Привет, Хабр! Мы – техническая команда «МТС веб-сервисы», работаем с направлением ТВ-решений для онлайн-кинотеатра KION: Андрей Агарков – эксперт в области видеокодирования и CDN, Дмитрий Пискунов – team lead группы технического сопровождения и Александр Шаталов – главный эксперт в области ТВ-платформ. В этой статье расскажем о поисках золотой середины между качеством видео и техническими ресурсами на его кодирование, хранение и доставку по транспортным сетям до клиентского устройства.
История этого вопроса для нас началась с… Дальнего Востока. Статистика и метрики CDN обратили наше внимание на то, что на удаленных узлах значительное количество просмотров ТВ-каналов и фильмов в KION происходит в низком качестве видео. Анализ ситуации показал, что:
- скорость мобильного интернета в отдаленных регионах не всегда позволяет смотреть видео в высоком качестве;
- в условиях нестабильного интернета устройство не может перейти на более высокий профиль видео из-за большого интервала между битрейтами в соседних профилях;
- динамичному контенту не всегда хватает битрейта для сохранения приемлемого качества на больших экранах ТВ.
Появилась задача – улучшить качество воспроизведения Live- и VOD-контента (адаптивный стриминг). Погрумив ее с командой, мы выделили 3 основных вопроса, на которые предстояло найти ответы:
- Как найти оптимальные параметры соотношения разрешений видео и битрейтов, не потеряв при этом в качестве?
- Как подобрать набор профилей в пресете кодирования, необходимый для плавного переключения в условиях нестабильного интернета?
- Как не забыть о производительности транскодеров, сокращении объемов видео трафика в сети и экономии места на origin (центральное хранилище контента)?
Разрешение и битрейт
Конечно, для кодека h.264 при 25 кадрах в секунду в интернете есть информация по стандартным разрешениям с рекомендованными битрейтами. Вот, к примеру, такая табличка:
Источник: habr.com
Какой битрейт лучше для видео и звука и что это такое
В число общих характеристик аудио- и видеозаписей входит так называемый битрейт. Некоторые пользователи не знают, насколько важную роль играет этот показатель при воспроизведении файлов, наряду с их объемом и разрешением.
Что такое битрейт
Битрейт (bitrate) – это количество бит, которые применяются для обработки и передачи данных за определенную величину времени. Такую меру измерения используют, чтобы измерять эффективную скорость передачи по каналу потока данных. Другими словами, это минимальное значение канала, способного без задержек пропускать поток.
Мерой измерения битрейта видео являются биты в секунду и производные от них величины (кбит/с, Мбит/с и т.д.). В потоковых передачах аудио- и видеоданных, которые применяют ухудшающее качество сжатие, этот термин обозначает степень сжатия потока. Соответственно, он указывает на размер канала, в рамках которого произошло сжатие.
Режимы сжатия
На практике применяются три режима сжатия потока, вызывающие потерю качества:
- С постоянным битрейтом (или CBR). В таком варианте кодирования изначальный битрейт задается пользователем, и затем не изменяется на протяжении всей продолжительности аудио, либо видео. Его преимущество заключается в том, что рассчитать размер конечного файла довольно просто. Однако такое кодирование не слишком подходит для аудиофайлов, которые обладают динамично изменяющимся звучанием, поскольку хорошее соотношение размера и качества не обеспечивается.
- С переменным битрейтом (или VBR). Значение битрейта выбирается кодеком, в зависимости от параметров (уровня ожидаемого качества). На протяжении кодируемого фрагмента значение битрейта может меняться. Когда происходит сжатие звука, необходимый битрейт устанавливается на базе психоакустической модели. Такое кодирование позволяет достичь наилучшего соотношения звука и качества, но точный размер аудио- или видеозаписи рассчитать сложно. Он может отличаться весьма значительно.
- С усредненным битрейтом (или ABR). Это гибрид двух первых режимов. Изначальное значение битрейта задает пользователь, но затем программа самостоятельно изменяет его в определенных пределах. При этом отличие от VBR заключается в том, что кодек использует значения максимума и минимума в пределах, установленных пользователем, и не выходит за них. Такое кодирование дает возможность задавать скорость обработки наиболее гибким образом, и позволяет определить размер файла более точно.
История изобретения первого стационарного, мобильного и сенсорного телефона
В чем и как измеряется?
При количественном определении больших скоростей передачи данных используются метрические или десятичные префиксы. Это выглядит следующим образом:
- Скорость 1000 бит/с = 1 Кбит/с (один килобит или одна тысяча бит в секунду).
- Скорость 1 000 000 бит/с = 1 Мбит/с (один мегабит или один миллион бит в секунду).
- Скорость 1 000 000 000 бит/с = 1 Гбит/с (один гигабит или один миллиард бит в секунду).
Какой битрейт выбрать?
Если говорить о распространенном аудиоформате MP3, он представляет собой сжатие звука, в результате которого происходит потеря данных. Чем выше битрейт, тем лучше становится качество звука. Говоря о выборе битрейта для данного формата, можно утверждать следующее:
- 32 кбит/с – звук совсем низкого качества (допустимо только для записи речи);
- 96 – может быть применимо для низкокачественного потокового звука или записи речи;
- 128 и 160 – позволяет кодировать музыкальные записи на начальном уровне;
- 192 – кодирование музыки в приемлемом качестве;
- 256 – запись музыки в высоком качестве;
- 320 – максимальное качество, которого можно достичь в формате MP3.
В видеоформатах данная величина рассчитывается иначе. Например, для роликов на YouTube достаточно битрейта 10-16 Мбит/с при разрешении 720p. Это позволит достичь четкого изображения и небольшого объема файла. Если имеется необходимость в повышенном качестве картинки, это значение можно повысить до 18-25 Мбит/с. Максимальное качество изображения будет достигнуто при показателе 50 Мбит/с и разрешении 1080i. В целом, влияние битрейта на качество видеозаписи выражается так:
- 400 кбит/с — видео низкого качества с разрешением 240p;
- 750 кбит/с, 1 Мбит/с – может использоваться для некоторых роликов на YouTube с применением разрешения 360p и 480p соответственно;
- до 1,15 Мбит/бит – сжатое видео формата VCD;
- 2,5 и 3,8 – сжатые видеофайлы для YouTube, записанные с разрешением 720p;
- 4,5 и 6,8 – более четкие, но все равно сжатые ролики YouTube, использующие разрешение 1080p;
- 9,8 – видеозаписи формата DVD;
- 8–15 – видеозапись повышенной четкости, использующая сжатие;
- 19 и 25 – записи формата HDV (высокой четкости), созданные с разрешением 720p и 1080i соответственно;
- 29,4 – качественное видео формата HD DVD;
- 40 – диск Blu-Ray, записанный с разрешением 1080p;
- 250 — формат DCP;
- 4 Гбит/с – видеозапись без сжатия с разрешением 1080p.
Мобильное приложение для знакомств RusDate – найди свою вторую половинку
Выполняем расчеты
Чтобы рассчитать битрейт видео, используется специальная формула. Следует выяснить размер видеозаписи в килобитах и разделить эту величину на продолжительность воспроизведения, измеренную в секундах.
Например, имеется необходимость записать 2,5 часа видео (9000 секунд) на диск формата DVD. Его стандартный объем известен – 4480 МБ. Битрейт же измеряется в мегабитах в секунду, что важно учитывать.
Итак, расчет выглядит так: 4480 МБ делится на 9000 секунд и умножается на 8000 (для перевода в кбит/с). В результате получается 3982 кбит/с или 3,98 Мбит/с.
Вместе с тем, в видеофайле одновременно используется и аудиодорожка, которую следует учитывать. Поэтому произвести более точный расчет вручную проблематично. Чтобы вычисления были наиболее точными, желательно использовать специальные приложения (например, MediaInfo).
Источник: composs.ru
Для телевизора какой битрейт
Akamai опубликовал первые результаты исследований в области требований для оптимального просмотра на различных устройствах.
Проведенное совместно с Eurofins исследование содержит рекомендации по оптимальным условиям для различных жанров, устройств и условий сети для потокового видео.
Результаты свидетельствуют, что для доставки на большие экраны сложного контента, такого как спорт или экшн-фильмы, требуется минимум 6 Мбит/с для достижения у зрителей оценки «отлично», в то время как для смартфонов требуется 2-3 Мбит/с. Для менее сложного контента оптимальный битрейт ниже, и 2-4 Мбит/с по-прежнему обеспечивает отличную визуальную оценку на экранах больших телевизоров.
Исследование проводилось на различных типах контента, начиная от базовых материалов («говорящие головы») и заканчивая сложными подводными съёмками, просмотренными на различных смартфонах, STB, ПК, планшетах и Smart TV. Исследователи использовали SSIMplus — объективный всесторонний показатель восприятия качества видео (QoE) — для оценки воспринимаемого качества видео, где любой рейтинг выше 80 из 100 считается «отличным» или эквивалентом телевидения высокой чёткости.
На всех устройствах битрейт, необходимый для достижения оценки «отлично», значительно варьировался. Изучая взаимосвязь между доставкой, технологиями плеера и контентом, Akamai также обнаружил, что пропускная способность является ключевым элементом для улучшения таких ключевых показателей, таких как буферизация потоков.
«Из-за разнообразной природы технологий плеера в таком широком выборе устройств возможность доставки потока с постоянной пропускной способностью при любом битрейте имеет решающее значение для обеспечения наилучшего качества просмотра», — пояснил Ян Мунфорд, директор по продукту Akamai в регионе EMEA, — «Управляя стратегическими отношениями между контентом, доставкой и устройствами, можно улучшить качество восприятия и значительно уменьшить буферизацию».
Исследование показало, что оптимальные скорости потока, указанные в исследовании, могут быть достигнуты на большинстве зрелых рынков у большого процента населения.
«По мере того, как созревает рынок OTT, показатели качества восприятия должны повышаться, включая визуальное качество, а также типичные KPI, такие как буферизация потока и время начала воспроизведения», — продолжил Мэнфорд, — «Это исследование отражает роль восприятия качества, и мы надеемся помочь вещателям понять, «что хорошо выглядит», а также подчеркнуть экономию, которую они могут получить убрав ненужные профили битрейта».
КОММЕНТАРИИ ЭКСПЕРТОВ:
ЯРОСЛАВ ГОРОДЕЦКИЙ
Опыт CDNvideo показывает, что указанного битрейта достаточно для трансляции контента в HD. Если же производитель контента хочет его транслировать в 4K, то битрейт следует увеличить до 10-14 2 Мбит. В настоящий момент бОльшая часть интернет-пользователей России сможет получить видео в данном битрейте с серверов CDNvideo.
Больше интересных новостей в нашем Telegram-канале. Подписывайся!
Источник: ruvod.com