Videokomprimering

Lav kompresjon, høy kvalitet. Bildet er kodet med jpeg og var originalt på 261KB, men her komprimert til 36KB, og inneholder mange detaljer.

Høy kompresjon, lav kvalitet. Jpeg-bildet var originalt på 60,1KB, men er her på 21KB. Mange detaljer er glattet ut.

Videokomprimering er en form for datakomprimering som har som formål å redusere mengden data som må lagres uten å redusere kvaliteten i billedstrømmen nevneverdig. Videokomprimering er i praksis gjort ved bruk av en kodek, og gjøres sammen med komprimering av lyd og bilder. En effektiv komprimering kan redusere datamengden med en faktor fra 5 til 12 uten å tape kvalitet, mens MPEG-4 komprimering med et lite tap av kvalitet kan gjøre resultatet 20 til 200 ganger mindre enn utgangspunktet.

Metoder

Metodene som blir brukt for å komprimere levende bilder baserer seg på begrensninger i menneskets fysiologi og gjør det mulig å fjerne detaljer uten at billedstrømmen oppfattes som dårligere. Fagfeltet som omhandler dette kalles psykofysikk. For eksempel er menneskeøyet mer følsomt for gult og grønt lys enn for rødt .

Når man skal bestemme seg hvilken informasjon som kan utelates, baserer man seg som regel på modeller av menneskets audiovisuelle persepsjons-muligheter. Øyet kan for eksempel ikke oppfatte enkelte farger fordi de ligger utenfor det som øyet klarer å registrere (mer intense). Videre så registreres bevegelser som sammenhengende gjennom en prosess som på engelsk kalles persistence of vision, noe som utnyttes i videokomprimering ved å utelate detaljer i tidsdomenet også kjent på engelsk som motion-blur. Et annet eksempel er at vi er mer ømfintlige for forandringer i bildets lumen (svart/hvitt) en et bildes chroma (farge). Dette kan utnyttes i komprimering ved å skille de to kanalene og utelate noe av informasjonen om farge uten at bildet blir synlig forringet. Hvis man hadde utelatt informasjon om lumen ville øyet kjapt ha oppfattet kvalitetsforringelse.

Typisk benytter man seg av en fargekoding som kalles YUV eller YCbCr. Denne kodingen har den fordelen at den både er mer tilpasset menneskelig persepsjon ved at den separerer lumen og chroma informasjon og den er også bedre tilrettelagt for maskinell behandling. Denne fargekodingen benyttes både i produksjon og distribusjon av digital film. De aller fleste skjermkort på markedet i dag har elektronikk for å aksellerere konvertering av et bildes fargekoding fra YUV/YCbCr til RGB som er den fargekodingen de fleste dataskjermer benytter.

Eksempler på kodeker

"QuickTime Animation", "H.264 lossless" og VP9 er eksempler på kodeker som kan gi tapsfri koding, men dermed også større datamengde. Komprimering med tap vil kunne føre til at noen detaljer i et bilde blir uskarpe, eller at bakgrunnen og nyanser i fargene glattes litt ut. Digital-TV formatet H.264/MPEG-4 AVC benytter koding med tap, i likhet med forgjengere som DivX, Xvid, libavcodec, H.262/MPEG2 og MPEG1. WMV-formatet fra Microsoft, samt VP8 og VP9 fra Google er også formater som gir tap av data. Formater som "Motion JPEG" og "Apple ProRes 422/444" sender langt på vei en strøm av stillbilder.

Oversikt over internasjonale videokompresjonsstandarder

År	Standard	Utgiver	Bruk
1984	H.120	ITU-T
1988	H.261	ITU-T	Videokonferanser, videotelefoni
1993	MPEG-1 Part 2	ISO, IEC	Video-CD
1995	H.262/MPEG-2 Part 2	ISO, IEC, ITU-T	DVD Video, Blu-ray, DVB, ATSC, SVCD
1996	H.263	ITU-T	Videokonferanser, videotelefoni, video på mobiltelefoner (3GP)
1999	MPEG-4 Part 2	ISO, IEC	Video via Internet (DivX, Xvid ...)
2003	H.264/MPEG-4 AVC	ISO, IEC, ITU-T	Blu-ray, HD DVD, DVB, ATSC, iPod Video, Apple TV, videokonferanser
2006	VC-1	SMPTE	Blu-ray, video via Internet
2013	H.265/MPEG-H HEVC	ISO, IEC, ITU-T	Ultra HD Blu-ray, DVB, ATSC 3.0, UHD streaming, High Efficiency Image Format, macOS High Sierra, iOS 11
2018	AV1	Alliance for Open Media	HTML5 video