वीडियो संपीड़न तकनीक, कोडेक की अवधारणा और प्रकारों का समग्र परिचय

इस बार हम वीडियो से संबंधित MPEG मानक समूहों की भूमिका समझेंगे और फिर कोडेक तथा फ़ाइल कंटेनर के बीच का अंतर भी जानेंगे।

जब वीडियो वितरित करने की आवश्यकता पैदा हुई, तभी उनके बड़े आकार के कारण संपीड़न अनिवार्य हो गया। इसी समय संपीड़न तकनीक विकसित करने के लिए मूविंग पिक्चर एक्सपर्ट्स ग्रुप (MEPG) के एकत्र होने से MPEG सामने आया। MPEG मानक समूहों में MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21 आदि शामिल हैं। ये वीडियो और ऑडियो एन्कोडिंग, सामग्री के विवरण और खोज तथा मल्टीमीडिया फ़्रेमवर्क जैसे अलग-अलग क्षेत्रों से संबंधित हैं। अब हम प्रत्येक की भूमिका संक्षेप में समझेंगे।

MPEG 1

CD: वह माध्यम जिसमें मुख्य रूप से MPEG-1 का उपयोग होता था

MPEG1 पहली मानकीकृत वीडियो और ऑडियो संपीड़न तकनीक थी, जिसका उपयोग CD जैसे माध्यमों में वीडियो रखने के लिए किया जाता था। MPEG1 की अधिकतम ट्रांसफ़र दर लगभग 1.5 Mbps और अधिकतम रिज़ॉल्यूशन 352x288 है, इसलिए यह आज की तकनीक से काफ़ी पीछे है।

जैसे इतना जानना पर्याप्त है कि पहला कंप्यूटर एनिएक (ENIAC) था, वैसे ही इसके बारे में इतना जानना पर्याप्त होगा कि यह पहली वीडियो संपीड़न विधि थी।

MPEG 2 (★)

MPEG2 के साथ तेज़ी से विकसित हुआ डिजिटल प्रसारण

MPEG2 एक हानिपूर्ण संपीड़न तकनीक है, जिसका उपयोग डिजिटल प्रसारण और DVD जैसे माध्यमों के वीडियो संपीड़न में होता है। पुरानी तकनीक होने के बावजूद इसकी ट्रांसफ़र गति 4~100 Mbps है, इसका उपयोग आज भी डिजिटल प्रसारण आदि में होता है और यह Full HD रिज़ॉल्यूशन तक उपलब्ध करा सकती है। हालाँकि, UHD प्रसारण के आगमन और अधिक उच्च गुणवत्ता वाले वीडियो की माँग तथा आपूर्ति बढ़ने के साथ MPEG 2 का उपयोग क्षेत्र धीरे-धीरे सिमटता जाएगा।

MP 3

MP3, जिसे लेकर लोग आसानी से भ्रमित हो सकते हैं — ऑडियो फ़ाइल

MP3 संगीत जैसे ऑडियो डेटा को संपीड़ित करने की तकनीक है, लेकिन यहाँ एक बात को लेकर लोग आसानी से भ्रमित हो सकते हैं। वह यह है कि MP3 का अर्थ MPEG3 नहीं, बल्कि MPEG1 की लेयर 3 है।

संगीत सुनने के शौकीन लोगों के लिए यह बेहद परिचित फ़ॉर्मेट है, इसलिए इसे लेकर भ्रम होना और भी आसान है। अर्थात, MP3 लंबे समय से उपयोग में रही MPEG 1 तकनीक का एक हिस्सा है और यह शब्द 1995 में केवल ऑडियो भाग को अलग किए जाने पर सामने आया था।

MPEG 4 (★)

ऑनलाइन वीडियो सेवा का उदाहरण: यूट्यूब

MPEG4 कई भागों से बना मल्टीमीडिया मानक समूह है। MP4 इसके Part 14 में निर्धारित फ़ाइल कंटेनर फ़ॉर्मेट है, जबकि H.264/AVC इसके Part 10 का वीडियो एन्कोडिंग मानक है। इसलिए पूरे MPEG-4 को MP4 फ़ाइल एक्सटेंशन या किसी एक संपीड़न विधि का पर्याय नहीं समझना चाहिए।

MP4 फ़ाइल में वीडियो और ऑडियो सहित कई प्रकार का डेटा रखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, इसमें H.264 से एन्कोड किया गया वीडियो और AAC से एन्कोड किया गया ऑडियो एक साथ रखा जा सकता है, लेकिन केवल फ़ाइल एक्सटेंशन के आधार पर उसके अंदर उपयोग किए गए कोडेक का निश्चित पता नहीं लगाया जा सकता।

MPEG 7

जानकारी की खोज के लिए विकसित MPEG-7

MPEG7 वीडियो, ऑडियो और मल्टीमीडिया सामग्री के विवरण तथा खोज के लिए मानक समूह है। यह सामग्री की दृश्य और ध्वनि संबंधी विशेषताओं आदि को संरचित रूप में व्यक्त करता है, इसलिए इसका उपयोग आवश्यक सामग्री खोजने और उसका प्रबंधन करने में किया जा सकता है।

इसका उपयोग विशाल मात्रा में जानकारी सँभालने वाले डिजिटल पुस्तकालयों, मल्टीमीडिया सेवा मार्गदर्शिकाओं, प्रसारण केंद्रों के अभिलेखागारों और नेवर मैप्स जैसी भौगोलिक सूचना प्रणालियों में उपयोगी ढंग से किया जा रहा है।

MPEG 21

ई-कॉमर्स को दर्शाने वाला उदाहरण चित्र

MPEG21 एक मानक समूह है जो मल्टीमीडिया सामग्री के निर्माण, वितरण और उपभोग के लिए एक खुला फ़्रेमवर्क परिभाषित करता है। इसमें डिजिटल वस्तुओं की पहचान और अधिकारों की अभिव्यक्ति जैसे घटक शामिल हैं, जो सामग्री को विभिन्न परिवेशों में उपयोग करने में मदद करते हैं। इसे केवल ई-कॉमर्स या स्क्रीन पर क्लिक और इनपुट के लिए बने मानक तक सीमित नहीं समझना चाहिए।

MPEG मानक समूहों की भूमिकाओं का सार

MPEG मानक समूहों की भूमिकाओं का विभाजन

ऊपर दिया गया चित्र MPEG मानक समूहों की अलग-अलग भूमिकाओं को संक्षेप में दर्शाता है। MPEG-1·2·4 में वीडियो और ऑडियो एन्कोडिंग संबंधी मानक शामिल हैं, MPEG-7 सामग्री के विवरण और खोज से संबंधित है तथा MPEG-21 मल्टीमीडिया के उपयोग के लिए फ़्रेमवर्क से संबंधित है। साथ ही, MP3 एक ऑडियो एन्कोडिंग फ़ॉर्मेट है और MP4 एक फ़ाइल कंटेनर है, इसलिए ध्यान रखना चाहिए कि दोनों को एक ही प्रकार की संपीड़न तकनीक न समझा जाए।

कोडेक क्या है?

वीडियो संपीड़न तकनीक समझने के बाद अब हम वीडियो कोडेक की अवधारणा और उसके प्रकारों के बारे में भी जानेंगे। कोडेक ऐसे सॉफ़्टवेयर को कहते हैं जो किसी डेटा सिग्नल की एन्कोडिंग या डिकोडिंग कर सकता है। इसमें प्रयुक्त कोडर (Coder) और डिकोडर (Decoder) के शुरुआती हिस्सों को जोड़कर कोडेक (Codec) शब्द बनाया गया है।

कोडेक और कंटेनर में अंतर

कोडेक और फ़ाइल कंटेनर के बीच का अंतर

कोडेक वीडियो और ऑडियो डेटा को एन्कोड या डिकोड करता है। H.264/AVC वीडियो कोडेक और AAC ऑडियो कोडेक के उदाहरण हैं, जबकि MP4·MOV·ASF·Ogg डेटा रखने वाले कंटेनर फ़ॉर्मेट हैं। कई कोडेक को एक साथ इंस्टॉल करने के लिए पैकेज के रूप में उपलब्ध सॉफ़्टवेयर को एकीकृत कोडेक पैक कहते हैं।

ऊपर के चित्र में H.264 वीडियो और AAC ऑडियो को MP4 में रखने की संरचना संभावित संयोजनों का एक उदाहरण है। कंटेनर और कोडेक को अलग-अलग समझना चाहिए, और एक ही कंटेनर फ़ॉर्मेट के अंदर भी अलग-अलग कोडेक इस्तेमाल किए जा सकते हैं।

वीडियो कोडेक की अवधारणाएँ

तो पहले बताए गए कोडेक और MOV कंटेनर में क्या-क्या विशेषताएँ हैं?

​

MPEG मानक समूहों की भूमिकाएँ हम पहले ही समझ चुके हैं, इसलिए नीचे कुछ कोडेक और MOV कंटेनर की विशेषताओं को संक्षेप में समझेंगे।

प्रमुख कोडेक और कंटेनर की विशेषताएँ

H.264 - यह कोडेक अत्यंत कुशल संपीड़न अनुपात प्रदान करता है और वीडियो निर्माताओं के बीच बहुत लोकप्रिय है। हानिपूर्ण संपीड़न विधि होने के बावजूद यह बेहतरीन दृश्य गुणवत्ता बनाए रखते हुए वीडियो का आकार काफ़ी कम कर देता है, इसलिए इसका उपयोग विशेष रूप से उच्च गुणवत्ता वाले वीडियो को वेब पर वितरित करने के लिए किया जाता है।

H.265 - इसे HEVC (उच्च दक्षता वीडियो कोडिंग) भी कहते हैं और यह H.264 का उन्नत संस्करण है। इसकी संपीड़न दक्षता H.264 की तुलना में 2 गुने से अधिक है और इसे हाल में सामने आए 4K या उससे अधिक रिज़ॉल्यूशन वाले UHD वीडियो को समर्थित करने के लिए बनाया गया है।

MOV - यह फ़ॉर्मेट आईफ़ोन और MAC PC के लिए प्रसिद्ध कंपनी ऐप्पल ने विकसित किया है। यह एक कंटेनर फ़ॉर्मेट है जिसमें विभिन्न कोडेक से एन्कोड किया गया वीडियो और ऑडियो डेटा रखा जा सकता है। इसका उपयोग आम लोगों की तुलना में पेशेवरों के बीच अधिक होता है और इसे Quick time Movie भी कहा जाता है। पेशेवरों के बीच इसकी लोकप्रियता का एक विशेष कारण अल्फ़ा मान का समर्थन है, जिसके कारण पारदर्शी पृष्ठभूमि का उपयोग करके इसे अन्य वीडियो के साथ संयोजित किया जा सकता है। इसके अलावा, फ़ाइल आकार बड़ा होने के बावजूद यह हानिरहित संपीड़न का भी समर्थन करता है, इसलिए इसे बहुत व्यापक उपयोग वाला फ़ॉर्मेट कहा जा सकता है।

WMV / WMA - यह Windows बनाने के लिए प्रसिद्ध कंपनी Microsoft का विकसित किया हुआ वीडियो/ऑडियो फ़ॉर्मेट है। फ़ाइल का नाम Windows media Video / Windows media audio का संक्षिप्त रूप भी है। यह Windows परिवेश में डिफ़ॉल्ट रूप से उपलब्ध फ़ॉर्मेट है। अधिक संपीड़न अनुपात और दृश्य गुणवत्ता में अधिक हानि के कारण इसका उपयोग मुख्य रूप से पेशेवरों की तुलना में आम लोगों द्वारा साधारण कामों के लिए किया जाता है।

DivX - कोरियाई में डिबिक्स कहा जाने वाला यह कोडेक, एक्सटेंशन के समान नाम वाली Dvix कंपनी द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित वीडियो कोडेक है। यह लंबे वीडियो को उच्च गुणवत्ता के साथ छोटे आकार में संपीड़ित कर सकता है। इस विशेषता के कारण इसका उपयोग फ़िल्मों जैसे लंबे Dulation (अवधि) वाले वीडियो को संपीड़ित करने में बहुत किया जाता है।

Xvid - कोरियाई में इसे जेबिड भी कहते हैं। यह DviX कोडेक का अनुसरण करके बनाया गया प्रतिस्पर्धी वीडियो कोडेक है। DviX के विपरीत यह खुला सॉफ़्टवेयर है, जिसका उपयोग कोई भी मुफ़्त में कर सकता है, लेकिन अपने पेटेंट के आधार पर विकसित कोडेक न होने के कारण इसके वितरण आदि पर कानूनी सीमाएँ हैं। यह MPEG4 मानक का पालन करता है और MPEG-4 ASP सुविधाओं का समर्थन करता है, इसलिए सुविधाओं के मामले में यह बहुत पीछे नहीं है।

AAC - यह एक ऑडियो कोडेक है, जिसे MPEG-4 Audio भी कहा जा सकता है। लोकप्रिय ऑडियो कोडेक MP3 (MPEG-1 Layer3) की तुलना में यह बेहतर ध्वनि गुणवत्ता और अधिक संपीड़न अनुपात प्रदान करता है, लेकिन इसकी कमी यह है कि एन्कोडिंग में अधिक समय लगता है। वर्तमान में इसका उपयोग मुख्य रूप से ऐप्पल के उपकरणों, जैसे आईफ़ोन और आईपॉड, में किया जाता है।

इस प्रकार हमने वीडियो संपीड़न तकनीक और कोडेक के बारे में जाना। कोडेक वीडियो को कुशलता से संग्रहीत और प्रेषित करने की प्रमुख तकनीक है। किस कोडेक को चुना जाता है, इससे वीडियो की गुणवत्ता, फ़ाइल के आकार, अनुकूलता आदि कई पहलुओं पर असर पड़ता है, इसलिए अपनी आवश्यकता और उद्देश्य के अनुसार उनकी विशेषताओं को समझकर चुनाव करना चाहिए।