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Shade
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加入日期: Oct 2002
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意外發現 RV10 壓 HDTV 大小的影像,畫質其實蠻好的

前一陣子和燕鴻大討論提到 Blue-ray Disc 要使用 H.264/AVC FRExt 作為影像壓縮格式,
因為 SONY 不滿意原 H.264/AVC 的壓縮品質,說是會把電影膠片常見的很細微的雜訊顆粒給刪除掉,
也就是一般人說的菲林感 Film Effect,所以 H.264 的制訂小組就追加了一個新的擴充規格,
叫做 H.264/AVC FRExt

FRExt 的 Amendment 1 已經在今年 7 月提出,它多出的新功能....
我們先來看看原本 H.264/AVC 三個 Profile 的壓縮工具:


FRExt 主要的三個增進壓縮效率的新工具:

1. 8x8 vs. 4x4 Transform Adaptivity
原本 H.264 在制訂的時候,有多種不同的轉換方塊大小,叫做 ABT。
後來因為 ABT 的複雜度太高,在最終定案的時候被拿掉了,統一用 4x4 的轉換大小。
4x4 的轉換大小會減少 MPEG-2 壓縮的方塊瑕疵 Blocking,和雜訊 Ringing。
但是它同時也會刪除一些很細微的高頻細節,例如電影膠片上的雜訊顆粒。
FRExt 追加回自適應切換的 8x8/4x4 的轉換方塊大小,讓畫質更好。
2. Quantization Scaling Matrices
原本 H.264 的量化方式沒有量化矩陣,現在 FRExt 引入 MPEG-2 使用的,
符合人眼知覺的,優化的量化矩陣。
3. Separate Cb and Cr QP control
色彩資訊可以使用和亮度資訊不同的量化參數,對色彩和亮度給予不同程度的量化。

其中 1 和 3 的功能也是微軟的 VC-9 所使用的功能。
VC-9 是微軟大力推廣,還提交給 STMPE 審核,希望能夠成為下一代影像壓縮的標準。
HD DVD/Blue-ray Disc 都已經宣布將會使用 VC-9 作為影像壓縮的格式之一。
VC-9 和我們一般見到的 WMV-9 有點不一樣,包括在微軟網站上放的 WMV HD 的示範影片,
都只是用 WMV-9 Main Profile@High Level 壓縮。
VC-9 是 WMV-9 Advanced Profile,和以前的 WMV-9 最大的不同,是多了對交錯訊源的壓縮支援。

說老實話,我覺得 VC-9 的規格制訂的蠻好的,複雜度大幅簡化,而且壓縮品質也不錯。
H.264/AVC 就太暴力了,雖然畫質可以很好沒錯,不過花費這麼高的計算複雜度代價,
換來的畫質提升,不知道是否真的划得來;有多人會在意、注意這樣一點的畫質差距?

不過 FRExt 就真的提升非常多,我覺得如果用 FRExt,就很划得來。
FRExt 有 4 個 Profile,各 Profile 支援的特殊功能:


如上所見,FRExt 的畫質的追求已經到了變態的程度,
sample 的精度由原本的 8bit 提高到 9~10bit,甚至 11~12bit。
色彩格式由原本的 4:2:0(色彩資訊只有亮度資訊的 1/4,會造成 MPEG-2 ****現的色階瑕疵、紅色鋸齒)
提升到 4:2:2 (1/2) 甚至 4:4:4 (1:1)。
其實 FRExt 對畫質挑剔的程度,還不只如此,例如它連色彩轉換式 RGB -> YCbCr 轉換時,
浮點計算會造成的捨棄誤差,以及當初為了降低複雜度,
使用簡化的 RGB -> YCbCr 轉換式.. 等等的缺點,全都要加以改良。
所以有 Residual Color Transform 這個功能,多追加 2bit 紀錄,
甚至訂立了一個新的、沒有小數誤差的色彩系統,叫做 YCgCo;
更可怕的,FRExt 還乾脆支援 RGB 的色彩格式。

根據 Blu-ray Disc Association 做的測試,FRExt 在主觀測試中(請一堆測試者用人眼去判斷),
大約只要 MPEG-2 的 1/3 的流量就可以達到「視覺上」的相同品質。


在客觀測試 PSNR 測試中(計算壓縮前和壓縮後畫面的差異),
FRExt 大約 8Mbps 可以等於 MPEG-2 20Mbps 的「數字上」的相同品質。


嗯,FRExt 很強沒錯..... 不過這跟標題 RV10 壓 HDTV 有什麼關係?
^^;;
是這樣的,由於上次討論到 H.264 會刪去細微的顆粒雜訊,造成 SONY 對它的畫質不滿意,
我覺得很奇怪,再怎麼說 H.264 也比 WMV-9 強,H.264 看不下去,那麼 WMV-9 豈不是更慘,
在好奇心的驅使之下,我很知道現在 H.264 究竟會刪去多少雜訊細節,所以就做了下面這個測試實驗。
而在這個實驗中我意外發現,一般認為在高流量、高解析度畫質不佳,只適合用來壓低流量、低解析度的
RV10,竟然意外的在測試中有很好的表現,所以提出來和大家分享 ^^;;
繞了一大圈.....
看來這篇又會打得很長..... XD

H.264 的 Level,支援的最大解析度和最大流量,以及最大的參考畫面張數
     
      
舊 2004-10-15, 11:16 AM #1
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