Niniejszy artykuł opisuje tylko znaczenie poszczególnych opcji dostępnych w oknie RealVideo 10/9 Codec Properties programu Easy RealMedia Producer. Instrukcję kompresji w tym programie można znaleźć tutaj.

Słowo wstępne

Format kompresji obrazu RealVideo jest produktem firmy RealNetworks. Wersja 10 (kryptonim Elysian) produkuje strumienie wideo zgodne z wersją 9 (tzn. możliwe jest zastosowanie tego samego dekodera), lecz zawiera nowe procedury detekcji ruchu zwane EHQ, które umożliwiają bardziej optymalny opis ruchu kosztem dłuższego czasu kompresji. Formaty kompresji obrazu i dźwięku rozwijane przez RealNetworks nie mają charakteru open source (tzn. kod źródłowy bibliotek służących do kompresji nie jest upubliczniany) ani nie są opisane przez żadne otwarte standardy, przez co szczegóły techniczne wewnętrznej budowy tych formatów nie są znane. Wiadomo jednak, że RealVideo (podobnie jak MPEG-1 / 2 / 4) używa klatek typów I, P i B oraz że jego wewnętrzną przestrzenią kolorów jest I420. Tak jak H.264 i VC-1 (standard opisujący format kompresji Windows Media Video 9), RealVideo umożliwia zastosowanie filtra usuwającego artefakty kompresji z klatki referencyjnej jeszcze przed wykorzystaniem jej do kompensacji ruchu (tzw. inloop filter), co może zwiększyć jakość przy niskich wartościach bitrate. W takich sytuacjach przydatna jest również (znana choćby z kodeka VP6) możliwość kodowania klatek ze zmniejszoną rozdzielczością.



I - sekcja Encoder General Options

EHQ MODE umożliwia wybór jednego z predefiniowanych trybów encoder Complexity (patrz poniżej). Do wyboru mamy High, Medium, Low (odpowiednio: wysoka, średnia i niska precyzja poszukiwania ruchu) oraz Custom (umożliwia samodzielny dobór parametrów 1st Pass Complexity i encoder Complexity). Jeśli czas kompresji nie odgrywa dużej roli, zaleca się pozostawienie wartości domyślnej (High). 1st Pass Complexity ma działanie identyczne do encoder Complexity (patrz niżej), lecz dotyczy tylko pierwszego przebiegu kompresji dwuprzebiegowej. Pierwszy przebieg jest tylko analizą materiału źródłowego, nie zaś właściwą kompresją, dlatego wiele drugorzędnych procedur poszukiwania ruchu można pominąć w trakcie jego wykonywania uzyskując w ten sposób wyższą prędkość. Dozwolone są wartości od 0 do 100. Domyślna wartość to 65 (50, gdy zaznaczymy opcję Use New Rate Control). Opcja dostępna tylko, gdy EHQ MODE = Custom oraz przeprowadzamy kompresję dwuprzebiegową. encoder Complexity - stopień złożoności procedur poszukiwania ruchu i innych procesów związanych z kompresją. Wyższe wartości dają lepszą jakość kosztem dłuższego czasu kompresji. Dozwolone są wartości od 0 do 100. Zalecane jest pozostawienie wartości domyślnej (85). Opcja dostępna tylko, gdy EHQ MODE = Custom. Packet Size - rozmiar pojedynczego pakietu strumienia wideo. Przekroczenie wartości 16000 spowoduje niezgodność pliku wynikowego z dekoderem RealOne V2 oraz starszymi. Zaleca się pozostawienie wartości domyślnej. Reference Picture Resampling pozwala na zapis klatek ze zmniejszoną rozdzielczością, gdy kodek unza, że brakuje bitów na jej opisanie w rozdzielczości pierwotnej z zadowalającą jakością. Użyteczne dla bardzo niskich bitrate w zastosowaniach strumieniowych (media internetowe). Dla wysokich bitrate zalecane jest odznaczenie tej opcji. Auto Key Frames - zaznaczenie tej opcji powoduje dynamiczne wstawianie klatek kluczowych (są one wstawiane, gdy zostanie wykryta zmiana sceny). Zaleca się zaznaczenie tej opcji. encodeAllFrames zabrania kodekowi porzucania klatek. Gdy odznaczymy tą opcję, kodek może porzucić klatkę, gdy uzna, że zabrakło mu bitów na jej opis - może się to zdarzyć przy bardzo niskim bitrate W trybie kontroli bitrate opartym na kompresji krzywej (tzn. gdy używamy opcji Use New Rate Control) nie musimy zaznaczać opcji EncodeAllFrames - kodek w tym trybie nigdy nie porzuca klatek. Use New Rate Control uaktywnia nowy algorytm kontroli bitrate. Działa on tylko dla kompresji dwuprzebiegowej. Umożliwia on kompresję krzywej bitrate (jeszcze nie zaimplementowano opcji ją wykonujących), zmianę docelowego średniego bitrate w drugim przebiegu oraz wykonanie pierwszego przebiegu przy najszybszym trybie encoder Complexity (50). Wartość Max Bitrate (określona w oknie RealMedia Encode Settings programu Easy RealMedia Producer) jest ignorowana. Use Two Pass - wybór przebiegu kompresji dwuprzebiegowej. Mamy do wyboru 1st & 2nd (wykonanie pierwszego, a zaraz potem drugiego przebiegu), 1st pass (wykonanie tylko pierwszego przebiegu) i 2nd pass (wykonanie tylko drugiego przebiegu). Odznaczenie Use Two Pass powoduje użycie kompresji dwuprzebiegowej. Kompresja jednoprzebiegowa powoduje nieekonomiczne wykorzystanie dostępnych bitów, więc gdy zależy nam ich optymalnym rozkładzie, zalecana jest kompresja dwuprzebiegowa. Pierwszy przebieg kompresji dwuprzebiegowej służy do analizy materiału źródłowego pod kątem kompresowalności każdej klatki. Informacje te są zapisywane do pliku statystyk (realvideo.pass, jest on tworzony w katalogu, w którym znajduje się materiał źródłowy), którego format jest zgodny z formatem statystyk kodeka XviD 1.x.x i może być odczytywany przez program StatsReader 2.1, należy jednak pamiętać, że wartości kwantyzatorów RealVideo nie są zgodne z tymi ze standardu MPEG-4 Part 2. Drugi przebieg kompresji dwuprzebiegowej korzysta z pliku statystyk zapisanego podczas pierwszego przebiegu (co daje mu całościowe spojrzenie na materiał źródłowy) aby optymalnie rozłożyć dostępne bity w całym pliku wynikowym. Enable PSNR włącza zapis dziennika kompresji w pliku rv9log.txt zawierającego wartości PSNR i inne informacje statystyczne. Pliku rv9log.txt nie należy mylić z plikiem statystyk realvideo.pass używanym podczas kompresji dwuprzebiegowej. Noisy Edge Filter - filtr usuwający pojedyncze lub podwójne linie na brzegach obrazu (obramowujące go), które spotykamy np. w materiałach przechwytywanych ze źródeł analogowych. chromaModeDecision każe kodekowi brać pod uwagę informacje o kolorze (płaszczyznę chrominancji) w procesach poszukiwania i kompensacji ruchu oraz przy podejmowaniu innych decyzji związanych z kompresją. Zalecane jest zaznaczenie tej opcji. B Frames - klatki typu B, czyli odwołujące się zarówno do poprzedniej, jak i do następnej klatki. Dzięki posiadaniu dwóch klatek referencyjnych oraz temu, że żadna klatka nie odwołuje się do klatki typu B, klatka taka może wyglądać równie dobrze, jak klatka typu P pomimo wyższego kwantyzatora. W ten sposób użycie klatek typu B może oszczędzić wiele bitów. Z listy rozwijanej wybieramy maksymalną dopuszczalną długość sekwencji klatek typu B (0, 1 lub 3).

II - sekcja New RC Options

Target Video Size - docelowy rozmiar strumienia wideo. Nie należy mylić z rozmiarem całego pliku wynikowego. Ustawienie to ma wyższy priorytet, niż ustawienie AvgBitrate w oknie RealMedia Encode Settings programu Easy RealMedia Producer. Gdy używamy Target Video Size, nie jest konieczne wypełnienie pola Source fps*1000. KeyFrameBoost - "doinwestowanie" klatek kluczowych określonym odsetkiem bitów. Na przykład wartość 10 zwiększa o 10% ilość bitów, które zostały przydzielone klatce przez algorytm kontroli bitrate. HighBitrateReduce - procent degradacji scen z bitrate wyższym od średniego. Podany odsetek bitów zostanie odebrany scenom o wysokim bitrate. Następnie bity te zostaną równo rozdzielone pomiędzy wszystkie klatki filmu. LowBitrateBoost - procent "doinwestowania" scen z bitrate niższym od średniego. Obliczona zostanie ilość bitów stanowiąca podany odsetek bitów przydzielonych scenom o niskim bitrate. Ta ilość bitów zostanie odebrana wszystkim klatkom filmu, a następnie bity te zostaną dodane do scen o niskim bitrate. Source fps*1000 - ilość klatek na sekundę (FPS) w materiale źródłowym pomnożona przez 1000. Dla źródła o wartości FPS różnej od 30 zaznaczenie tej opcji jest konieczne (chyba, że używamy Target Video Size), aby obejść błąd w obliczeniach rozmiaru docelowego strumienia wideo (jest on obliczany na podstawie wartości FPS, która jest błędnie odczytywana, jeśli nie wyspecyfikujemy jej w polu Source fps*1000). PFrameRefQuant - kwantyzator, który zostanie użyty podczas pierwszego przebiegu dla klatek typu P. Zaleca się pozostawienie wartości domyślnej. BFrameRefQuant - kwantyzator, który zostanie użyty podczas pierwszego przebiegu dla klatek typu B. Zaleca się pozostawienie wartości domyślnej. BestPSNRMode każe algorytmowi kontroli bitrate dążyć do uzyskania możliwie najlepszej średniej wartości PSNR zamiast do osiągnięcia stałego poziomu jakości całego filmu. Zaznaczenie tej opcji nie jest zalecane.

III - sekcja Inloop filter options

CutOffQuant - minimalny kwantyzator klatki, przy którym uruchamiany jest filtr inloop (filtr likwidujący "efekt blokowiska" w klatce referencyjnej zanim jeszcze zostanie ona użyta przez kompresor do kompensacji ruchu w danej klatce). Dla klatek o kwantyzatorze poniżej CutOffQuant filtr inloop nie jest stosowany podczas kompresji, zaś dekoder otrzymuje informację, aby również go nie używał. Wartość 0 powoduje uzycie filtra inloop dla wszystkich klatek, wartość 31 całkowicie wyłącza filtr inloop (maksymalny kwantyzator w RealVideo 10 to 30). Cut Off Compatible sprawia, że minimalny kwantyzator klatki uruchamiający filtr inloop (określony w polu CutOffQuant) nie będzie stosowany dla klatek kluczowych (będą one filtrowane z domyślnym progiem kwantyzatora równym 9). Opcja ta służy do produkcji strumienia zgodnego ze starszymi dekoderami (starszymi od RealPlayera 10 Gold). CutOffBUseRefQuant uruchamia filtr inloop dla klatki typu B wtedy, gdy kwantyzatory jej klatek referencyjnych są wyższe od wartości progu (określonego CutOffQuant) lub jej równe. Odznaczenie tej opcji powoduje, że filtr inloop jest uruchamiany dla klatki typu B, gdy jej własny kwantyzator jest wyższy od progu lub jemu równy.

IV - pozostałe opcje

OverFlowControlStrength - "agresywność" algorytmu kontroli nadmiaru (czyli różnicy ilości bitów przydzielonych danej klatce od ilości bitów, którą należałoby jej przydzielić aby uzyskać żądany bitrate). Ustawienie 0 nie wpływa na decyzje kodeka. Każda wyższa wartość zwiększy precyzję osiągnięcia rozmiaru pliku wynikowego (poprzez zwiększenie częstości interwencji algorytmu kontroli nadmiaru), ale jednocześnie naruszy dystrybucję kwantyzatorów. MaxOverflowImprovement - określa, ile procent (maksymalnie) kodek może dodać do klatki, gdy jej aktualny rozmiar jest poniżej wymaganego (tzn. takiego, który daje prawidłowy rozmiar pliku wynikowego). Mechanizm ten bezpośrednio wpływa na kwantyzator danej klatki. Wyższa wartość lepiej zabezpieczy nas przed za małym plikiem wynikowym, ale jednocześnie naruszy dystrybuję kwantyzatorów. MaxOverflowDegradation - określa, ile procent (maksymalnie) kodek może odebrać klatce, gdy jej aktualny rozmiar jest powyżej wymaganego (tzn. takiego, który daje prawidłowy rozmiar pliku wynikowego). Mechanizm ten bezpośrednio wpływa na kwantyzator danej klatki. Wyższa wartość lepiej zabezpieczy nas przed za dużym plikiem wynikowym, ale jednocześnie naruszy dystrybuję kwantyzatorów.