Проблемы рассинхронизации и захват в MPEG-2

• Часть 1
  
• Часть2. Тестирование качества захвата.
  

Не будет никаким преувеличением сказать, что основная проблема, с которой сталкивают пользователи при захвате с аналоговых источников (ТВ, аналоговые видеокамеры, видеомагнитофоны) - это рассинхронизация между аудио и видео. На профессиональном уровне ее решают достаточно эффективно - для синхронизации между источником и платой захвата устанавливаются специальные устройства - TBC (time base corrector, временной корректор синхроимпульсов). Но вот рядовым любителям видео такая техника попросту недоступна. Поэтому они вынуждены прибегать к программным способам преодоления рассинхронизации.

В последних версиях программы iuVCR для этого используется сразу два довольно эффективных механизма. Во-первых, наряду с режимом Avi mux (использовавшимся в старых версиях iuVCR, да и во всех других программах захвата), появился режим VHWriter (alternate). При его выборе захват происходит также в контейнер avi, но для синхронизации используются новые возможности. Для того, чтобы эти возможности заработали, необходимо во вкладке Video выбрать режим VHWriter, а затем поставить галочки на ВСЕХ пунктах настройки.

Обратите внимание: это очень важно, по умолчанию некоторые пункты не отмечены и из-за этого даже в этом режиме идет рассинхронизация. При выделении же всех пунктов рассинхронизации удается избежать в подавляющем большинстве случаев. К сожалению, иногда и этот режим не помогает - когда загрузка процессора оказывается слишком высока, вновь возникает рассинхронизация. Поэтому старайтесь не загружать процессор любыми другими задачами, кроме захвата.

Есть и другой механизм в iuVCR, который позволяет достигнуть 100-процентного совпадения аудио и видео почти в 100-процентах случаев. Речь идет о захвате в другой контейнер - не avi, а asf. Не спешите кривиться! Под asf подразумевается не кодировщик wmv от Microsoft (годный только для выкладывания файлов жуткого качества в сети), а только сам контейнер, лишенный наследственных недостатков avi. То есть, для захвата может использоваться любой кодек, установленный в системе, хоть DV, хоть M-JPEG (далее по вкусу). Для полноценного использования данной возможности в iuVCR надо скачать отсюда http://vlafy.iulabs.com/rus/download.htm фильтр fv ASF Direct Writer. А для работы с полученными файлами asf оттуда же скачивается программа WMV Direct. Затем во вкладке Video выбирается режим ASF Direct Writer. Настройки его достаточно просты, достаточно выделить пункт "Не буферизовать запись", который рекомендуется всегда включать. Для некоторых кодеков (например, Pic Video Lossless MJPEG) его включение критично - при выключенном параметре возникает большой расход оперативной памяти, что может приводить к некорректному завершению iuVCR и потере части захваченного видео. Полученный в итоге asf обрабатывается WMV Direct - ею можно нарезать, объединять и преобразовывать файлы в avi. Очень важно, что в процессе последнего сохраняется присущая asf синхронизация.

На первый взгляд, все выглядит замечательно. Однако, на деле пользователь после захвата в asf сталкивается с целым рядом затруднений. Самая мелкая из них - та, что фильтр ASF Direct Writer так же, как и iuVCR полноценно работает лишь месяц, затем вам придется либо раскошелиться на регистрацию, либо переустанавливать систему. Куда хуже то, что программа WMV Direct пока очень далека от совершенства (мягко говоря). Упаси вас бог пытаться проделать в ней операции по нарезке-склейке файлов! Все эти процессы осуществляются настолько медленно, что даже славящийся своей медлительностью Canopus Pro Coder (далее - просто CPC) покажется вам гоночной машиной. Я, по крайней мере, так не разу и не смог дождаться завершения подобной операции. Поэтому все, для чего можно использовать WMV Direct - это конвертация в avi. К счастью, время преобразования сопоставимо с продолжительностью захваченного файла.

Казалось бы, зачем тратить время на переконвертацию, если тот же CPC запросто может преобразовать asf в MPEG-2? Дело в том, что такая прямая конвертация осуществляется на порядок медленнее, чем из avi. Другая проблема - нестандартная частота передискретизации аудио, которое мы получаем после захвата в asf. Избежать этого никак нельзя. А если попытаться подобное нестандартное аудио преобразовать в СPC, то на выходе получается нечто жуткое - сплошной треск и искажения вместо того, что было слышно в оригинале. Поэтому, помимо преобразования в avi, приходиться проделывать еще одну операцию - доводить частоту передискретизации до стандарта. Для этого в Virtual Dub надо сохранить исходный wave, загрузить его в SoundForge, пересохранить со стандартными параметрами (44100 khz для SVCD или 48000 khz для DVD), затем вновь слить видео с новым аудио в Virtual Dub. Лишь затем можно спокойно переконвертировать файл с помощью CPC или Cinema Craft Encoder (далее - ССЕ).

В общем, после изучения всех этих особенностей национальной борьбы с рассинхронизацией поневоле задаешься вопросом - а оно нам надо? Ведь, если разобраться, есть два вида источников видео, с которыми приходиться сталкиваться. Первый - когда с видео приходиться серьезно работать, добавлять эффекты, переходы, фильтры, менять звуковые дорожки и т.д. Тут, конечно, альтернативы захвата в несжатый или несильно сжатый avi (Huffyuv, DV, M-JPEG) попросту нет. Дело в том, что чем сильнее сжат файл, тем хуже на нем отражается дальнейшая обработка.

Однако, если вы не профессионал, ежедневно выдающий кучу готовых сюжетов, то под руками у вас совсем другие источники - готовые фильмы на VHS или телепередачи. Все, что с ними нужно сделать - это обрезать лишнее и склеить части. Спрашивается, необходим ли для этого захват в avi? Совершенно очевидно, что нет! Для этого достаточно и уже сжатого формата - MPEG-2.

Захватывая в MPEG-2 мы убиваем сразу несколько зайцев. Первое - рассинхронизация при этом невозможна (формат изначально имеет специальные средства против этого). Второе - после захвата не нужна никакая дополнительная перекодировка, порой требующая куда больше времени, нежели сама продолжительность фильма. Третье - файл, полученный в результате такого захвата, практически сразу готов для авторинга. Четвертое - захват в avi требует огромного объема дискового пространства. На тот же DV, например, уходит 13 гигабайт в час. Запись же сразу в MPEG-2 дает огромную экономию места на жестком диске. Что весьма немаловажно, когда у вас не два-три, а несколько десятков телеканалов и осуществлять запись приходиться по нескольку раз в день.

Однако, против такого метода захвата имеется некоторое предубеждение. Считается, что раз при захвате осуществляется лишь однопроходное кодирование, то оно попросту неспособно обеспечить такое же качество, как двухпроходное (для СРС) или более (для ССЕ). Собственно, цель данной статьи - показать, что данное мнение ошибочно. Тем более, что на данный момент производители все больше предлагают ТВ-тюнеров с аппаратным MPEG-2. Они не пошли бы на подобный шаг, не будь уверены в качестве захвата.

Собственно, идеальным решением для захвата в MPEG-2 стало бы приобретение подобного ТВ-тюнера. К сожалению, они в два-три раза дороже обычных тюнеров (и, тем более, просто плат захвата), не оснащенных аппаратным кодировщиком. Скажем, у меня в компьютере стоит разработанный еще в 2001 году AverMedia TV Studio 203. Стандарты с тех пор не изменились, стереозвук в форматах Nicam и A2 он понимает. Конечно, качество приема у него не самое лучшее на сегодняшний день, но захват я все равно осуществляю с тюнера своего телевизора (просто потому, что иначе не избежать помех от стоящих у меня двух блоков питания). Поэтому покупать за 3700 рублей какой-нибудь GoTV PC DVD, честно говоря, как-то не хочется. Я уже молчу про стоимость бытовых DVD-врайтеров, стоимость которых в среднем составляет 10 тысяч рублей.

Как же быть в данной ситуации, если средство для захвата уже есть, а покупать аппаратное решение - жаба грызет? Решение есть - программы, способные качественно захватить в MPEG-2. В самом деле, компьютер - куда более совершенное устройство, нежели самый лучший бытовой аппарат для записи DVD. Всего-то и делов - оснастить его программой, совмещающей в себе функции захвата и планировщика. Вот тут и возникает загвоздка. Не все программы способны работать с той или иной конкретной моделью ТВ-тюнера. Например, Cyberlink Power Producer и Mainconcept Mpeg Encoder оказались несовместимыми AverMedia TV Studio 203.

Еще хуже дела обстоят с поддержкой чересстрочной развертки. Разработчики словно не понимают, что под рукой у обычных пользователей практически нет прогрессивных источников. И пихают в свои программы захват по кадрам вместо полей. А в итоге пользователи получают все "прелести" прогрессивного видео, захваченного с интерлейсного источника: потерю четкости и информации о движении (что проявляется в противном дерганье движущихся объектов). Собственно, практически весь софт, идущий с ТВ-тюнерами, захватывает именно по кадрам. Скажем, старая программа, идущая с AverMedia TV Studio 203 при выставлении полного размера кадра (576 по вертикали), упорно хватала в разрешении 288, теряя ровно половину видеоинформации. Новая версия софта, хоть и поддерживает полный размер кадра, хватает в прогрессиве. Установка Deinterlace в none ровным счетом ни на что не влияет (функция, похоже, влияет только на просмотр). Аналогичная ситуация с программами от InterVideo - WinDVD Recorder, Creator и DVR. Захват идет только по кадрам:

По счастью, во всем этом царстве прогрессивного маразма нашлась фирма, которая включила в свою программу поддержку чересстрочной развертки. Речь о Mainconcept. И MPEG Encoder и Mainconcept PVR захватывают интерлейсное видео. Версия 1.0 PVR уже могла работать с TV Studio 203, но вот поддержка разных телевизионных систем оставляла желать лучшего. В версии 1.1.1 это было исправлено. Эта версия, пожалуй, самая лучшая. В версии 1.1.4 в PVR был интегрирован MPEG Encoder. С одной стороны, это дало программе много новых возможностей. С другой стороны, множество настроек не идет на пользу конфигурированию программы и легко может запутать новичка. Да и опытного пользователя тоже - мануал по данной версии занимает аж 112 страниц (скачать его можно отсюда http://downloads.mainconcept.com/pvren.zip). Хуже всего, что появились некоторые неприятные глюки. Первая странность - хотя программа может захватывать звук в формате LPCM (что, несомненно, очень важно для музыкальных фильмов), после захвата файла выясняется, что звука в таком файле нет вообще. Стоит сменить звук на MPEG 1 Layer II, как все становится на свои места. Вторая - по умолчанию захват звука идет через Line-In звуковой карты. Однако, при запуске программы звук просто не инициализируется. Чтобы исправить это, приходится выбирать в качестве источника другую линию (микрофон например), а потом переключаться обратно на Line-In. Третья - максимальный уровень качества, с которым захватывали прежние версии, в версии 1.1.4 приводит к выпадению кадров. Лишь уменьшение ползунка качества до половины позволяет программе работать без выпадения кадров. Нельзя сказать, что это приводит к ухудшению качества изображения, но все равно неприятно. Поэтому я не советую использовать эту версию без подробного изучения мануала и четкого понимания того, ЧТО же вы настраиваете.

Версия 1.1.1 на порядок проще в конфигурировании. После запуска программы надо нажать кнопку с символом: ммм: похожим на телефон, отвечающую за настройки. Вкладка Input отвечает за выбор платы захвата, звуковой платы (ее линии для проигрывания и записи) и телевизионного стандарта. Вкладка General позволяет выбрать диск и папку для записи, скин, запись лога для ошибок, язык интерфейса. Самая важная вкладка - Record. Тут расположен движок, отвечающий за качество. Крайнее левое положение - производительность, крайнее правое - максимальное качество. Тут же выбирается разрешение для захвата.

О нем стоит поговорить отдельно. По умолчанию стоит 704 по горизонтали. Оно стандартно для DVD. Максимальное разрешение - 720. Однако, если разобраться и то и другое разрешение - избыточны для аналоговых источников (что далее будет показано в тестах). Максимальная четкость, доступная для S-VHS видеомагнитофонов - 480. Для VHS - и того меньше. Однако, выбирать разрешение 358 даже для захвата VHS не стоит. Дело в том, что это меньше, чем рабочее разрешение у телевизоров. Поэтому, при просмотре источников с таким разрешением (излюбленного пиратами, которые с его помощью делают жуткие сборники "все в одном") явно ощутима замыленность. Разрешение же 480 как раз вписывается в рабочую область телевизоров и захват с таким разрешением практически идеален. Конечно, оно не вписывается в стандарт DVD, но ничто не мешает записать его с помощью DVD Lab Pro (о чем подробно описано в статье "Догоним и перегоним Divx"). Еще один аргумент за захват в таком разрешении - для больших потребуется и больше процессорной мощности. Мой Socket 754 Sempron, разогнанный до 2360 mhz, не справляется с разрешением 704 без пропущенных кадров.

Далее можно выбрать один из презетов: DVD, SVCD, VCD, AVI, MPEG-2. Последний наиболее интересен, поскольку влиять на параметры уже готовых презетов невозможно. Выбираем его и нажимаем кнопку Advanced. Первая кнопка - Audio Encoder - отвечает за настройки аудио. В этой версии доступно два типа аудиодорожки: Mpeg 1 Layer I и Mpeg 1 Layer II. Первый нигде не используется. Поэтому выставляем Layer II. Далее идет выбор частоты передискретизации: 32000, 44100, 48000 khz. Первая частота подойдет только если вы не озабочены проблемами совместимости и качественный звук вам не нужен (например, просто записываете mpeg на CD-R безо всякого авторинга). Вторая - стандарт для SVCD. Третья - для DVD. Желательно выставлять именно последнюю для максимального качества. Далее идет Mode: Stereo, Joint Stereo, Dual Channel, Mono. Для моно-источников можно выставить моно-звук, в остальных случаях - стерео. Error Protection - очень желательно выделять пункт CRC check. Без этого вы не сможете конвертировать MPEG 1 Layer II в Dolby Digital с помощью того же Reel DVD. Битрейт - зависит от типа кодируемого аудио. Если у вас музыкальный фильм - то лучше, конечно, делать максимальный битрейт в 384 kbps. Если в фильме все ограничивается разговорами, то достаточно и 128.

Вкладка Video Encoder Basic позволяет выставить тип видеобитрейта - постоянный и переменный. Постоянный подойдет для записи в VCD (тут другого и быть не может), SVCD (так как он обеспечивает формату максимальное качество). Еще один случай - когда вы планируете после захвата дальнейшее сжатие. Тут самое оптимальное - во вкладке Bitrate выбрать максимальный битрейт в 14000 kbps, чтобы минимизировать влияние сжатия. В целом битрейт меняется от 192 kbps до 14000. Если хотите удержаться в рамках стандарта DVD не ставьте максимальный битрейт выше 8000 kbps. Минимальный - достаточно 500 kbps. Значительно важнее средний. Именно от него зависит конечный размер файла. Как и при кодировании ССЕ, PVR при захвате стремиться удержать битрейт у заданного параметра. Оптимальным, на мой взгляд, является средний битрейт в 4500 kbps. Он позволяет записать на один слой DVD два с небольшим часа видео.

Напомню, что при разрешении 480 по горизонтали (свойственном SVCD) и максимальном битрейте в 8000 kbps (свойственном DVD) мы получаем MPEG-2 файлы в "формате" xSVCD. Он никак не стандартизирован. Однако с помощью DVD Lab Pro он безо всяких проблем авторится на DVD. При этом, как показывают практические опыты, SVCD и xSVCD, записанные на DVD-болванки, воспроизводятся без проблем даже на бытовых проигрывателях, которые вообще не поддерживают воспроизведение SVCD. То есть, как ни парадоксально, степень совместимости таких нестандартных файлов при нестандартной же записи только возрастает. В копилку xSVCD стоит добавить и то, что он, имея преимущества SVCD (из-за более низкого разрешения для достижения более качественной картинки требуется меньше битрейта) не имеет его недостатков (поскольку битрейт не ограничен, как у SVCD, рамками 2576 kbps, не возникает никаких квадратов и размытостей даже в очень сложных сценах).

Другая важная настройка - Motion Search. Уровень меняется от быстрого до наилучшего. Производитель рекомендует параметры от 3 до 11. Собственно, для полной уверенности можно выставить 15. Галочка на пункте Halfpel search должна стоять всегда (она обеспечивает поиск движения по подпикселам), она улучшает качество. Range (диапазон поиска) можно оставить по умолчанию - точно посередине. В подразделе Filter Setting должен быть выделен пункт Enable online encoding (capture), который собственно, и разрешает кодирование на лету.

Вкладка Video Encoder Advanced обеспечивает продвинутые настройки MPEG-2. Пункт Closed Every GOP требуется включать только в том случае, если вы планируете делать DVD с несколькими переключающимися видами камеры (angle). В противном случае он должен быть отключен, так как ухудшает качество изображения. Gop Structure достаточно оставить по умолчанию (I-frames - 12, P-frames - 3). Увеличение данных параметров потребует и увеличения процессорной мощности. Field Encoding - последовательность полей. Для MPEG-2 этот параметр - Top Field First. Впрочем, желательно проверить данную последовательность с помощью захвата. Если при просмотре на аппаратном декодере (только на аппаратном, ведь практически все программные проигрыватели применяют к изображению деинтерлейсный фильтр, поэтому определить правильную последовательность полей с их помощью невозможно) движение будет как бы распадаться на фазы, то последовательность надо изменить. Deinterlacing, само собой, должен стоять в None. Aspect Ratio, в зависимости от источника - 4 на 3 или 16 на 9. Последний тип очень редко встречается на аналоговых источниках. Cropping отвечает за обрезку краев. Очень полезная функция при захвате VHS, ведь на видеокассетах по низу изображения идут искажения. Выставляется опытным путем.

Параметр Noise с одной стороны, дает представление кодировщику, насколько зашумлен источник видео (именно источник вне зависимости от носителя), с другой, после включения пункта Enable line filtering, подавляет эти шумы. Шумовая чувствительность определяет, насколько видеокодер будет чувствителен к шуму в исходном видео; это не уменьшает шум в исходном видео вообще. Это устанавливает порог поиска движения, в какой точке кодер остановит поиск соответствующих блоков пикселей от одного фрейма до другого. Более высокие значения означают низкую чувствительность (быстрее времена поиска, меньше качества), в то время как более низкие значения означают более высокую чувствительность (дольше времена поиска, лучшее качество). Производитель приводит следующие значения. 1-5: компьютерная анимация, сделанные из DV Video CD, другие источники после подавления шумов, то есть источники вообще без шумов. 3 - 7: цифрово видео, DV-качества, Hi-8 качества. 5 - 14: аналоговое видео, телепередачи, Video-8. Если вы, прежде всего, озабочены качеством (за счет скорости), лучше всегда ставить параметр на 1. При включении шумоподавления кодировщик сокращает шум в структуре одного фрейма (spatial reduction).

Собственно, на этом настройка PVR версии 1.1.1 и завершается. Обратите только внимание: когда вы заходите в настройки Advanced, а потом их закрываете, кодировщик сбрасывает ползунок Speed-Quality на среднее положение. Не забудьте поставить его вновь на максимальное качество. Что касается настроек PVR 1.1.4, то могу лишь отослать к вышеуказанному мануалу.

Страницы статьи

1	2