Transcodificación

La transcodificación es la conversión directa de un formato digital a otro, ^{[ 1 ]} como por ejemplo para archivos de datos de vídeo , archivos de audio (p. ej., MP3 , WAV ) o codificación de caracteres (p. ej., UTF-8 , ISO/IEC 8859 ). Esto se suele hacer cuando un dispositivo de destino (o flujo de trabajo ) no admite el formato o tiene una capacidad de almacenamiento limitada que exige un tamaño de archivo reducido, ^{[ 2 ]} o para convertir datos incompatibles u obsoletos a un formato más compatible o moderno.

En el mundo del vídeo analógico, la transcodificación puede realizarse tanto durante la búsqueda de archivos como para su presentación. Por ejemplo, los archivos Cineon y DPX se han utilizado ampliamente como formato común para el cine digital , pero el tamaño de datos de una película de dos horas es de aproximadamente 8 terabytes (TB). ^{[ 2 ]} Este gran tamaño puede aumentar el coste y la dificultad de gestionar los archivos de vídeo. Sin embargo, la transcodificación a un formato sin pérdidas JPEG2000 ofrece un mejor rendimiento de compresión de datos que otras tecnologías de codificación sin pérdidas; en muchos casos, JPEG2000 puede comprimir las imágenes a la mitad de su tamaño original. ^{[ 2 ]}

La transcodificación suele ser un proceso con pérdidas , que introduce pérdida de generación ; sin embargo, la transcodificación puede ser sin pérdidas si la salida está comprimida sin pérdidas o sin comprimir. ^{[ 2 ]} El proceso de transcodificación a un formato con pérdidas introduce diferentes grados de pérdida de generación, mientras que la transcodificación de con pérdidas a sin pérdidas o sin comprimir es técnicamente una conversión sin pérdidas porque no se pierde información; sin embargo, cuando la conversión es irreversible, se la conoce más correctamente como destructiva .

La transcodificación es un proceso de dos pasos en el que los datos originales se decodifican a un formato intermedio sin comprimir (por ejemplo, PCM para audio; YUV para vídeo), que luego se codifica en el formato de destino.

También se pueden volver a codificar los datos en el mismo formato, por varias razones:

Edición

Si se desea editar datos en un formato comprimido (por ejemplo, editar una imagen JPEG ), generalmente se decodifican, editan y vuelven a codificar. Esta recodificación provoca pérdida de calidad digital ; por lo tanto, si se desea editar un archivo repetidamente, conviene decodificarlo solo una vez y realizar todas las ediciones en esa copia, en lugar de recodificarlo repetidamente. Del mismo modo, si se requiere codificar en un formato con pérdida de calidad, conviene posponer la codificación hasta que los datos estén finalizados, por ejemplo, después de la masterización.

Menor tasa de bits

La transcodificación es un proceso similar a la transcodificación en el que los archivos se codifican a una tasa de bits menor sin cambiar los formatos de vídeo; ^{[ 3 ]} esto puede incluir la conversión de la frecuencia de muestreo , pero también puede utilizar una frecuencia de muestreo idéntica con mayor compresión. Esto permite almacenar un medio determinado en un espacio de almacenamiento menor (por ejemplo, un DVD en un CD de vídeo ) o en un canal de menor ancho de banda.

Escalado de imágenes

Cambiar el tamaño de la imagen en un video se conoce como redimensionamiento y se utiliza cuando la resolución de salida difiere de la resolución del archivo multimedia. En un dispositivo lo suficientemente potente, el escalado de imagen se puede realizar durante la reproducción, pero también se puede hacer mediante la recodificación, especialmente como parte del proceso de conversión de resolución (por ejemplo, una imagen con menor resolución que requiere una tasa de bits inferior).

También se pueden usar formatos con reducción de tasa de bits , que permiten disminuirla fácilmente sin necesidad de recodificar, pero la calidad suele ser inferior a la de una recodificación. Por ejemplo, en Vorbis , con la reducción de tasa de bits implementada en 2008, la calidad es inferior a la de una recodificación.

La principal desventaja de la transcodificación en formatos con pérdida es la disminución de la calidad. Los artefactos de compresión son acumulativos, por lo que la transcodificación provoca una pérdida progresiva de calidad con cada generación sucesiva, conocida como pérdida de generación digital . Por este motivo, generalmente se desaconseja la transcodificación (en formatos con pérdida) a menos que sea inevitable.

Para los usuarios que desean poder recodificar audio en cualquier formato, y para la edición de audio digital , lo mejor es conservar una copia maestra en un formato sin pérdida (como FLAC , ALAC , TTA, WavPack y otros) que ocupa aproximadamente la mitad del espacio de almacenamiento necesario en comparación con los formatos PCM originales sin comprimir (como WAV y AIFF ), ya que los formatos sin pérdida suelen tener la ventaja adicional de contar con opciones de metadatos , que están completamente ausentes o son muy limitadas en los formatos PCM. Estos formatos sin pérdida se pueden transcodificar a formatos PCM o transcodificar directamente de un formato sin pérdida a otro, sin ninguna pérdida de calidad. Se pueden transcodificar a un formato con pérdida, pero estas copias no podrán transcodificarse a ningún otro formato (PCM, sin pérdida o con pérdida) sin una pérdida posterior de calidad.

Para la edición de imágenes, se recomienda capturar o guardar las imágenes en formato sin comprimir y, posteriormente, editar una copia de la versión original. Solo se deben convertir a formatos con pérdida si se necesitan imágenes de menor tamaño para la distribución final. Al igual que con el audio, la transcodificación de un formato con pérdida a otro formato, sea cual sea, conllevará una pérdida de calidad.

Para la edición de vídeo (o conversión de vídeo), las imágenes se comprimen normalmente durante la grabación debido al enorme tamaño de los archivos que se generarían de otro modo y a que, de lo contrario, el gran volumen de almacenamiento resultaría demasiado engorroso para el usuario. Sin embargo, la cantidad de compresión aplicada durante la grabación puede variar considerablemente y depende de diversos factores, como la calidad de las imágenes grabadas (por ejemplo, analógicas o digitales, definición estándar o alta definición, etc.) y el tipo de equipo disponible, que suele estar relacionado con el presupuesto, ya que los equipos de vídeo digital de alta calidad y el espacio de almacenamiento pueden ser costosos. En la práctica, esto significa que cualquier transcodificación implicará una pérdida de imagen acumulativa. Por lo tanto, la solución más práctica para minimizar la pérdida de calidad es considerar la grabación original como la copia maestra y que las versiones transcodificadas posteriores, que a menudo tendrán un formato diferente y un tamaño de archivo menor, se transcodifiquen únicamente a partir de dicha copia maestra.

Aunque la transcodificación se utiliza en muchos ámbitos de la adaptación de contenido, es especialmente común en la adaptación de contenido para teléfonos móviles . En este caso, la transcodificación es indispensable debido a la diversidad de dispositivos móviles y sus capacidades. Esta diversidad requiere un proceso intermedio de adaptación de contenido para asegurar que el contenido original funcione correctamente en el dispositivo de destino.

La transcodificación de vídeo de la mayoría de las cámaras digitales de consumo puede reducir significativamente el tamaño del archivo manteniendo prácticamente la misma calidad. Esto es posible porque la mayoría de las cámaras de consumo son dispositivos en tiempo real con recursos energéticos limitados, que carecen de la potencia de procesamiento y las fuentes de alimentación robustas de las CPU de escritorio.

Una de las tecnologías más populares que utiliza la transcodificación es el Servicio de Mensajería Multimedia (MMS), que permite enviar y recibir mensajes multimedia (imágenes, sonido, texto y vídeo) entre teléfonos móviles. Por ejemplo, al tomar una fotografía digital con un teléfono móvil, se crea una imagen de alta calidad de al menos 640 × 480 píxeles . Al enviar la imagen a otro teléfono, esta imagen de alta resolución puede transcodificarse a una imagen de menor resolución con menos colores para ajustarse mejor al tamaño de pantalla y las limitaciones de color del dispositivo de destino. Esta reducción de tamaño y color mejora la experiencia del usuario en el dispositivo de destino y, en ocasiones, es la única forma de enviar contenido entre diferentes dispositivos móviles.

La transcodificación es una función muy utilizada por los programas de cine en casa para PC con el fin de reducir el espacio en disco que ocupan los archivos de vídeo. La operación más común en esta aplicación es la transcodificación de archivos MPEG-2 al formato MPEG-4 o H.264 .

La transcodificación en tiempo real de muchos a muchos (de cualquier formato de entrada a cualquier formato de salida) se está convirtiendo en una necesidad para proporcionar una verdadera capacidad de búsqueda de cualquier contenido multimedia en cualquier dispositivo móvil, con más de 500 millones de vídeos en la web y una gran cantidad de dispositivos móviles.

Antes de la llegada de los semiconductores y los circuitos integrados, la resolución en tiempo real y la transcodificación de la velocidad de fotogramas entre diferentes estándares de vídeo analógico se lograban mediante una combinación de tubo de rayos catódicos (CRT) y tubo de cámara . La parte del CRT no escribe sobre un fósforo , sino sobre un objetivo dieléctrico delgado; la parte de la cámara lee el patrón de carga depositada a una velocidad de escaneo diferente desde la parte posterior de este objetivo. ^{[ 4 ]} La configuración también podía utilizarse como un genlock .

Conceptos

• Conversión de datos
• Transformación de datos
• Conversión de datos con pérdida
• Codificación de vídeo
• Transmisión con tasa de bits adaptativa

Comparación

• Comparación de software para ripear DVD
• Comparación de convertidores de vídeo

• Norma Federal 1037C
• MIL-STD-188
• Lista de software multimedia portátil
• PAA Assuncao y M. Ghanbari, " Un transcodificador de vídeo en el dominio de la frecuencia para la reducción dinámica de la tasa de bits de flujos de bits MPEG-2 ", en IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology , vol. 8, n.º 8, págs. 953-967, diciembre de 1998.
• Huifang Sun, Xuemin Chen y Tihao Chiang, Transcodificación de vídeo digital para transmisión y almacenamiento , Nueva York, CRC Press, 2005.

• Informe de IDC sobre la transcodificación de vídeo.
• Cinco pasos para integrar la transcodificación en su flujo de trabajo (documento técnico)
• Documentos técnicos sobre transcodificación