Часть 3. Теперь немного пофильтруем или Вторгаемся на территорию ультранизкого битрейта
В принципе, фильтрация используется для достижения двух целей - устранение дефектов изображения, а также улучшение сжимаемости видео. В этом разделе я буду использовать термин “фильтр” в более узком смысле - “шумоподавление”, а не просто “плагин AviSynth”.
Мы рассмотрим только второй момент, поскольку во-первых, DVD Video имеет, как правило, хорошее качество, а во-вторых, устранение дефектов - вещь очень специфическая. Каждый тип дефекта требует применения собственных методов и фильтров, здесь лучше поискать тематические форумы. А вот фильтрование для улучшения сжимаемости - это достаточно универсальная тема, причем настолько, что некоторые даже советуют производить шумоподавление всегда (по крайней мере, при кодировании с помощью XviD/DivX).
Давайте разберемся. Кому какое дело до сжимаемости как таковой? Мне, например, никакого - важен качественный результат, и только. Так вот, качество практически не растет при увеличении битрейта более 1500 kbps. Это значит, что никакого смысла увеличивать сжимаемость видео в такой ситуации нет. И мы просто внесем фильтрами дополнительные искажения. А зачем?
Другое дело, когда битрейта не хватает. Вот здесь мы вполне можем рассчитывать на то, что предварительно удалив шумы и повысив сжимаемость видео, мы не получим в результате кодирования неизбежные в противном случае артефакты.
Рассмотрим типовую задачу - изготовление DVD-Rip в типоразмере 700-745 Мбайт. Берем нашего обычного подопытного кролика - “Ромео и Джульетту”. Конечно же, не очень здорово издеваться так над бессмертным творением Франко Дзеффирелли, этот фильм заслуживает много большего. С другой стороны, с точки зрения сложности поставленной задачи вариант достаточно привлекательный: длительность более двух часов, старая пленка, да и оцифровка оставляет желать лучшего.
Для начала попробуем воспользоваться старыми рецептами рипования, просто понизив битрейт до 600 kbps - а вдруг прокатит?
Не прокатило, как и следовало ожидать - артефакты получились просто чудовищные. Стало быть, будем фильтровать.
Упомянутая выше статья
http://www.ixbt.com/divideo/avisynth1.shtml содержит не только неплохое изложение основ AviSynth, но и введение в мир фильтрации. Написал ее не кто иной, как Александр Балахнин (aka Fizick) - автор довольно популярных фильтров шумоподавления DeGrainMedian и FFT3DFilter, и уж он разбирается в вопросе, можно не сомневаться.
Я опробовал следующие фильтры шумоподавления - VagueDenoiser, TemporalCleaner, DeGrainMedian, FFT3DFilter, TtempSmooth, FluxSmooth, SmoothHiQ, Convolution3D, RemoveGrain (
http://avisynth.org/warpenterprises/). Причем с различными параметрами, рекомендованными как самими разработчиками фильтров, так и продвинутыми пользователями, съевшими собаку на этом деле. Более того, я пробовал различные монстрообразные сочетания фильтров типа MCTemporalDenoise.avsi (
http://forum.doom9.org/showthread.php?t=139766) и “DVD MDegrain2 mask4 DLS.avs” (из программы XVID4PSP), грубо нарушив при этом завет Балахнина:
“В среде профессионалов обычно распространено негативное отношение к скриптам верстки отдельных любителей, в которых нагромождено несколько фильтров подавления шума. Обычно это приводит к излишнему замыливанию картинки и накоплению артефактов”.
Каков же итог? А никакого. Либо не удается избавиться от артефактов, либо катастрофически падает резкость. Иногда получается так - скриншоты вышли очень неплохие, но при воспроизведении видео начинается настоящая свистопляска - мазня и рябь.
Безусловно, результат зависит от материала, поэтому воздержусь от глобальных выводов. Сформулирую так -
далеко не факт, что фильтры помогут вам компенсировать дефицит битрейта. И уж я категорически против бездумного применения шумодавов “для лучшей лучшести”. Попробуйте сами - наиболее приличные результаты получились у меня при использовании следующих фильтров - FFT3DFilter(), VagueDenoiser(nsteps=6), FluxSmoothST(). Что характерно: как видите, практически везде - с параметрами по умолчанию.
Так что же делать? Как же люди умудряются изготавливать приличные рипы в данном типоразмере? Или для такого длинного фильма это вообще невозможно? Недаром минимальный битрейт для рипов ASP, допустимый на многих трекерах - 700 kbps.
Не будем терять надежды. Попробуем рассмотреть резервы, которые мы еще не задействовали.
Первый рецепт при недостатке битрейта очевиден - это уменьшение размера кадра. Берем из таблицы чисел, делящихся нацело на 16, несколько значений в районе 600 - 624, 608, 592, 576. Находим для каждого вертикальный размер так же, как делали это раньше. В моем случае лучше всего подошла ширина 608 пикселей: строим пропорцию - 608*9/16=342. Корректируем с учетом обрезания: 342*720/700=351,771. Опять повезло - 352 делится на 16, и разница получилась всего ничего.
Второй момент - ресайз. При недостатке битрейта нельзя использовать алгоритмы lanczos и ему подобные, поскольку они увеличивают визуальную резкость, а нам нужно наоборот, немного “смягчить” изображение. Если вы до сих пор “застряли” в VirtualDub, используйте Precise bicubic (A=-0.60) вместо (A=-1.00), применявшегося раньше. Если уже перешли на AviSynth, лучше всего подойдет фильтр bicubic с параметрами по умолчанию (опробовались еще параметры, моделирующие фильтры VirtualDub - 0.6 и 0.75, а также 0.5 - Catmull-Rom spline). Можно еще попробовать алгоритм bilinear. В моем случае указанные варианты дали чуть худший результат.
И последнее - параметры кодирования. Если раньше (при достаточном битрейте) я рекомендовал выключать все опции кодера XviD, то сейчас подход будет диаметрально противоположным. Нужно наоборот, включить все параметры оптимизации - Adaptive Quantization, B-frames, Use chroma motion, Use VHQ for bframes too, Trellis quantization. Дадим кодеру шанс показать себя во всей красе.
И вот теперь все встало на свои места. Резкость, конечно, упала, но не катастрофически, артефакты почти незаметны. Конечно, B-фреймы вредят совместимости, но в данном случае без них никак не обойтись.
В общем, мои принципы подбора параметров кодера XviD таковы.
При достаточном битрейте выключите все опции кодирования. Затем, если желаете поэкспериментировать, включайте опции по одной - вполне возможно, что на конкретном материале какая-то из них “выстрелит”.
При дефиците битрейта включите все опции кодирования. Затем, если желаете поэкспериментировать, выключайте их по одной.
Важное замечание: параметры Quarter Pixel и Global Motion Compensation по-прежнему являются табу. Улучшения качества при использовании этих опции мне выявить не удалось, скорее - наоборот. Кроме того, не советую использовать более одного B-фрейма подряд. Вспомните также, что компания DivX, LLC считает все эти параметры несовместимыми с аппаратными плеерами.
На данном материале самый лучший результат получился у меня при включении всех параметров кроме Use chroma motion. Также некоторый прирост качества дала тонкая настройка кривых компрессии - Low bitrate scenes improvement = 20.
Посмотрим теперь, нельзя ли продвинуться еще дальше за счет использования MPEG-матрицы квантизации. Она, конечно же, тоже считается несовместимой, но в данном случае нам не до жиру - приходится чем-то жертвовать. В принципе, даже ярые поклонники матриц MPEG советуют использовать их только при битрейте более 1000 kbps. Однако существует специальный класс матриц, заточенных на ультранизкий битрейт. Я опробовал следующие - Jawor_1CD_Matrix.cqm, CCE Ultra Low Bitrate.cqm, Sharktooth's EQM v3ULR.cqm, Bulletproof's Heavy Compression Matrix.cqm. Но результат не порадовал - все они оказались хуже стандартной матрицы H.263. Приличнее всех выглядела матрица Jawor_1CD, изображение получилось даже чуть-чуть резче, зато взамен появились контурные “призраки”, которые начинали отчаянно “плясать” при воспроизведении видео.
Что-то мы совсем забыли про кодер DivX - может быть, он поможет нам добавить немного качества? Увы, мои опыты показали обратное - результат получился существенно хуже. Причем, на мой взгляд, психо-визуальные расширения реализованы в DivX, в отличие от XviD, из рук вон плохо.
В итоге, уменьшив размер кадра до 608х352, задействовав алгоритм ресайза bicubic с параметрами по умолчанию и установив опции Adaptive Quantization, 1 B-VOPs, Use VHQ for bframes too, Trellis quantization и Low bitrate scenes improvement = 20, мне удалось получить вполне приличный результат на битрейте 600 kbps.
Применение фильтров шумоподавления не позволило улучшить качество или отказаться от не любимых мною B-фреймов.
Не удержусь и процитирую еще одну мысль из статьи Александра Балахнина, всю гениальность которой я до конца осознал, только потратив кучу времени на возню с фильтрами, и так и не получив в итоге никакого удовлетворительного результата:
“Мое мнение таково — если шума немного, то может лучше его не трогать? Просто добавьте битрейт, если это возможно. А если шума много, удалить его безболезненно тем более не получится”.
Советую и вам прислушаться к мнению разработчика одного из самых эффективных на сегодняшний день шумодавов и фильтровать только при крайней необходимости.