Compatibilità SVCD, XVCD e DVD player da tavolo 

Ho aggiornato l'articolo Formati digitali e compatibilità con i player DVD che contiene  la lista delle compatibilità con dei DVD player con gli XVCD e SVCD/XSVCD: si aggiungono 2  nuovi lettori "di marca" a quelli capaci di leggere SVCD e XVCD con bitrate elevati: sono il Teac DVD 3000 e il Sinudyne SV 12909 che leggono tranquillamente XSVCD 704/720*576 con bitrate costante pari a 5000 Kbits/s. Segue la lista dei modelli "garantiti" come compatibili con SVCD aventi bitrate video superiori ai 2450-2500 Kbits/s concessi dallo standard: ovviamente vi rimando all'articolo per la lista completa.

Per chi è interessato a valutare le compatibilità dei DVD player con SVCD e XVCD,  sono sempre disponibili i 4 CDR di TEST (VCD-XVCD, SVCD-XSVCD entrambi disponibili con o senza menù e capitoli ) che contengono ciascuno 650 MByte di video in diverse risoluzioni ( 352*288, 352*576, 480*576, 704*576 e 720*576) e bitrate ( da 1150 Kbits/s sino a 9500 Kbits/s). Le caratteristiche dei test sono descritte nell'articolo Formati digitali e compatibilità con i player DVD Chi è interessato può contattarmi via e-mail   Ecco 3 schermate estratte dai dischi di test.

Nel settore dei DVD da tavolo ci si inizia a chiedere se e quando saranno disponibili DVD player DivX compatibili, visto che molto probabilmente in alcuni DVD player di prossima generazione sarà possibile visualizzare video mpeg4. La premessa è che il divX significa in pratica video AVi con all'interno il flusso video in formato mpeg4 iso e audio mp3. Il problemi più importanti sono in 2:

- il primo  è che il complesso meccanismo delle licenze sul formato mpeg4 non è ancora risolto: la solita Mpeg L.A. sta cercando nuovamente di accaparrarsi i diritti su tale formato esattamente come è riuscita a fare con l'mpeg2 e al contrario ha fallito con l'mpeg 1. E' evidente che in un clima di incertezza è difficile che le grandi ( Philips, Sony, Pioneer,...) scendano in campo con modelli compatibili.

E' recente la notizia del blocco dell'uscita di Quick Time 6, ormai pronto , a causa della presenza di un player e encoder mpeg 4 : la Mpeg-L.A. ha infatti pubblicato la lista presuntuosa delle royality da chiedere per l'mpeg4: ben 0,25 dollari per ogni player software o Hardware venduto per licenze personali, e ben 1000 dollari nel caso l'mpeg4 è utilizzato per siti in cui si utilizza video a scopo di lucro. La cosa incredibile è che non solo è stata fatta una richiesta di pagamento di diritti sui player (nel caso di player gratuiti pare non ci sia nulla da pagare), ma bensì sui contenuti video mpeg 4:  0,02 dollari all'ora sempre nell'ipotesi di video distribuito  a scopo di lucro (streaming, pay per view). Ecco il link relativo http://www.mpegla.com/news_release31Jan2002.html . La cosa assurda è che l'mpeg 4 non è stato inventato dalla Mpeg LA, che semplicemente ha sfruttato dei cavilli burocratici per beccarsi i diritti esclusivi .
- il secondo problema è che il DivX non è mpeg4. Mi spiego. Un flusso audio-video è composto fondamentalmente da 3 parti: il codec video ( nel nostro caso mpeg4 detto anche H.263+), il codec audio ( mp3, WMA,...) e la struttura con cui audio e video sono organizzati, multiplexati e sincronizzati. Nel caso del divX, i flussi audio video sono multiplexati secondo la struttura dei File avi ( di proprietà Microsoft): al contrario il vero flusso audio video mpeg4 NON utilizza l'avi. Come se non bastasse l'audio concesso dallo standard mpeg4 NON è l'mpeg layer3 ( mp3) o il Microsoft WMA , ma bensì l'AAC ( Advanced Audio coding).Tale formato è qualitativamente superiore all'mp3 e all'mpeg layer II e molto più versatile: con l'AAC è possibile utilizzare sino a 48 canali discreti sino a 88.2/96 Khz. Secondo test abbastanza attendibili ( il classico gruppo di ascoltatori ignari di ciò che li si fa ascoltare) un audio AAC a 96 Kbits/s è qualitativamente superiore ad un mp3 128 Kbits/s e ad un mpeg layer II a 192 Kbits/s.

In conclusione anche se esistono i chips C-Cube ( il cuore di molti DVD player da tavolo) capaci di decodificare mpeg4 ( vedi il C-cube domino), la loro implementazione nei DVD player è tutt'altro che banale: l'mpeg 4 standard non può essere utilizzato fino a che non si chiarisce il problema dei diritti; il divX non può essere decodificato nativamente poichè NON è standard; occorre pertanto lavorare a livello di firmware ( il software di gestione dei DVD player) per rendere il lettore compatibile con il multiplexing AVI e l'audio mp3, decodificabile comunque in maniera nativa dal chip. 

Come se non bastasse il DivX non implementa ancora il video interallacciato e utilizza in fase di visualizzazione i filtri proprietari di Postprocessing che andrebbero implementati nel DVD player per ottenere una qualità analoga a quella del PC: ignorando tali elaborazioni si ottiene un video qualitativamente inferiore sopratutto in presenza di alte compressioni.

Concludo ipotizzando che tutta questa serie di problemi possano essere risolti: utilizzando dei DVD-R dovrebbe essere possibile inserire sino a 4 film in un solo disco utilizzando il formato divX e/o mpeg4, il tutto con una qualità certamente inferiore al DVD ma in tutti i casi notevole, magari con audio multicanale in formato AAC. Ovviamente occorrerà attendere tutta una serie di Tools per PC che permettino  la eventuale conversione DivX--> mpeg4 standard mantenendo ovviamente inalterata la traccia video perfettamente intercambiabile poichè mpeg4 iso.

Concludo con due novità dell' ultima ora: la Panasonic tra breve rilascerà un DVD player compatibile con il wma (windows media audio) and wmv (windows media video): in pratica la versione propretaria mpeg4 della Microsoft, qualitativamente molto simile al DivX ; è probabile ma ancora da confermare che la  Cirrus Logic distribuirà un nuovo chip compatibile con il DivX,  da utilizzare sempre nei DVD player da tavolo.

Tmpeg 2.01, 2.52, pro

La prima novità è la presenza della versione 2.01 sul mio sito, senza il famoso limite del mese sull'mpeg2 ( la differenza rispetto all'eseguibile originale è di soli 4 Byte !!!) Non mi soffermo sulla legalità della cosa (nel mio sito non trovate assolutamente nessun sw illegale), ma ricordo come il limite del mese è inserito solo per il rispetto di alcuni cavilli burocratici legati ai diritti sull'mpeg2 stranamente imposti dalla mpeg L.A. a sw quali tmpeg (... paura della concorrenza !!!??!! ) ma tranquillamente trascurati ad altri noti freeware ( vedi  BBmpeg o DVDx ). L'autore di tmpeg è il primo ad opporsi a tale vincolo, e non a caso inserisce nuove versioni del suo SW esattamente ogni mese ed ha creato una "protezione" banalmente superabile !!!!! La versione 2.01 è perfettamente compatibile con i Template da me scritti: potete scaricare il tutto nella sezione download.

Nell'aggiornamento in cui ho analizzato le velocità di Xmpeg 4.2a, sono presenti in maniera più dettagliato le specifiche e i risultati dei test relativi alle velocità di Tmpeg. Riguardo l'incremento di prestazioni se si utilizza il P4 per il quale tmpeg 2.01 è ottimizzato, a titolo di esempio nella conversione DV---> mpeg2 a 720*576 si ottiene un incremento di velocità del 20% circa, naturalmente con una qualità video immutata; si passa da 6,35 a 7,57 fps

Riguardo  l'incremento di velocità passando da un "vecchio" P2 400 Mhz ad un recentissimo P4 1700 con Memoria Sdram (le più economiche) riporto i 2  istogrammi riassuntivi : vi rimando al già citato aggiornamento su Xmpeg   per i dettagli. 

La versione 2.01 di tmpeg che trovate sul mio sito,  non è l'ultima disponibile: dopo la 2.01 sono state rilasciate 4 nuove versioni; la 2.02 e la 2.50, 2.51, 2.52. Non ci sono miglioramenti qualitativi, ne' particolari correzioni di bug ( la maggiore novità è la presenza di un Wizard per la scelta dei parametri), ma queste versioni sono incompatibili con i miei template in tutte le compressioni realizzate secondo la modalità, bitrate variabile - CQ. Attenti alla v2.50 che  contiene un bug abbastanza "grave" che rende inutilizzabile la modalità di compressione CQ-VBR; il bitrate è sempre inserito pari a 3000 Kbits/s indipendentemente dai valori immessi: tale bug è stato corretto a partire dalla 2.51.
La 2.52 è in più ottimizzata per Pentium 3 e Athlon XP ( le ottimizzazioni per Pentium 4 sono presenti sin dalla 2.0): non avendo nessuno di tali processori non posso valutare l'entità di tali miglioramenti che se analoghi alle ottimizzazioni fatte per P4 potrebbero attestarsi attorno al 10-15% (è solo una stima "ad occhio")

A tutte le versioni fino ad ora distribuite (2.52 compresa) è possibile utilizzare con successo la patch scadenza_13_9_2099 : doppio click su scadenza_13_9_2099.reg almeno una volta al mese e la compressione mpeg2 può essere liberamente utilizzata.

La maggiore differenza delle 2.02 sino alla 2.52,  rispetto alle versioni precedenti , che le rendono incompatibili con i miei template, è la gestione del fattore quality nella modalità di compressione a bitrate variabile CQ.
Ricordo come la compressione a bitrate variabile, rispetto a quella a bitrate fisso,  è finalizzata ad una migliore gestione del bitrate a parità di spazio occupato dall'mpeg: bitrate elevati nelle scene "difficili" e bitrate più bassi in quelle più facili da comprimere.

Nella modalità a bitrate variabile detta CQ, con tmpeg, si setta sia il bitrate massimo consentito e sia  il fattore "qualità" (da 0 a 100) che fissa la minima quantizzazione possibile (il minimo deterioramento qualitativo consentito):  tmpeg scena per scena sceglie il fattore di quantizzazione  che sia sempre maggiore rispetto a quello indirettamente fissato con quality ma tale che non crei video con bitrate superiore a quello imposto: a causa di tale meccanismo diventa impossibile fissare il bitrate medio che può essere solo stimato con un pò di esperienza . Se si inserisce un valore di quality elevato, si ottiene praticamente una conversione a bitrate costante pari al massimo imposto con nessun risparmio in termini di spazio occupato; diminuendo il fattore quality si rischia di abbassare notevolmente il bitrate medio, risparmiando in spazio occupato ma con una qualità notevolmente deteriorata.
Nelle versioni precedenti alla 2.02, come potete vedere nei template che ho scritto, nelle ipotesi in cui si inseriscono bitrate massimi sensati ( ad esempio 4000-6000 Kbits/s per video 720*576, o 3000-4000 Kbits/s  per la 480*576 dei SVCD ) se si vuole realmente risparmiare qualcosa sul bitrate e non ottenere una banale compressione a bitrate costante ( nessun risparmio di spazio) occorre inserire un fattore di quality relativamente basso: da 60 a 72. Per valori di quality superiori a 72 in pratica non si risparmia nulla. Una tale impostazione è psicologicamente fastidiosa nel momento in cui si è erroneamente indotti a pensare che per ottenere un buon video occorre inserire un valore alto: 60- 72 è mentalmente una specie di "sufficienza" e pertanto si tende istintivamente ad inserire un valore più alto ( diciamo 80-85), con il risultato di ottenere il bitrate costante pari al massimo  !!!!!!

A partire dalla versione 2.02 gli effetti del parametro quality sono fondamentalmente diversi: sempre nell'ipotesi di bitrate massimi "sensati",  se nelle versioni precedenti alla 2.02 occorre in modalità CQ inserire valori compresi tra  60- 72 per avere un minimo di risparmio e una qualità sempre molto elevata, nella 2.02 e successive occorre sempre in modalità CQ  inserire valori compresi tra  75- 90: oltre 90 si ottiene un bitrate praticamente costante.

Per chi desidera approfondire la questione mi soffermo ancora: per tutti gli altri..... al prossimo argomento

Nella sintassi dell'mpeg, non esiste il concetto di qualità bensì quello di quantizzazione dei macroblocchi di 8*8 e 16*16 pixel: trascurando tutti gli altri parametri in gioco (in particolare la capacità dell'encoder nel fare la compensazione del moto), in pratica maggiore è la quantizzazione dei macroblocchi , maggiore è la approssimazione con cui i le immagini sono visualizzati e maggiore è la compressione del video: alta quantizzazione equivale a video tendenzialmente "blocchettoso" e bitrate tendenzialmente bassi. Per la quantizzazione ci si riferisce al parametro Q che nell'mpeg può assumere valori compresi tra 0 e 31: normalmente ci si riferisce ad un valore medio di Q per ogni secondo di video.

Un ottimo sw freeware che consente l'analisi del Q oltre che del bitrate video è "bitrate viewer", scaricabile presso http://www.tecoltd.com

Per avere una idea delle quantizzazioni normalmente utilizzate, ecco una tabella riassuntiva ( ovviamente solo indicativa): in breve quantizzazione è sinonimo di DETERIORAMENTO della qualità video. Nelle scene "facili" da comprimere, Q tende ad essere basso mentre in quelle più complicate (scene dinamiche con numerosi dettagli )  Q tende ad aumentare a meno di bitrate massimi molto elevati. E' possibile risparmiare sul bitrate medio forzando valori più alti di Q anche nelle scene più "semplici", deteriorandone leggermente la qualità, spesso in maniera invisibile: in modalità CQ ciò lo si fa diminuendo il valore del parametro "quality" 

 In pratica se si escludono i DVD al top di qualità (si presuppone tra l'altro un master video in ottimo stato o addirittura un video completamente digitale, come Bug life o Toy story) per una buona qualità, occorre garantire un Q che parte da 3 ( nelle scene più semplici) , tende in media ad avere un valore tra 4 e 5 con picchi ( le scene più dinamiche) possibilmente inferiori a 9-10; nella codifica a compressione variabile CQ l'unica maniera per ottenere bassi valori di picco è alzare il bitrate massimo, valore che condiziona pesantemente il bitrate medio. Al contrario  il valore minimo di Q lo si può forzare tramite il parametro quality. Incrementando quality si diminuisce il Q minimo, e si tende a non risparmiare nulla (compressione a bitrate costante pari al massimo); diminuendo quality si incrementa il Q minimo risparmiando sul bitrate medio, deteriorando leggermente la qualità nelle scene più semplici.

Nello schema che segue il Q è indicato in verde con valori da 1 a 15 : il bitrate in giallo espresso in Kbits/s. I diagrammi si riferiscono ad un SVCD standard con bitrate massimo pari a 2450 Kbits/s. E' analizzato un filmato di 24 secondi, in cui la prima parte è fortemente statica e facile da comprimere; è la parte del filmato in cui si cerca di risparmiare sul bitrate; la seconda è al contrario più dinamica ( il Q tende ad essere alto a causa del basso bitrate massimo imposto: 2450 Kbits/s)

A sinistra si è posto un valore di quality che obbliga un Q minimo pari a 5 : si vede come anche nella prima parte, il bitrate scende solo di poco sotto i 2000 Kbits/s; il risparmio sul bitrate medio non è eccessivo.
A destra per  lo stesso filmato si è posto un valore di quality che obbliga un Q minimo pari a 9; nella prima parte del video il bitrate tende a scendere sino a 1000 Kbits/s; nella seconda parte il bitrate rimane sempre molto vicino al massimo consentito (2450 Kbits/s): il bitrate medio scende sino a 1650 Kbits/s.

Quality = 63 con Tmpeg 2.01 = 79 con Tmpeg 2.02 bitrate massimo imposto= 2450 Kbits/s	Quality = 45 con Tmpeg 2.01 = 62 con Tmpeg 2.02 bitrate massimo imposto= 2450 Kbits/s
Q minimo ottenuto = 5 bitrate medio ottenuto = 2000 Kbits/s	Q minimo  ottenuto= 9 bitrate medio ottenuto= 1650 Kbits/s

Ciò che è cambiato a partire dalla versione 2.02 di Tmpeg, è il valore quality da immettere per ottenere i valori minimi di Q desiderati: si vede come con le nuove versioni di tmpeg occorre inserire valori di quality decisamente più elevati per ottenere video di qualità: detto in altri termini, se si utilizzano i miei template con la 2.02 in modalità CQ, si ottiene una qualità video notevolmente inferiore.

Tmpeg Pro 

E' da poco disponibile la versione commerciale di Tmpeg: Tmpeg pro v.2.52 il cui sito di riferimento è http://www.pegasys-inc.com da cui è possibile scaricare una versione di prova limitata a 15 giorni.

Come promesso dall'autore il prezzo di tale software, è molto basso, solo 48 dollari. Già in assoluto basso, il software diventa un vero e proprio regalo se si confrontano le sue caretteristiche qualitative con i diretti concorrenti (vedi l'aggiornamento sugli mpeg encoder) che arrivano a costare sino a 83 volte di più (i 3980 dollari del CCE).

Tmpeg pro v.2.52 è praticamente identico alla versione 2.52 "normale" scaricabile dal sito www.tmpgenc.net : le uniche differenze sono alcune opzioni in più della versione pro:

- diverso algoritmo della modalità di compressione a doppia passata: valutare il miglioramento di tale nuova modalità non è facile vista la già più che elevata qualità della "vecchia" doppia passata.
- possibilità di creare mpeg2 aventi risoluzioni superiori alla 720*576, limite massimo per la versione normale: è possibile arrivare sino alla TV alta risoluzione: 1920x1152 grazie alle codifiche 4:2:2 Profile & Main Level
-  possibilità di creare mpeg2 aventi bitrate superiori ai 15000 concessi dal Main Profile & Main Level; l'applicazione più importante è la compressione in Mpeg 2 I frame a bitrate elevato: ho testato il bitrate 25000 Kbit/s simile al DV e a  50000 Kbit/s analogo al video non compresso. L'mpeg2 prodotto è stato letto da DVD2AVI, Windvd 3.1 e Xmpeg 4.2a mentre PowerDvd non è riuscito a visualizzarlo.

26 febbraio 2002

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