos de codicacin signicativamente. En esos casos uno deberaevaluar cuidadosamente el balance entre practicidad y el resultado nal.

Comprendiendo el balance de rendimiento

Balancear esos dos ejes es similar a si usamos ms tiempo doblando y organizando la ropa,uno podra poner ms cosas en determinada valija, mientras un empaque ms rpidoy descuidado podra ahorrar tiempo de empaque a costo de menos eciencia en el usodel espacio. Ms aun si tomsemos ms pasos para hacer que la ropa se empacara mejor,digamos planchar al vapor una por una las prendas, se podra obtener un mejor resultadoal costo de perder ms tiempo. Podramos ir un paso ms all al usar algn sistema deenvasado al vaco para lograr un paquete de ropa ms compacto. Esto consumira mstiempo y dinero. Sin embargo planchar la ropa incrementara el tiempo que lleva empacar,pero no implicara ninguna demora para desempacar, una vez llegado a destino; mientras

que empacar al vacio la ropa en plstico tomara ms tiempo al empacar y al desempacar.Esto es tambin cierto en el mundo de H.264, donde algunos conguracin hacen que un

video demore ms en codicar, pero no tiene ningn impacto en la decodicacin, mientrashay otros conguracin que impactan gravemente la descompresin y la reproduccindebido al mayor proceso de compresin.

Las prdidas y ganancias de compresin con prdida

Hay dos grandes grupos de compresin de datos en general: Compresin sin Prdida(Lossless) y Compresin con Prdida (Lossy). Compresin sin prdida es cuando luego delproceso de compresin y descompresin el archivo es idntico al original. En otras palabraslos datos son reacomodados y procesados de forma tal que lleva menos espacio y aun astoda la informacin est disponible cuando es reconstruido. (Un ejemplo de compresin sinprdida es un archivo ZIP, donde el archivo es igual cuando se hace unzip). En compresincon prdida los datos son reducidos de forma tal que ocupa un espacio signicativamentemenor que en el caso de compresin sin prdida, simplemente por eliminar una parte de lainformacin del archivo original.

La idea detrs de la compresin con prdida es hacerlo de forma tal que la informacineliminada pase desapercibida para la audiencia (especialmente si no tienen con quecompararla) y as ahorrar un gran volumen de datos a la hora de transmitirlos. Cuando estose exagera, los efectos de esta forma tan destructiva de reducir se hacen notorios, hasta a losojos de los profanos. Estos efectos secundarios debidos a la sobre compresin se conocencomo Artefactos de la Compresin o Compression Artifacting en ingls.

Para hacerlo ms interesante, los algoritmos de compresin por si mismos no tienen laconciencia humana de cuando estos artefactos se hacen notorios, al punto que la contnuareduccin de datos causa ms dao que benecio. Anlogamente el algoritmo no tieneconciencia si agrega valor al incrementar la calidad, al costo de generar ms datos a transferir,ya que el ojo humano no registra el detalle agregado al original. Aun peor, este nivel decalidad aceptable o excelente es altamente subjetivo, no solo de aplicacin a aplicacin (porejemplo video conferencia versus largometraje), pero tambin entre pblicos objetivos yaun individuos con diferentes niveles de expectativas. Este es el punto donde la compresinde video se acerca ms a ser un arte que a una ciencia.

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Este tambin es un punto en que la comparacin con la valija se hace un poco bizarra. Aunpara mantener la consistencia del argumento, imagnese que decide remover algunos delos abultados botones que estn obstaculizando la forma prolija en que esta doblando laropa. Para ser ms drstico podra decidir cortar las mangas largas de las camisas con unatijera para alivianar el peso, obteniendo una camisa que es aun utilizable (por lo menos enteora). En ambos casos cabe sealar como la ropa al llegar a destino sera diferente que

la que empaco; y el cambio es permanente, as como no hay vuelta atrs con el video concompresin con prdida con respecto al original. A diferencia del empacador desesperadoque aun tiene un poco de sentido comn en su mente sobre la usabilidad de la ropa una vezdesempacada, los mtodos computacionales completamente inconscientes de compresinno sabran donde parar y podran destejer una prenda, para convertirla en un ovillo delana, que podra en teora ocupar menos espacio si bien no tendra uso alguno al llegar adestino!

Aun los cambios ms pequeos que puede hacer la compresin con prdida a un videopueden resultar en problemas luego cuando se vuelva a comprimir. Es por esta raznque siempre se debe usar la mxima calidad disponible hasta el nal del proceso. (Lasherramientas de Adobe hacen muy prctico trabajar en su formato nativo.) Aun un videoque parece de alta calidad y parece igual al original tendr informacin faltante y patrones

ocultos inesperados y propiedades no tan obvias al ojo inexperto al comprimir.

Por lo tanto si se tiene la alternativa, siempre se debe optar por el archivo menos procesado,aun si la versin comprimida parece que no tuviese problemas de calidad, ya que losproblemas que permanecen ocultos al ojo humano se puede ver amplicados en el procesode recompresin.

Figura 3: la Compresin con prdida es

destructiva. Empacar su ropa con compresincon prdida signifca que cuando llegue a destinono tendr la misma ropa.

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Trastorno obsesivo de compresin

Los esquemas de compresin sosticados como H.264 brillan en su actividad por loobsesionados que son por naturaleza por obtener la calidad visual mxima, con la mnimacantidad de datos posibles. Otro aspecto notable del esquema de compresin de H.264 escomo usa referencias a otras reas del video clip para denir una nueva rea sin tener queredenirla desde cero.

Por ejemplo, la cantidad de datos que se requieren para denir la imagen de un automvil

que se mueve a travs de la pantalla de un cuadro al otro, con un set de datos nuevo paracada cuadro, es mucho mayor que en comparacin con denirlo una vez y reutilizar esainformacin para decir Ok, ponga el mismo automvil un poco ms a la derecha en estecuadro. Ahora qu pasa con el rea que antes estaba cubierta por el auto cuando sea visibleporque el auto se movi? Ningn problema: fjese como se vea antes que el auto entrara encuadro para comenzar y as sucesivamente.

Este nivel de obsesin por ahorrar espacio al punto que solo podra ilustrarse con unempacador tan desesperado en ahorrar espacio al punto que simplemente omitira ciertosprendas de ropa al poner una nota de cmo recrear un conjunto como por ejemplo compreotro par de pantalones de este estilo, pero del mismo color que la chaqueta o empacar unasola media con una nota que diga trate de encontrar una parecida a esta.

Este tipo de referencia puede ocurrir tanto a nivel del aspecto espacial de comprimir elcuadro individual as como el aspecto temporal de comprimir movimiento sobre varioscuadros.

Figura 4: La compresin de H.264 llega a losextremos para reducir lo que necesita llevar en lavalija. En lugar de empacar las dos medias en un par,porqu no cargar una sola con una nota que diga quela llegar al destino se haga una copia?

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Domando los controles

Se dice que el poder no sirve sin control Ignorar que es lo que permiten hacer los controlesen codicacin H.264 puede dejarlo impotente y perdido!

Ahora que tiene una idea bsica de lo que sucede en el misterioso pero encantador mundode la compresin H.264, lo llevare a un paseo por los controles y conguracin de los msutilizados codicadores ofrecidos por Adobe.

Adobe Media Encoder

Adobe Media Encoder (AME) viene incluido como parte del paquete de herramientasdentro de Adobe Creative Suite 4, se inicia automticamente cuando manda renderear un

video desde Adobe Premiere Pro CS4. Si bien Adobe Media Encoder puede renderear una

variedad de formatos de video, ahora solo nos focalizaremos en la conguracin especcade H.264.

Cuando uno exporta media desde Adobe Premiere Pro CS4, se abre una amplia seleccinde formatos disponibles (como Quicktime, AVI, FLV y otros). Esta lista de formatos es lamisma serie de opciones que se obtienen al agregar un archivo raw directo al AME y se asignael formato usando el men emergente en la columna de formato. (Uno puede especicarestas conguraciones para cada archivo en la cola de AME en forma independiente). Estasconguraciones determinan el formato del archivo o el contenedor de la media codicada.

Figura 5: Conocer lo que los controles hacen

ayuda a Extra-H a verse bien en la web.

AME esta por comprimir un video donde estoy yoy mi alter ego extra-h en Ask the Adobe Ones.

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AME conguracin de exportacin

Formato

Usted puede notar que existen varias opciones de formato dentro de H.264. Si estexportando a un formato estndar como Blu-ray o iPod, seleccione de una plantilla desdeconguracin del formato y luego seleccione del subgrupo apropiado de ese formato, desdeel men emergente. Para video para web la conguracin puede necesitar algunos ajustes

dependiendo de su caso particular.

Mientras Adobe Flash Player soporta una amplia variedad de estndares, ciertos datosadjuntos que el contenedor de F4V puede almacenar no se interpretan correctamente eniTunes y QuickTime. Por lo tanto hay que hacer una diferencia entre el H.264 genrico y elespecialmente renderado para Flash Player que utilizan la extensin F4V.

Presets

Los Presets son combinaciones predenidas de conguraciones de codicacin preparadaspara el formato que usted seleccion. En el caso de la categora del formato FLV/F4V, hay

algunos presets que usan el formato FLV, en cuyo caso se puede optar por los cdecs On2VP6 o Sorenson Spark, y en los diseados para F4V se puede usar el cdec Main ConceptH.264. Estos presets se pueden usar como estn o como base para crear su propio setde conguracin de compresin optimizada. Aparte de la conguracin del cdec en smismo, hay otras opciones relacionadas al cdec que estn disponibles para cada tipo dearchivo (FLV y F4V).

En el dilogo de exportacin de Premiere Pro, se puede ajustar la conguracin de undeterminado preset luego de haberlo seleccionado. En el caso de la cola de AME, ustedpuede seleccionar el preset utilizando el men emergente en la columna Preset; luego si sehace clic sobre el preset subrayado, un cuadro de dilogo aparece similar al de Premiere ProMedia Export, en donde se podrn cambiar las opciones del preset que usted seleccion.(Adems de modicar la conguracin, usted puede tambin seleccionar un formato

diferente y/o un preset, y aun luego de eso puede modicarlo y puede grabarlo como unpreset personal).

Independientemente del preset seleccionado, se puede alternar entre subformatos de FLV oF4V en la pestaa de Formato antes de modicar la conguracin de video y audio en susrespectivas pestaas.

Conguracin de Video de AME

Tamao

Si selecciona la opcin Resize Video (redimensionar video), se puede denir el ancho y elalto del cuadro de video en pixeles. Si esta opcin no est seleccionada el video se codicaren su tamao nativo. Mientras codicar en su tamao nativo retendr la mxima calidad,mientras se provea la tasa de bits necesario para que pueda ser interpretado sin artefactosaparentes, en la prctica usted probablemente va a querer reducir el tamao del cuadropara que sea ms prctico para el compresor H.264 de empaquetar en un ujo de datos o enun archivo lo sucientemente pequeo, para ser descargado por una conexin de Internetpromedio. Generalmente uno debera de abstenerse de agrandar los videos ms all de sutamao original, ya que no tiene sentido agrandar la carga de trabajo mientras degrada lacalidad inicial de la imagen en la precompresin.

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El nmero de pixeles en un cuadro de video es un mltiplo del ancho por el alto del cuadro.Por eso incrementar cualquiera de ambos tendra un efecto dramtico en el rea o elnmero total de pixeles. Incrementar ambos tendra un impacto mayor aun. Por ejemplo, unopensara que 640x480 es el doble de grande comparado con 320x240. De hecho duplicartanto ancho como largo, se cuadriplica la cuenta de pixeles. Este es un punto importantepara recordar cuando se hacen las cuentas para obtener tasa de bits que funcionen bien condeterminados tamaos de video, ya que la cantidad total de pixeles es un factor ms sensiblea tener en cuenta que las meras medidas del cuadro de video. Sin embargo, mientras que engeneral cuantos ms pixeles en el video, ms carga de procesamiento para la codicacin

en cualquier mtodo, en compresin en H.264 se utilizan complejos algoritmos que enalgunos casos hace que esto no sea as. Por ejemplo un cuadro con un color solido en elfondo y un logo pequeo se puede comprimir de la misma forma que el mismo logo pegadoen un fondo mucho ms grande siempre y cuando el logo no sea proporcionalmente msgrande- a pesar de la mayor cantidad de pixeles en este ltimo.

Ms all del efecto relativo que puede tener el tamao del cuadro de video en la tasa de bits,el valor de los pixeles en s mismos, puede jugar un rol preponderante. Esto tiene que vercon cmo se hace la compresin a nivel de bloques o conjuntos de pixeles ms que de laimagen entera. Por ejemplo tamaos de cuadro que son divisibles entre 16 son preferibles alos que no lo son (divisibles por 8 es la siguiente mejor opcin).

Al modicar el tamao es importante mantener el Aspect Ratio o sea la relacin de

aspecto (la proporcin de ancho sobre alto) que sea igual al video original para prevenirque se degrade estticamente (aplastando o estirando) la imagen. El ojo humano es sensiblea semejantes cambios en las proporciones, especialmente cuando los objetos deben serproporcionales (como las ruedas de un auto) sufren una modicacin desproporcionada.Las relaciones de aspecto ms comunes en video son 4:3 y 16:9. Otras relaciones de aspectoexisten en cine, por ejemplo, y aun as cuando se hacen para televisin estas imgenes sonmodicadas para que coincidan con una de las relaciones de aspecto bsicas.

Otra consideracin acerca del tamao es que si la fuente del video tiene pixeles conrelaciones de aspecto que no son cuadradas (no=1) el tamao del video codicado debe sertraducido a lo que sera si los pixeles fuesen cuadrados.

Los pixeles tambin tienen relacin de aspecto?

Mientras que la relacin de aspecto de la imagen hace referencia a la proporcin relativadel ancho y alto de la imagen (como en 16:9) la relacin de aspecto del pixel se reere a laescala proporcional de cada pixel que compone la imagen. Ciertos formatos tradicionalesde televisin usan lo que se llama pixeles non-square (no cuadrados). Por ejemplo, conHDV (que es distinto que HDTV) la imagen consiste de 1440x1080 pixeles. Esta imagenes estirada desproporcionalmente para que complete un rea de 1920x 1080 cuando esreproducida en un televisor compatible con HD.

Cuando se selecciona especcamente el formato F4V, no hay conguracin para denir larelacin de aspecto del pixel (que si est presente en el caso de la conguracin de H.264

genrico). Esto es as porque Flash Player reproduce mejor cuando el video contiene pixelescuadrados o una relacin de aspecto de pixel de 1. Los videos que no tiene esta relacin deaspecto en sus pixeles, deben tomar pasos adicionales al reproducir y se resiente la relacincalidad/rendimiento/tasa de bits, lo que no vale la pena. Como la relacin de aspecto delos pixeles se va a denir como 1 al seleccionar F4V, se debera reejar ese cambio en el

video original si no tuviera esa relacin de aspecto de pixeles. Por ejemplo, 1440x1080 HDVdebera ser 1920x1080, porque 1080 x (16/9) = 1920; y 720 x 576 PAL DV pantalla apaisadacorresponde a 1024 x 576 en pixeles cuadrados: 720 x (16/9)=1024.

Esta es una excepcin a la regla sobre no escalar el tamao del video hacia arriba, ya quela otra opcin sera mantener el ancho real de los pixeles y reducir la altura para reejar lacorrecta relacin de aspecto, resultando en prdida de detalle vertical.

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Lo mejor es hacerlos cambios al cuadro de video justo al nal de la etapa de codicacin ymantener el tamao nativo durante todo el proceso de la edicin del video, usando as lascapacidades nativas de las herramientas de video de Adobe.

Tasa de cuadros (velocidad de cuadros o fotogramas)

La tasa de cuadros es cuntas imgenes jas se reproducen en el video para crear la ilusin

de imgenes en movimiento. El ojo humano puede ser engaado para que perciba estemovimiento de imgenes alrededor de 24 cuadros por segundo en adelante (este es la tasade cuadros del cine). PAL (comn en Europa parte de Asia y Latinoamrica) usa 25 fps(frames per second o sea cuadros por segundo), mientras que NTSC estndar (en usoen Estados Unidos y Japn por ejemplo) usa 29,97 fps. A medida que la tasa de cuadrosdisminuye, el movimiento parece entrecortado, especialmente si el sujeto lmado cambiade ubicacin en el cuadro rpidamente. De todas formas los primeros videos que venanen CD-ROM usaban tasa de cuadros bajos de hasta 15 o 10 fps para reproducir video,y algunos temas como la captura de pantalla de la computadora en tutoriales se puedenexperimentar razonablemente con tasa de cuadros tan bajos como 5 fps. En contraposicinlos monitores para jugar con la computadora pueden manejar tasa de cuadros altos como120fps. Finalmente hay una tendencia en crecimiento entre los creadores de video desimular el efecto cine usando 24 fps.

A no ser que el video haya sido procesado con una tcnica especializada de creacin decuadros intermedios como el efecto Time Warp de Premiere Pro, no se debera nuncaexceder la tasa de cuadros del video original. De hecho los mejores resultados se obtienensi se conserva la tasa de cuadros original de la fuente original. Como esto depende en granmanera de la cmara utilizada, es importante tener esta informacin antes de codicar el

video y tomar la decisin de que tasa de cuadros usar. As como en el tamao del cuadro enla velocidad de los cuadros lo mejor siempre es mantener la original durante todo el procesode la edicin.

Si bien en un mundo ideal, los tasa de cuadros originales dan el mejor resultado posible,en la prctica la tasa de cuadros es una carga pesada para la tasa de bits. Una vez ms, lacomplejidad de los algoritmos de compresin temporal de H.264 hacen difcil hacer unarelacin lineal entre la tasa de cuadros y su impacto en la tasa de bits. La naturaleza delcontenido del video afecta dramticamente la forma en que dicho video es comprimido sinpresentar artefactos. Por ejemplo una cmara ja con una persona hablndole a la pantalla(talking head video) es mucho ms fcil de comprimir que una secuencia de accin contomas que cambian continuamente y que tienen mucho movimiento. En el mundo deH.264 la tasa de cuadros debera ser ms bien visto como un techo. Los tasa de cuadrosms altos permiten mayor suavidad en los movimientos al precio de un ratio menor decalidad/tasa de bits, mientras que reducir la tasa de cuadros reduce la carga, permitiendoms espacio para respirar para poder empacar mayor calidad visual (comprometiendo lacalidad temporal).

Si usted va a reducir la velocidad de cuadros, trate de hacerlo en cifras pares de forma tal

de no tener problemas de sincronizacin de audio y video que surgen al utilizar nmerosimpares en las conversiones.

Field Order (orden de campos)

El orden de los campos es otra reliquia del pasado que sigue complicando el mundo delvideo digital. A diferencia de la pelcula donde cada cuadro se proyecta a la pantalla, en unasucesin de imgenes tan rpida que no notamos el parpadeo de una a la siguiente (creandola ilusin de movimiento continuo), la tecnologa tradicional de la televisin creaba laimagen en movimiento por intermedio de haz de electrones que escaneaban continuamentelas las de arriba hacia abajo con la velocidad suciente para que se percibiera por el ojo

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como una imagen completa. Para poder empacar ms informacin, en cada cuadro cadala de pixeles saltea una (por ejemplo escanear la primera, tercera, quinta, etc, hastacompletar el primer campo de la imagen, al terminar volver al inicio o sea arriba y escanearla segunda, cuarta, sexta, etc, hasta que el segundo campo estaba completo). Estos doscampos eran luego interlaceados para formar un cuadro de video. Si la imagen cambiabaentre estos dos escaneos durante el proceso de grabacin, las imgenes en las las pares eimpares seran diferentes dentro del mismo cuadro! Para complicar ms las cosas tanto PALcomo NTSC escanean los campos en diferente orden (impar/par tambin llamado upper/lower o arriba/abajo). Cuando estos estndares pasaron a ser digitales (DV) la convencin

en el orden de los campos volvi a cambiar nuevamente. Por esta razn se debe seleccionarla conguracin de los campos durante el proceso de edicin utilizando los presets dePremiere Pro para la norma en la que uno trabaja.

Sin embargo, al llegar al momento de codicar para la web, el video nal debera ser cuadroscompleto o progresivos, sin ninguna divisin dentro del cuadro. Si su video originalcontiene estos campos en lugar de ser progresivo, asegrese de desinterlacear su videoantes de codicarlo. No se debe desinterlacear video que ya fue desinterlaceado o que esprogresivo para empezar, hacerlo estropeara el video. Una vez que su video es progresivo,en la conguracin de campos se debe usar ninguna o progresivo en el codicacin nal.

Perles

Los Perles son sets de caractersticas que apuntan a determinadas aplicaciones diferentes.Si bien hay varios perles dentro del estndar H.264, las ms comunes son Baseline (lneade base) Main (principal) y High (alta). Ayuda a comprender los temas de eciencia versusrendimiento cuando seleccionamos un perl. Los perles con ms capacidades tienden aobtener mejor calidad para un tasa de bits determinado, pero consumen ms recursos alimplementarse.

Siendo que estos perles son simplemente sets de caractersticas sobre las capacidades msque opciones sobre una conguracin lineal (no confundir con calidad baja/media/alta),estos no son comparables en una escala lineal. A continuacin las descripciones de cadaperl proveern una comparacin relativa, ya que la complejidad de los factores que lashacen ms ecientes (y ms pesados de manejar), o menos ecientes (y menos pesados demanejar) unido a la forma en que cada capacidad es utilizada en los diferentes escenariosposibles en cualquier videopueden variar en forma impredecible. Qu perl utilizardepender en gran medida en la aplicacin nal, y ah no hay ganadores absolutos.

Baseline (lnea de base): Este perl es usado cuando el video es liviano como en el casode video conferencia o reproduccin en telfonos celulares con limitaciones en poder decmputo. Provee la compresin menos eciente entre las tres opciones y el consumo msbajo de CPU en la decodicacin.

Main (principal): Este perl es ms capaz que Baseline, lo que generalmente se traduce enmayor eciencia, si bien trae unido un mayor demanda de poder de procesamiento (menosque el perl High). Este perl se usa en los videos de calidad media para las aplicaciones de

video en la web.

High (alta): Este es el perl ms eciente de los tres. Tiene las mayores capacidades, lo quelogra empacar con la mejor calidad en un tasa de bits determinado, y es el ms pesado deprocesar debido a las operaciones adicionales. Si bien originalmente se pens solo para lasaplicaciones que manejaban alta denicin como Blu-ray, este perl esta ponindose demoda para video en la web a medida que los usuarios nales promedio acceden a mayorpoder de cmputo y ms ancho de banda.

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Nivel

La conguracin de Nivel es una restriccin a la cantidad de trozos que el proceso dedecodicacin podra encontrar. En la prctica esto se traduce en restricciones en lascombinaciones de la velocidad de cuadros y el tamao de los cuadros. Cuanto ms alto elnivel, mayor la restriccin. Debido al amplio espectro de aplicaciones que utilizan H.264(desde pequeos video para telfonos a videos enormes para cine), se hace necesario a

veces ltrar el rango de posibilidades de determinados contenidos para una plataforma oaparato especco, dependiendo de sus capacidades de proceso. Por ejemplo, un dispositivo

pequeo con capacidad de procesamiento limitado debera declinar la posibilidad dereproducir un largometraje enorme que involucra cantidades enormes de datos y requierealtas prestaciones de procesamiento, independientemente que el dispositivo eventualmentepudiera interpretar la informacin recibida (a un ritmo totalmente imprctico) simplementeporque reconoce el formato del video.

Por ejemplo una conguracin de nivel 1 restringe la cantidad de paquetes de pixeles(macroblocks) de forma tal de permitir solo un video de unos 200 pixeles de ancho, corriendoa 15 fps, mientras que un nivel 3 podra acomodar un video de 720x480 corriendo a 30fps.

Como el nivel dene solo un lmite y no una combinacin de conguraciones absoluta,es posible usar un nivel que permite ms que lo requerido. Sin embargo, hacerlo puederestringir la reproduccin de su video en un dispositivo que puede hacerlo, si lo confundecon un video de caractersticas de mayor volumen de datos. Por lo tanto, incremente el nivelescaln por escaln hasta que sea capaz de lograr la combinacin de tamao del cuadro y latasa de bits deseado sin hacerlo innecesariamente alto.

Si bien las conguraciones de los niveles son cruciales para los dispositivos, la reproduccinde video en la computadora de escritorio normalmente ignora el nivel que trae el archivo almomento de ser reproducido.

Modos de tasa de bits de Video: VBR versus CBR

VBR o codicacin de Tasa de bits Variable, permite en la compresin denir un valor

o tasa de ujo de destino en conjunto con un valor mximo. La idea es que para utilizarecientemente la compresin para mantener una calidad alta permitiendo picos ocasionalesde debido a partes del video con ms dicultad para comprimir. Generalmente VBR esms eciente comparativamente con codicacin CBR o de Tasa de bits Constante, cuandohay que empacar un archivo con la mxima calidad para una cantidad de almacenamientodeterminada. Sin embargo, permitir que estos picos impredecibles de datos se mantengana una tasa constante de calidad puede interrumpir la reproduccin si los picos se hacendemasiado frecuentes o el lmite mximo es muy alto. Por lo tanto, VBR es comnmenteutilizado para obtener las descargas progresivas y basadas en archivos de vdeo en la web.Sin embargo, con la actual oferta de servicios de banda ancha capaces de lograr picos detransferencia mucho ms altos que lo que pueden mantener en un nivel constante, VBR sepuede convertir en una opcin tambin para hacer streaming.

CBR se usa para los casos de streaming y otras aplicaciones donde un ujo predecible yconstante de datos es esencial. Esta predictibilidad tiene un costo, que es no permitir aH.264 utilizar sus capacidades de compresin adaptables para entregar la mxima calidadposible. CBR en alguna manera cambia consistencia por calidad para ganar predictibilidady una reproduccin pareja sin interrupciones o pausas.

Si bien la regla general es que VBR es para descargas progresivas y CBR para streaming,experimentar con ambas puede arrojar resultados contradictorios en determinados casos.Por lo tanto es importante que experimente con su contenido especco en su ambienteespecco.

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Nmero de Pasadas

Esta conguracin determina si el video se codicar en una sola pasada (ejecucin de compresin) o si el codicador vuelvea revisar el video desde el principio al nal, una segunda vez para ver si se puede mejorar la compresin de alguna parte. Estose puede aplicar a CBR tanto como a VBR. El nmero de pasadas es uno de esos factores que puede resultar en un mejorempaque mientras no tiene ningn impacto en la dicultad de desempacar el video. Generalmente dos pasadas demoran eldoble en codicar, pero generan una mejor relacin entre calidad y tasa de bits. De todas formas la mayora de las veces la doblecodicacin no genera el doble de calidad. Por lo tanto, elija dos pasadas si desea la mejor calidad posible a cualquier precio, yaque esta mayor inversin es solo en el lado de la codicacin y no agrega ms procesamiento a la hora de la reproduccin (no

como otros parmetros que impactan tanto la codicacin como la decodicacin). Sin embargo, si usted cree que la pequeamejora en la economa de tasa de bits no vale el aumento en el tiempo de codicacin, elija una sola pasada. Una vez ms,experimente para poder establecer que funciona mejor en su caso particular.

Congurar la distancia entre key frames (fotogramas o cuadros clave)

Los key frames son cuadros completos provenientes del la fuente original sin ninguna referencia a otros cuadros dentro delvideo. La distancia entre key frames o que tan seguido aparecen en el video afecta que tan cercano esta el video codicadoal original sin comprimir. La frecuencia de estos key frames tambin afecta que tan bien se puede navegar el video (hacerscrubbing). Seleccionar esta opcin permite ajustar la conguracin manualmente. Generalmente la distancia ptima dependede la cantidad de movimiento en el video y de la velocidad de cuadros. Usualmente se congura entre uno y tres segundos,traducido a cuadros utilizando la tasa de cuadros (por ejemplo para un video en 30fps, un segundo son 30 cuadros).

Servidor de Adobe Flash Media Encoding Server

Adobe Flash Media Encoder Server (FMES) es una plataforma de codicacin de nivel corporativo especialmente diseada paraformatos que son soportados por Adobe Flash Player. FMES tambin provee una mayor variedad de controles especcos deH.264 en comparacin con Adobe Media Encoder, lo que implica mayor exibilidad y poder con una ptima combinacin deconguraciones a medida para su situacin especca.

Conguracin FMES

La mayora de las conguraciones bsicas son similares a las de Adobe Media Encoder (disponibles en la seccin anterior sobrela conguracin de AME). Aqu hay algunas conguraciones relacionadas a H.264 que no estn disponibles en AME:

Stream Bsico

Tipo de Stream: El tipo de Stream puede ser F4V o MPEG-2. F4V es ms adecuado para contenidos del tipo Flash Player.

Usar modo Streaming: Esto se puede poner como verdadero o falso. Seleccionando esto como verdadero trae al frente delarchivo un set de datos que contiene informacin sobre cmo interpretar el archivo, lo que es favorable para el streaming.

Video bsico y Tasa de Bits

La conguracin de Video Bsico y Tasa de Bits es similar a la utilizada en AME, aun cuando la nomenclatura sea un pocodiferente. La Tasa de Bits Mxima solo se puede denir en el modo VBR, porque CBR solo tiene una tasa ja (llamadasimplemente Tasa de Bits de Video aqu).

AME est dirigido a los individuos y grupos la produccin de video, que trabajan en formapermanente (como en un empresa de post-produccin), mientras que FMES es una solucin

de nivel corporativo de gran escala para transcodicacin masiva (como un Canal deTelevisin que publica en la web).

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Conguracin Bsica del Codicador H.264

Bajo esta categora se pueden seleccionar los ya conocidos Perles y Niveles (ver la explicacin en la seccin de conguracin deAME). De la misma forma que la Tasa de Bits Mxima, ciertas conguraciones en esta categora pueden no estar disponiblesdependiendo de la conguracin que se haya seleccionado anteriormente. Por ejemplo, seleccionar Baseline inhabilita la opcinCABAC Entropy Coding Mode, porque el perl Baseline no provee esta funcionalidad.

Habilitar deteccin de cambios de Escena: Congurando esto como verdadero, fuerza al codicador a insertar un cuadro

nuevo que dene un nuevo tipo de informacin visual sin ningn parecido con el set de cuadros anteriores. Esto es posibleporque H.264 puede denir grupos de cuadros interrelacionados de longitud variada (a diferencia de los viejos compresoresque usaban grupos basados en ciclos en el proceso de compresin temporal). Habilitar deteccin de cambios de escena puedereducir las reducciones repentinas de calidad cuando el video tiene cambios visuales impredecibles; y aun hacindolo reducirla eciencia de tasa de bits y puede a su vez aumentar el tiempo de codicado.

Tamao de la secuencia de vdeo codifcado: Esto hace referencia a la longitud de los grupos de imgenes usadas en los mtodode compresin referencial. Los videos que tienen menos cambios pueden permitir valores ms altos para esta conguracina la vez de aumentar la eciencia de tasa de bits. Poniendo este valor en 1 detiene completamente los mtodos de compresintemporal, resultando un archivo con mayor delidad con el original y una menor eciencia en tasa de bits. En la mayora de loscasos un valor de 10 veces la tasa de cuadros es adecuado.

Cantidad de imgenes B (No disponible en perles Baseline): Esto hace referencia al nmero de imgenes referenciales

insertadas entre imgenes derivadas del video original. Aumentar este nmero aumenta la eciencia de tasa de bits con ladesventaja de reducir la posibilidad de bsqueda y con un aumento en el poder de cmputo necesario para la reproduccin.

El modo de codifcacin Entropy: Este modo puede ser congurado como CAVLC (Basado en el contexto de adaptacin delongitud variable de codicacin Context-based Adaptive Variable Length Coding) o como CABAC (Codicacin aritmticaadaptable binaria basada en contexto Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding). CABAC no est disponible cuandose selecciona el perl Baseline. Cuando se elije entre los dos modos y se usan los perles Main y High, es importante recordarque CABAC es ms avanzado, y por eso brinda una mejor economa de tasa de bits/calidad, con la contraprestacin de requerirms poder de cmputo comparado con CAVLC. En general, para aplicaciones que requieren mayor calidad como video paraweb de gran tamao, pruebe CABAC y vea si se reproduce sin cortes en el ambiente del cliente objetivo. Si el incremento encalidad trae aparejado una reduccin en el rendimiento de la reproduccin, entonces use CAVLC. (El incremento en poder decmputo para usar CABAC por lo general vale la pena para la sutil mejora de calidad para una tasa de bits especca).

Figura 6: FMES confguracin bsica

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Conguracin Avanzada del Codicador H.264

Permtame comenzar esta tenebrosa seccin diciendo que la mejor regla de pulgar es notocar esta conguracin si realmente no la entiende, ya que solo le agregaran variables a suexperimentacin. El valor del preset bsico que escogi seguramente la servir. Sin embargosi usted entiende cmo funcionan estas opciones, tratar de alinear sus conocimientosgenerales y como se aplican a FMES.

Un factor clave a tener en cuenta con estas conguraciones es cules afectan solo lacodicacin y cules afectan la codicacin y la decodicacin o sea la reproduccin(anlogamente a como algunas formas de empacar resultan en ms tiempo empacando conningn impacto en el desempaque y otras formas complican ambos procesos). En generalusted debera aprovechar todo el poder de procesamiento del que disponga para que sus

videos se compriman de la forma ms eciente sin sobrecargar el lado de la descompresiny la reproduccin. Aun as en algunos casos esto podra resultar poco prctico debido a loslargos tiempos de codicacin, que nalmente no le redituarn debido a la pequea o nulamejora en calidad.

Finalmente recuerde que la mayora de estos algoritmos y tcnicas son de alguna formaindependientes entre s, siendo que todas trabajan en diferentes etapas del proceso paralograr un objetivo comn de obtener una buena economa de tasa de bits. (Es como usarlas notas de compra otro como este Y planchar al vapor Y envolver al vaco, todo sobrela misma ropa para lograr la valija mejor empacada de la historia, y a su vez tratar de nodestruir su ropa en ninguna de las etapas del proceso a la misma vez.)

Mnimo Intervalo IDR: En la vieja escuela haba un solo tipo de key frame o cuadro clave(los I frames). Ahora en H.264 tenemos dos clases de key frames: I frames normales y losnuevos I frames IDR (Instantaneous Decoding Refresh o Decodicacin de actualizacininstantnea). El factor que hace la diferencia entre cuadros IDR y no-IDR o comunes esque, como su nombre lo sugiere, fuerza al decodicador a actualizarse (en otras palabrasolvidar que paso en el cuadro anterior) y de esa forma no hacer ninguna referencia a loscuadros anteriores y de ah para adelante.

Como los IDR lideran cada grupo de imgenes, el intervalo entre un IDR y el siguiente es eltamao del grupo de imgenes. A diferencia de los cdecs tradicionales que usaban grupos

Figura 7: FMES confguracin avanzada

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cclicos de tamao consistente, H.264 puede tener grupos con diferente cantidad de imgenes. Mnimo intervalo IDR deneel mnimo nmero de imgenes en un grupo (o sea que puede uctuar hacia arriba pero nunca ser menor a este nmero) Bajareste valor puede incrementar la exactitud del escaneo del video y la resiliencia de errores con la costo en eciencia de tasa debits. En algunos casos valores menores pude simplicar la compresin, como resultado se obtiene mejor codicacin y mejorrendimiento en la reproduccin. Generalmente es mejor dejar el intervalo en 1 y dejar que el codicador decida el menorintervalo en diferentes partes del video. Si por cualquier motivo usted quisiera que a H.264 le fuese restringida la insercin deIDRs muy cercanos, entonces puede aumentar este valor.

Frecuencia de IDR: Esta es la parte alta del rango de insercin automtico de IDR. Reducir la frecuencia de IDR resulta en una

mayor designacin de cuadros I como cuadros IDR, lo que mejora los resultados en bsquedas aleatorias (escanear o saltearpartes del video) y resiliencia a los errores con la contrapartida de menos economa de tasa de bits. Los IDR se pueden colocaraproximadamente cada 10 cuadros en la mayora de los casos. Si se requiere una mayor respuesta al escanear, se puede usar unnmero menor y hasta 1. (Al usar 1 todos los cuadros sern IDR. Sin embargo si se pone cero, solo el primer cuadro de todo elarchivo ser un cuadro IDR.)

Uso de cuadros B de colocacin adaptable: Como H.264 es capaz de usar grupos irregulares de imgenes, habilitar esta opcinhace un uso completo de esta opcin al ubicar los cuadros B basado en que est sucediendo en los cuadros particulares del videoque se est codicando. Utilizar esto puede incrementar los tiempos de proceso pero puede mejorar la economa de tasa de bitsReferencia de Imgenes B: Habilitar esta opcin permite al codicador usar imgenes B como cuadros de referencia. Cabesealar que esto solo es posible si el nmero de imgenes B por secuencia es mayor que uno. Esto puede incrementar la carga deprocesamiento como resultado de una mayor economa de tasa de bits.

Permitir codifcacin piramidal de cuadros B: Habilitar esto agrega un nivel ms de complejidad al permitir que los cuadrosB hagan referencia a otros cuadros B. Esto agrega ms procesamiento en la codicacin y en la reproduccin para incrementala economa de tasa de bits.

Cuadros de Reerencia: A diferencia de conguraciones anteriores que afectan la frecuencia de determinado tipo de cuadroesta conguracin dene el nmero de cuadros al que un cuadro resultante hace referencia de forma de construir un cuadroparticular. Cuanto ms alto el nmero, se logra mayor eciencia en la compresin, si bien impacta negativamente el rendimientoEste nmero puede ser entre 2 y 16.

Nmero de partes por imagen: Cada cuadro puede ser procesado como una entidad entera (una parte) o puede ser divididoen dos o cuatro partes. Una ventaja de dividir los cuadros es la habilidad de mquinas con mltiples procesadores (CPUs) deprocesar una parte por procesador, reduciendo efectivamente el tiempo que demora procesar un cuadro, sin embargo estopuede reducir el ratio de calidad/tasa de bits.

Buscar orma: Esto hace referencia al tamao del bloque usado para la estimacin de movimiento. Las opciones son 8x8 16x16Bloques ms pequeos proveen mayor exactitud en la bsqueda de movimiento con la contrapartida de mayor procesamientodurante la codicacin, sin impacto signicativo en el rendimiento de la reproduccin.

Uso rpido de de decisiones inter e intra: Habilitar esta opcin acelera la codicacin con la contrapartida de menor economade tasa de bits. En la mayora de los casos el ahorro de tiempo puede ser ms importante que la imperceptible prdida decalidad y una pequea baja en economa de tasa de bits. Deshabilitar esta opcin solo en casos especiales cuando el tiempo noes primordial y se requiere el mximo ratio de calidad/ tasa de bits posible. Esta conguracin no tiene ningn efecto sobre elrendimiento de la reproduccin.

Usar estimacin de movimiento de cuadros multi-reerencial: Habilitar esta caracterstica puede reducir an ms los tiemposde codicacin con un costo pequeo en calidad y economa de tasa de bits. En la mayora de los casos el benecio supera lasdesventajas. Esto tampoco impacta en la reproduccin.

Usar estimacin rpida de movimiento de sub-bloque: Este algoritmo adicional usa un proceso de adaptacin para utilizarestimacin de movimiento de sub-bloque en forma selectiva, solamente cuando necesita incrementar la velocidad de codicacincon mnimas desventajas en trminos de prdida de calidad.

Utilice la optimizacin de distorsin de tasa: Este mtodo optimiza la tasa de bits basado en la diferencia entra la imagencomprimida resultante y la imagen original. Activar esta opcin puede incrementar el tiempo de codicacin y a la vez mejorarla economa en la tasa de bits. Puede no tener impacto en la reproduccin.

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H264 PARA EL RESTO DE NOSOTROS POR KUSH AMERASINGHE

TRADUCCIN AL ESPAOL POR ALVARO CALANDRA

Modo de Cuantizacin adaptable: Cuantizacin adaptable (AQ Adaptive quantization eningls) es una forma inteligente de cuantizacin de reas (bloques) de cuadros dependiendode la naturaleza de su contenido. Por ejemplo, cuando el rea es relativamente plana ocontnua (un cielo azul o una pared blanca), la mayora de las reas se pueden interpretarcon menos datos mientras que reas con detalles complejos obtienen ms consideracin;as que reas que pueden producir artefactos son menos comprimidas, en forma selectiva.AQ tiene cuatro posibles opciones:

Ninguno apaga AQ

Modo de complejidad funciona tomando la cantidad de detalle en las zonas consideradas Brillo suaviza las zonas oscuras planas Contraste intenta dar menos importancia a las zonas menos contrastadas

Modo de complejidad funciona para la mayora de los contenidos, de todas formas usteddebera experimentar si su contenido es de un estilo particular.

AQ es una carga agregada a la codicacin que mejora la economa en la tasa de bits comoresultado, si bien no genera ningn impacto en el rendimiento de la reproduccin.

Potencia de la Cuantizacin adaptable: Esta conguracin controla hasta qu gradose aplica la Cuantizacin adaptable (0-100). Si siente que AQ esta sobresimplicando laimagen o ve artefactos signicativos en reas donde trabaja AQ , pruebe bajar el valor; o si

siente que la imagen puede beneciarse ms de la funcin de AQ entonces incremente elvalor.

Utilice la transormacin de Hadamard: Este algoritmo aumenta ms la eciencia de lacompresin en reas suaves y es ms efectivo en reas donde la mayora del rea es suaveo contnua. Puede agregar un poco mas de proceso tanto en la codicacin como en lareproduccin.

Modo de estimacin de movimiento de sub pixel: Esto determina el rigor y la exactitudde la estimacin de movimiento. Pixel Completo es el modo ms fcil y el menos efectivo,mientras que Cuarto de Pixel es el ms difcil y a su vez el que requiere ms poder deprocesamiento para codicar. Medio pixel est en el medio. Bsquedas ms anadas dan

una mejor relacin calidad/tasa de bits. Esta conguracin solo afecta la codicacin y nola reproduccin.

Escribir Marcas de Tiempo: No se debe confundir con una funcin de sobreimpreso dela imagen (en otras palabras esto no imprimir el timecode en su video), esto es una piezams de informacin que ayuda al decodicador a mantener la sincrona entre audio y video.Mientras tericamente esto agrega datos, su utilidad es mayor que el problema que se puedegenerar si esta informacin est ausente. As que pngalo como verdadero excepto en casosextremos, o en un caso especial en el que se quiera eliminar esta informacin por algunarazn particular.

Delimitadores de Escritura de Acceso a la Unidad: Los Delimitadores de Escritura deAcceso a la Unidad son una pieza de informacin agregada al archivo que pueden ayudara cierto tipo de decodicadores a detectar los lmites entre cuadros, manejar los cuadrosque tienen campos y as sucesivamente. Esto puede ser requerido por algunos estndares dereproduccin para mantener la compatibilidad.

Escriba el cdigo de Fin de Secuencia: El cdigo de Fin de Secuencia est relacionado alas Unidades de Acceso y puede ayudar a diagnosticar problemas de reproduccin debidoa incompatibilidades en ciertos ambientes. Esto no es requerido (ponerlo como falso) parala mayora de las situaciones.

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Aun confundido con todos estos tipos de cuadros? Aqu hay un diagrama que explica lasdiferentes funcionalidades y propsitos que tienen las imgenes dentro del grupo en un

video comprimido.

El Medidor de Kush

Su economa datos est por debajo o por encima del

promedio?

Para ayudar a los novatos a tener una idea de que combinacin de conguraciones sepodra considerar demasiado exigente en la tasa de datos, para un contenido de un tipoy tamao, ya sea brillantemente gil, haciendo quedar mal a los profesionales, o quizs

demasiado avaro, o quizs casi perfecto, se me ocurri un simple marco basado en un pocode experimentacin y comparando apuntes con otras personas que tambin trabajan sobrelos mismos temas.

Esto es solamente a modo de referencia y no debera tomarse como una regla o como medidao valor para cualquier uso, ya que su situacin particular puede diferir notoriamente de laque yo us para llegar a estos resultados. Aun as le puede ser til comparar sus propiaspruebas de compresin y los mejores resultados a los que haya llegado con estos; o podranusarse como punto de partida o rangos hasta que llegue a descubrir sus propios nmerosmgicos.

Sopesando los factores

Comience considerando los factores que lo llevan a necesitar mayores tasas de bits paralograr un determinado nivel de calidad:

Cantidad de pixeles en cada cuadro Cantidad de cuadros por segundo Cantidad de movimiento en la imagen (baja/media/alta)

Calcular la cantidad de pixeles por cuadro es fcil: simplemente multiplique el ancho por elalto. Por ejemplo un video de 640 x 360 tiene 640 x 360 = 230.400 pixeles.

Figura 8: Tipos de Cuadros

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La velocidad de cuadros por segundo se sabe inmediatamente. En este ejemplo asuma que es 30fps. Esta debera servelocidad de cuadros ptima para que un video fuera aceptable (por ejemplo una demonstracin en la computadoracon captura de pantalla no necesita 30 fps si solo el ratn est en movimiento.)

Considere la cantidad de movimiento (lo llamaremos rango de movimiento). Como regla general trate de simplicaesto en tres rangos: Bajo, Medio y Alto. Para denir estos rangos en trminos del mundo real:

Movimiento bajo: es un video con mnimo movimiento. Por ejemplo una persona hablando delante de la cmarasin moverse demasiado mientras la cmara y el fondo estn quietos.

Movimiento medio: sera con algn grado de movimiento, pero con un orden predecible y ordenado, lo queimplica que tanto el sujeto como la cmara se mueven lentamente, sin muchos cambios de escenario por cortessorpresivos o movimientos repentinos de cmara ni acercamientos, donde la imagen cambia completamente enforma instantnea.

Movimiento alto: sera como una sinopsis de una pelcula de accin, donde no solo los movimientos son rpidos eimpredecibles, sino que las escenas tambin cambian muy rpidamente.

Para convertir este factor tan subjetivo en un nmero cuanticable, tratemos de dar un factor de multiplicacin a cadarango. Como estos rangos no son lineales, eleg los siguientes nmeros para cada rango: Bajo=1, Medio=2, Alto=4. (Enotras palabras un video con una cantidad de movimiento razonable es el doble de difcil de comprimir comparado conuno que tiene escaso o nulo movimiento. Un video con cambios rpidos e imprevisibles requerir de cuatro veces ms

tiempo para comprimir manteniendo el mismo nivel de calidad).

Dado este multiplicador relativo basado en estos factores, he tratado de desarrollar una base numrica desde donde estosmultiplicadores puedan producir estimaciones de tasas de bits del mundo real. Luego de numerosos experimentos, henotado cierto patrn que se podra considerar constante o como un valor de base (para los tamaos y tasas de cuadrosms comunes). Al redondearlo ese valor es de 0.07 bps por pixel, por cuadro y por valor de rango de movimiento delcuadro.

En otras palabras, para estimar un valor de tasa de bits optima para H.264 que resultara en lo que se considera buenacalidad resulta para cualquier video, usted puede multiplicar la cantidad de pixeles de destino por la tasa de cuadros ;luego multiplicar por el factor 1, 2 4 dependiendo de rango de movimiento; ese resultado multiplicarlo por 0.07 paraobtener una tasa de bits en bps (y dividir eso por 1.000 para tener un estimado de Kbps o por 1.000.000 para tenerMbps).

Ejemplo prctico

1280 x 720 @ 24 fps, movimiento mediano (rango 2):1280 x 720 x 24 x 2 x 0.07 = 3.096.576 = ~ 3.000 kbps

Si el rango de movimiento es Alto (rango 4), queda alrededor de 6.000 kbps.

Por otro lado si el mismo clip se puede usar a 5 fps con movimiento bajo:1280 x 720 x 5 x 1 x 0.07 = 32.256 = ~ 320 kbps

Una reduccin del tamao del cuadro puede reducir dramticamente la tasa de bits necesaria:640 x 360 x 5 x 1 x 0.07 = 80.640 bps = ~ 80 kbps.

Este ejemplo muestra como estos factores generan diferencias enormes en las tasas de bits entre videos con el mismotamao de cuadro y con diferentes tasas de cuadros y rangos de movimiento.

En el caso de CBR, un valor cercano a este estimado se puede usar. En caso de VBR un valor aproximado al 75% delestimado puede ser un buen nmero y en un 150% si se va a usar el mximo de tasa de bits. Esta diferencia dependemayormente de la naturaleza del contenido y de la habilidad de absorber los picos de tasa de bits en el ambiente dereproduccin.

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Qu pasa con el Audio?

H.264 es estrictamente un cdec de video. Como se empareja la informacin del audiocon la corriente de video queda a cargo del contenedor (por ejemplo F4V). El cdec AAC(Advanced Audio Coding o codicacin avanzada de audio) es usado cuando el videoes H.264. AAC tiene muchas ventajas sobre otros cdecs ms antiguos de compresincon prdida de audio como MP3, incluyendo una alta eciencia (la misma calidad conmenores tasas de bits) y caractersticas adicionales (ms canales para implementar sonidoenvolvente), una gama ms amplia de opciones de tasa de muestreo, y ms). AAC tambin

tiene variantes: por ejemplo HE.AAC para mayor eciencia, con tasas de bits ms bajas parahacer streaming.

Igual que con el video, usted debera tratar de tener audio sin comprimir o sin prdida paracomenzar y comprimir solo en la etapa nal.

Mono o estreo?

El verdadero estreo requiere dos canales independientes de audio. Por esta razn,usted debera pensar en audio en trminos de una pista o dos pistas, ms que como unacaracterstica agregada. Cuando tenga poco presupuesto de tasa de bits, elija estreo

solamente si el contenido lo necesita verdaderamente. Por ejemplo si es un video musical,el sonido estreo puede ser importante para una buena experiencia del usuario, pero un

video con una persona hablando, donde el contenido se puede consumir en mono, aun sitiene msica en la introduccin. Si la fuente del material original es mono no tiene ningnsentido codicarlo como estreo. (Es como grabar una foto blanco y negro en un formatocolor.)

Bits por muestra

As como las fotos digitales son divididas en pixeles con distintos niveles de intensidad(como 256 niveles de gris) el audio digital tiene diferentes escalones en donde la onda desonido puede estar en un momento determinado. Usando ms bits por muestra puededenir un ujo de audio como ms cercano a la onda de sonido, ya que tiene ms escalones.Generalmente, audio de 16 bits es considerado de alta calidad, y todas las formas de reducirla tasa de bits debera ser considerada antes de reducir el valor de bits por muestra.

Frecuencia de muestreo

La frecuencia de muestreo es el equivalente del audio a la resolucin de una imagen. Cuantoms alta la resolucin de las imgenes ms pixeles que pueden contener detalles ms nos,mientras que resoluciones bajas pueden mostrar las grandes formas perdiendo detalles,frecuencias de muestreo ms altas permiten ms detalle o que las altas frecuencias de lossonidos se puedan guardar con mayor delidad.

Como el odo humano no es sensible a frecuencias de ms de 20kHz, una resolucin deaudio capaz de poder reproducir una seal as (una onda consistente en una muestra haciaarriba y otra muestra hacia abajo anda por los 40kHz. Entonces una frecuencia de muestreode 44.1 kHz es adecuada para la mayora de las aplicaciones. La excepcin es audio que solocontenga la voz que se puede codicar en frecuencias de muestreo ms bajas como 22.05kHz, porque la frecuencia til ms alta no llega ni cerca del lmite humano de percepcin desonido. Aun as sorprendentemente el rango de frecuencias puede degradar otros sonidossutiles como sonidos de la respiracin y silbidos, lo que podra dar una sensacin de prdida

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de calidad de audio. Generalmente las frecuencias de muestreo ms altas que 48 kHz no seusan salvo en aplicaciones de audio de alta delidad.

Tasa de bits de audio

Normalmente una corriente de audio consume una proporcin menor en la tasa de bits enun archivo de audio y video. Aun en tasas de bits bajas se puede conseguir una calidad deaudio razonable. Por ejemplo una pista de msica estreo se puede codicar entre 96 y 128kbps con una prdida de calidad entre mnima a imperceptible. En sonido mono tasas de

bits tan bajas como 56-80 kbps puede aun ser aceptables, mientras que en un audio que solocontenga voz, usado en aplicaciones que solo pretenden que el audio sea comprensible y sintener una esttica placentera las tasas de bits pueden bajar drsticamente.

Consideraciones sobre las fuentes de audio

Cuando estamos buscando una tasa de bits optima para un audio en una determinadasituacin, comience por decidir si la pista de audio ser mono o estreo (o sonidoenvolvente!) primero. Luego experimente con diferentes tasas de bits manteniendo el audioen base a 16-bit 44.1kHz. Si la calidad baja mucho cuando baja las tasas de bits a los nivelesque necesita, recin entonces comience a hacer concesiones ms importantes (aparte de la

decisin de mono o estreo) como reducir la frecuencia de muestreo o los bits por muestra.Para mejores resultados asegrese que el audio est limpio antes de apretarlo en elcompresor. As como usted corregira color o el ajustara los niveles para que la visualizacinsea lo mejor posible dentro de los colores disponibles usando controles de niveles/brillo/contraste, asegrese que su onda de sonido utiliza la mayora de los valores de la amplitudde la gama disponible sin recorte clipping, (salirse del rango, resultando en una onda desonido plana)

Conclusiones

Comprimir video en H.264 es ms un arte que una ciencia, pero tener una comprensin

bsica de cmo los diversos factores inuencian el resultado nal puede mejorarnotablemente su habilidad para conseguir mejores resultados. Si bien no hay frmulasmgicas o reglas rigurosas, empezar desde una base slida e ir gradualmente renando lasconguraciones mediante experimentacin controlada pueda dar los mejores resultados encualquier situacin.

Espero que usted haya encontrado til este viaje por las turbulentas aguas del mundo de la

codicacin. Es usted un mejor compresor ahora?

Reconocimientos

Quiero agradecer especialmente a las siguientes personas que me ayudaron con este trabajo:

Benoit Ambry, Karl Soule, Mike Melanson, Desiree Motamedi, Laurel Reitman, JessicaFewless, Elen Gales (fotografa), Alvaro Calandra (traduccin al espaol), Antonio Lirio..

..y cualquier otra persona que me haya olvidado.

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Acerca del autor

Kush Amerasinghe trabaja como cientco informtico en AdobeSystems en California. Actualmente utiliza varios sombreros siendoproductor de contenidos para Adobe TV (tv.adobe.com) mientras

es el antrin de su propio show Ask the Adobe Ones (pregntele alos de Adobe) un show interactivo y divertido en la web, donde laaudiencia le pregunta a l y a otros expertos de Adobe. (Es uno de losprogramas con ms suscriptores que Adobe TV emite en Adobe MediaPlayer.)

Antes de unirse a Adobe, Kush trabajo en variados campos, incluyendomultimedios, Internet, televisin, efectos visuales y educacin.

Se le puede contactar en: [email protected]

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