Tìm hiểu CODEC - bộ mã hóa và giải mã tín hiệu

Tìm hiểu CODEC - bộ mã hóa và giải mã tín hiệu

Ngày nay, có lẽ ai cũng có thể trở thành "nhà quay phim" bởi ai cũng sở hữu những thiết bị có khả năng quay video như điện thoại di động, máy quay bỏ túi, máy quay kĩ thuật số... Sau khi quay những đoạn video thì có thể bạn muốn đăng tải chúng lên Youtube, chép vào thiết bị di động khác hay ghi ra DVD. Nhưng nếu bạn muốn thực hiện tốt những việc này, bạn cần phải hiểu rõ về codec. Rõ ràng là bạn sẽ thấy khó hiểu trong việc chọn thiết lập codec cho video của mình.

1. Codec là gì?

Nhìn chung, codec là một thiết bị phần cứng hoặc là một chương trình phần mềm dùng để mã hoá và giải mã các luồng dữ liệu số hoặc tín hiệu. Codec được viết tắt từ compressor-decompressor. Codec phần cứng được thực hiện bằng các mạch điện tử được thiết kế chuyên biệt nên được thực hiện công việc rất nhanh, tuy nhiên mỗi codec phần cứng chỉ dùng được trong một việc.

Bạn chẳng thể sử dụng card âm thanh để xử lí video được. Còn codec phần mềm được thực hiện trên CPU, nên hết sức linh hoạt. Tất nhiên, xử lí bằng phần mềm không thể nhanh bằng phần cứng, nhưng với tốc độ của các CPU hiện nay, hầu như không có loại codec nào có thể "làm khó" máy tính của bạn.

Chúng ta biết rằng dung lượng gốc của một file đa phương tiện là rất lớn. Ví dụ, với một file âm thanh chưa nén wav chuẩn (lấy mẫu 16-bit ở tần số 44.1Khz) với độ dài khoảng 5 phút sẽ có dung lượng vào khoảng 50MB. Còn với một video dạng chất lượng cao 1080i chưa nén với 60 khung hình/giây chiếm dung lượng 410GB/giờ. Cho dù với băng thông dung lớn, mức dữ liệu phải truyền tải như vậy quả là thật "khủng khiếp". Đó là lí do vì sao âm thanh và video cần được nén lại để lưu trữ và codec trở thành một giải pháp tuyệt vời.

Khi mà dữ liệu đa phương tiện đã được nén thành định dạng phù hợp và dung lượng hợp lí, nó cần phải đóng gói, vận chuyển và trình bày. Đó chính là mục đích của định dạng container. Một định dạng container tốt có thể xử lí những file nén với nhiều codec khác nhau.

2. Codec và định dạng trong việc quay, lưu trữ, đăng tải và ghi ra CD video

Hầu hết những thiết bị quay video hiện đại đều có giải pháp lưu video quay được trong định dạng đã tự nén sẵn, ngoại trừ những người quay phim chất lượng HD chuyên nghiệp thì có nhu cầu làm việc với video chưa nén. Nếu bạn có một không gian lưu trữ vô tận thì bạn nên lưu trữ video theo định dạng chưa nén ban đầu, bởi vì đó là bản phim có chất lượng cao nhất. Một khi bạn chuyển mã video đó thành dạng nén thì mặc nhiên chất lượng video sẽ bị giảm xuống dù ít dù nhiều.

Có rất nhiều codec dùng trong việc nén video, mà hầu hết nếu bạn là người dùng phổ thông thì sẽ ít gặp phải. Một số codec dùng trong việc nén/giải nén mà chúng ta có thể tìm hiểu:

- H.264/MPEG-4 AVC: là dạng codec phổ biến nhất, được dùng trong những máy quay hiện đại và máy quay kĩ thuật số, lưu dữ liệu trên ổ cứng, thẻ nhớ...

- MJPEG (Motion JPEG): là một dạng codec cũ được sử dụng trong máy quay hay các thiết bị quay video lúc trước. Codec này được phát triển từ một nhóm có tên là Joint Picture Experts Group.

- DV và HDV: DV được phát triển bởi một tập đoàn công ti điện tử tiêu dùng chuyên sản xuất và bán máy quay phim. DV được dùng trong những máy quay sử dụng cuộn phim mini-DV. Tuy nhiên DV có giới hạn về chất lượng video nên một phiên bản khác được tạo ra là HDV để có thể quay phim chất lượng cao sử dụng cuộn phim mini-DV.

Một số codec cho phép giải mã video (với các codec này thì bạn có thể phát 95% các định dạng video hiện có):

- CoreAAC (AAC DirectShow Decoder): codec cho phép giải mã hầu hết các video, sử dụng ít tài nguyên CPU nhưng có thu phí.

- FFDShow: miễn phí, mã nguồn mở, có khả năng giải mã hầu hết các codec hiện có tương tự như CoreAAC, tuy nhiên sử dụng nhiều tài nguyên CPU hơn CoreAAC. Có ý kiến cho rằng FFDShow cho hình ảnh đẹp hơn so với CoreAAC.

Ngoài codec ra, chúng ta thường bắt gặp những định dạng video thông dụng. Đối với CD hay DVD, chúng ta thường bắt gặp:

- MPEG-2: là định dạng được sử dụng độc quyền cho việc nén video trên DVD. Định dạng này cũng được dùng trong những ngày đầu xuất hiện đĩa blue-ray (hiện nay đĩa blue-ray không sử dụng định dạng này nữa). MPEG-2 còn sử dụng trong việc nén dữ liệu phát sóng đến HDTV.

- H.264 / MPEG-4 AVC: thực chất là codec được dùng trong máy quay phim và dùng như một định dạng. Nó cũng dùng trong việc cung cấp những video qua Web. Định dạng H.264 cho chất lượng hình ảnh tốt và tỉ lệ nén cao. Định dạng này có thể mở rộng, vì vậy bạn có thể dùng trong những video chất lượng cao cũng như đĩa blue-ray.

- Microsoft VC-1: là một trong 3 codec dùng để mã hoá trên đĩa blue-ray. Nó cũng được sử dụng trong Microsoft's Silverlight để thay thế Adobe Flash. Phim trên đĩa blue-ray dùng định dạng VC-1 thường là VC-1 Advanced Profile, còn được hiểu như Windows Media Video 9 Advanced Profile hoặc WVC1.

Còn đối với video trên mạng, chúng ta thường gặp các định dạng:

- MPEG-1: một định dạng cũ của video phân phối qua Web. Trong khi Youtube, Netflix và những dịch vụ cung cấp video khác đã không dùng định dạng này từ lâu thì có rất nhiều những video được lưu lại trên mạng sử dụng định dạng này. Nếu bạn muốn dùng video độ nét cao thì đây không phải là sự lựa chọn đúng đắn.

- WMV (Windows Media Video): cũng giống như MPEG-1, định dạng WMV cho chất lượng hình ảnh tương đối thấp và bạn cũng không nên chọn cho video độ nét cao.

- H.264/MPEG-4 AVC: định dạng có tỉ lệ bit thấp hơn, nhưng chất lượng hình ảnh sẽ cao hơn. Định dạng này ngày cảng trở nên phổ biến: Adobe dùng nó trong Flash, HTML5 dùng định dạng này, Youtube chuyển hướng sang H.264, Apple cho phép hoàn toàn định dạng này. Một điều chắc chắn là trong tương lai, video nén bằng định dạng H.264 không thể phát trên những thiết bị cũ.

Còn đối với âm thanh, các định dạng phổ biến như MP3, WMA đều có thể phát trực tiếp bởi các chương trình chơi nhạc (thường gọi là internal codec). Nếu có nhu cầu nghe các định dạng phổ biến hơn như FLAC, APE, bạn có thể bổ sung thêm các codec của Radlight như RadLight APE Filter,...

3. Cài đặt gói codec cho máy tính

Cách đơn giản và tốt nhất để bổ sung những codec cần thiết chính là sử dụng gói codec (codec pack) để tiến hành cài hàng loạt các codec vào máy. Sau đây là một số gói codec phổ biến:

- K-lite Mega Codec Pack và K-lite Codec Pack: đây là 2 bộ codec phổ biến nhất hiện nay. K-lite Mega Codec Pack là gói codec rất đầy đủ nhưng đôi lúc lại dư thừa trong khi K-lite Codec Pack là gói codec thu gọi lại thiết nhiều codec quan trọng. Bạn có thể download K-Lite Mega Codec Pack 6.6.6 hoặc K-lite Codec Pack.

- Vista Codec Pack: gói codec này chỉ chứa những codec quan trọng nhất, đảm bảo máy tính của bạn có thể phát gần như tất cả những định dạng đa phương tiên phổ biến mà không sợ xung đột giữa các phần mềm đa phương tiện.