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Television Engineering

Digital Video Conversion -- MPEG-1

$author:   Ching-Wen (Ed) Lai
$date:     May. 2003
$revised:  Mar. 2018
$Keywords: digital, video, conversion, mpeg1

An exercise of Digital Video Conversion for below cases

  1. Extracting MPEG-1 file from Standard VCD
  2. Cutting and Joining MPEG-1 file
  3. MPEG-4 Compression
  4. Compare Picture Quality and File Size in Step 3

Content

Requirements

Software

  • VCDGear
  • TMPGEnc
  • FlaskMPEG

Media File

  • Mulan (.DAT Format)

Running

1. Extracting MPEG-1 file from Standard VCD

將 VCD 內所使用的.DAT 的檔案格式 轉換成影像處理軟體所能處理的影片檔 .MPG 格式，

  1. Download and Install VCDGear
  2. 由 VCDGear 官方網站下載，下面以 3.50a 板進行操作。
  3. 解壓縮後，直接點選 vcdgear.exe 檔案後，進入 VCDGear 。
  4. Using VCDGear to convert AVSEQ01 data file to MPEG-1 format file
  5. 定義Extraction / Conversion為 dat - > mpeg
  6. 按下 load 指定欲處理的 .dat 檔。(C:\Documents and Settings\Sam\桌面\花木蘭\AVSEQ01.DAT)
  7. 與 轉換後儲存的檔名。(C:\Documents and Settings\Sam\桌面\花木蘭\AVSEQ01.mpg)
  8. 按下start開始進行轉換。
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  9. 如果有 Fix MPEG Errors，轉換後會回報錯誤修正數目。在本檔案中有 266 個已修正 ( Fixes : 226 )
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2. Cutting and Joining MPEG-1 file

  1. Download and Install TMPGEnc
  2. 由 TMPGEnc 官方網站下載。
  3. 或直接下載中文化後版本 (以下由此中文化後版本軟體進行操作 )。
  4. 直接按下 TMPGEnc(2.50.32.120CT).exe 檔案進行安裝 。
  5. Cut and Join 5-minutes vedio clip from MPEG-1 file
  6. 開啟 TMPGEnc ，進入 檔案 / MPEG 工具 / 合併及剪下, 適當的加入你所要剪輯的檔案。並將選定剪輯與合併的區段, 適當的加入清單中。選定輸出檔案名稱。
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  7. 按下 執行 即可開始執行。
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3. MPEG-4 Compression

  1. Download and Install FlaskMPEG
  2. 由FlaskMPEG官方網站下載。
  3. Using different in FlashMPEG to convert MPEG-1 video clip to DivX
  4. 點選 FlasKMPEG.exe 啟動FlaskMPEG 。
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  5. 選擇 File / Open Media, 打開欲處理的檔案
    (例如 C:\Documents and Settings\Sam\桌面\花木蘭\3. mpeg 5 分鐘剪接\AVSEQ01_Cutting&Joining .mpg). 選定後會將該 mpeg 檔的屬性顯示於Control Panel Window。
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  6. 選擇Options/ Advanced Options，檢視設定
    • Video : 將 Deinterlace output (slow) 打勾，取得較高的輸出品質。
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    • Post Processing : 選 HQ Bicubic Fultering 。
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    • Files : 輸出檔案按系統內定放於 C:\flaskOut 。 r
  7. 選擇 Options/ Select Output Format，將 AVI Output 打勾。使輸出為 AVI 格式。
  8. 選擇 Options/ Output Format Options，打開 Flask MPEG AVI Output OptionsWindow。
  9. 此片 ( 花木蘭 )不算是愛情文藝片，偶有些較快的場景，故將
    • Video Codecs.Double Click to configure : 設為 Dix ;-) MPEG-4 Fast-Motion. r
    • 按下 Configure進行以下設定，將 Keyframe 調成每秒 12；Smoothness 最佳化 100 %；Data Rate 為 600
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    • Audio Codecs 設成 MPEG Layer-3 Codec (professional), Available formats for audio codec 設為 MPEG Layer-3 - 112 kBit/s, 44,100 Hz, Stereo, 調整完設定後按下 OK。
  10. 在Control Panel Window 按下 Flask it!進行 轉成 MPEG 4 壓縮。
    ▼壓縮中畫面
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  11. 最後的壓縮結果會存於內定的 C:\flaskOut.avi 檔案內。

4. Compare Picture Quality and File Size

  • 右圖為原本壓縮前( MPEG-1 規格 ) 的畫面，檔案大小為 51,821 KB.
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  • 經過 FlaskMPEG 中 MPEG-4

  • Video Codecs.Double Click to configure : 設為 Dix ;-) MPEG-4 Fast-Motion
  • Audio Codecs: 設成 MPEG Layer-3 Codec (professional)

  • Available formats for audio codec: 設為 MPEG Layer-3 - 112 kBit/s, 44,100 Hz, Stereo 。
    壓縮后的大小為 19,730KB，比原先檔案足足少了 2.62 倍。
    但亦可由右圖看出來，畫面品質精細度亦變的較差。
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  • 在 FlaskMPEG 將 Video Codecs 改成 Low-Motion 其他設定維持不變，發現檔案大小變大成 25,535 KB，雖然畫面細緻度增加了，但檔案大小亦增大1.29倍 。
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  • 在 FlaskMPEG 將 中

  • Video Codecs: 設囘原來的 Dix ;-) MPEG-4 Fast-Motion
  • Available formats for audio codec 改成MPEG Layer-3 - 24 kBit/s, 44,100 Hz, Stereo, 可以發現檔案大小減小 0.21倍 ，但音質亦可以接受。
  • 再將 Available formats for audio codec 改成 MPEG Layer-3 - 18 kBit/s, 44,100 Hz, Stereo ,檔案大小雖減少了，但卻不多，音質也還可以接受。
  • 但從 24 k 調成 18 k 因其檔案大小減少不多，有時卻也不是很必要。
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Observation

  • 檔案大小相關比較

| ID | Description | Filename | Runtime | File Size | |-----|-------------------------------------------------------|-------------------------------------------|------------| |1 | 原始 AVI 格式 | AVSEQ01.DAT | 21:45 secs | 224,846KB | |2 | 轉成 MPEG -1 格式 | AVSEQ01.mpg | 21:45 secs | 221,611KB | |3 | 剪接成 5 分鐘左右 MPEG-1 格式影片 | AVSEQ01_Cutting&Joining .mpg | 5:04 secs | 54,821KB | |4 | 將 5 分鐘左右影片轉成 MPEG-4 ( Fast-Motion )格式 | flaskOut_fastMotion.avi | 5:04 secs | 19,730KB | |5 | 將 5 分鐘左右影片轉成 MPEG-4 ( Low-Motion )格式 | flaskOut_lowMotion.avi | 5:04 secs | 25,535KB | |6 | 將 5 分鐘左右影片轉成 MPEG-4 ( Fast-Motion/ 24k )格式 | flaskOut_24k.avi | 5:04 secs | 16,256KB | |7 | 將 5 分鐘左右影片轉成 MPEG-4 ( Fast-Motion/ 18k )格式 | flaskOut_18k.avi | 5:04 secs | 16,043KB |

Advanced

  • There is another free Movie Big Buck Bunny, we can use it to do this test also.

Reference