Variabilní datový tok - Variable bitrate
Variabilní datový tok ( VBR ) je termín používaný v telekomunikacích a výpočetní technice, který souvisí s datovým tokem používaným při kódování zvuku nebo videa. Na rozdíl od konstantní přenosové rychlosti (CBR) soubory VBR mění množství výstupních dat za časový segment. VBR umožňuje přidělit vyšší datový tok (a tedy více úložného prostoru) složitějším segmentům mediálních souborů, zatímco méně místa je přiděleno méně složitým segmentům. Průměr těchto sazeb lze vypočítat pro vytvoření průměrného datového toku pro soubor.
Zvukové soubory MP3 , WMA a AAC lze volitelně kódovat do VBR, zatímco Opus a Vorbis jsou ve výchozím nastavení kódovány do VBR. Kódování s proměnnou přenosovou rychlostí se také běžně používá u videa MPEG-2, videa MPEG-4 Part 2 ( Xvid , DivX atd.), Videa MPEG-4 Part 10 /H.264, Theora , Dirac a dalších formátů komprese videa. Kódování s proměnnou rychlostí je navíc vlastní schématům bezeztrátové komprese , jako jsou FLAC a Apple Lossless .
Výhody a nevýhody VBR
Výhody VBR spočívají v tom, že poskytuje lepší poměr kvality k prostoru ve srovnání se souborem CBR se stejnými daty. Dostupné bity se používají flexibilněji pro přesnější kódování zvukových nebo obrazových dat, přičemž méně bitů se používá v méně náročných pasážích a více bitů se používá v obtížně kódovatelných pasážích.
Nevýhody spočívají v tom, že kódování může trvat déle, protože proces je složitější a že některý hardware nemusí být kompatibilní se soubory VBR.
Metody kódování VBR
Víceprůchodové kódování a jednoprůchodové kódování
VBR se vytváří pomocí takzvaného jednoprůchodového kódování nebo víceprůchodového kódování . Jednosměrné kódování analyzuje a kóduje data „za běhu“ a používá se také při kódování s konstantní bitovou rychlostí. Jednosměrné kódování se používá, když je rychlost kódování nejdůležitější-např. Pro kódování v reálném čase. Jednosměrné kódování VBR je obvykle řízeno nastavením pevné kvality nebo rozsahem přenosové rychlosti (minimální a maximální povolená přenosová rychlost) nebo nastavením průměrné přenosové rychlosti . Víceprůchodové kódování se používá, když je kvalita kódování nejdůležitější. Víceprůchodové kódování nelze použít pro kódování v reálném čase, živé vysílání nebo živé vysílání . Víceprůchodové kódování trvá mnohem déle než jednoprůchodové kódování, protože každý průchod znamená jeden průchod vstupními daty (obvykle celým vstupním souborem). Víceprůchodové kódování se používá pouze pro kódování VBR, protože kódování CBR nenabízí žádnou flexibilitu pro změnu přenosové rychlosti. Nejběžnějším víceprůchodovým kódováním je dvouprůchodové kódování. Při prvním průchodu dvouprůchodovým kódováním se analyzují vstupní data a výsledek se uloží do souboru protokolu. Ve druhém průchodu jsou shromážděná data z prvního průchodu použita k dosažení nejlepší kvality kódování. V kódování videa je dvouprůchodové kódování obvykle řízeno nastavením průměrné přenosové rychlosti nebo nastavením rozsahu přenosové rychlosti (minimální a maximální povolená přenosová rychlost) nebo nastavením velikosti cílového souboru videa.
Rozsah datového toku
Tato metoda kódování VBR umožňuje uživateli zadat rozsah datového toku - minimální a/nebo maximální povolený datový tok. Některé kodéry rozšiřují tuto metodu o průměrný datový tok. Minimální a maximální povolený datový tok nastavují hranice, ve kterých se datový tok může lišit. Nevýhodou této metody je, že průměrná přenosová rychlost (a tedy velikost souboru) nebude předem známa. Rozsah přenosové rychlosti se také používá v některých metodách kódování s pevnou kvalitou, ale obvykle bez povolení měnit konkrétní datový tok.
Průměrný datový tok
Nevýhodou jednoprůchodového kódování ABR (s nebo bez omezeného variabilního datového toku) je opak pevného VBR kvantizátoru - velikost výstupu je známa předem, ale výsledná kvalita je neznámá, i když stále lepší než CBR.
Víceprůchodové kódování ABR je více podobné pevnému kvantizátoru VBR, protože vyšší průměr opravdu zvýší kvalitu.
Velikost souboru
Kódování VBR pomocí nastavení velikosti souboru je obvykle víceprůchodové kódování. Umožňuje uživateli určit konkrétní cílovou velikost souboru. V prvním průchodu kodér analyzuje vstupní soubor a automaticky vypočítá možný rozsah přenosové rychlosti a/nebo průměrnou přenosovou rychlost. V posledním průchodu kodér distribuuje dostupné bity mezi celé video, aby bylo dosaženo jednotné kvality.