Guida Completa A Dgindex 1.4.5

Scritta da aytin il 13-01-2006

L'ideale complemento di Avisynth. Il frameserving è servito.

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GUIDA COMPLETA A DGINDEX 1.4.5

- scritta da: ..::Aytin::..
- collaborazione, supporto, revisione: ..::Divxmania Staff::..


1. Cos'è DGindex

DGIndex è un piccolo ma potentissimo tool il cui scopo primario è quello di decodificare streams MPEG-1/2 e creare un indice contenente, per ogni frame, le locazioni e tante altre informazioni, prelevandole dagli header.

DGIndex, insieme ad Avisynth, costituisce il completamento per la realizzazione del frameserving (cfr. Cap 2. di "Editing non lineare con Avisynth"). DGIndex costruisce l'indice usato da Avisynth (attraverso un plugin per avisynth, DGDecode, che serve per "aprire" gli streams MPEG-2) per accedere ai frames e processarli.

La coppia (DGIndex, Avisynth), mette a disposizione un ulteriore strato software attraverso il quale un'applicazione può visualizzare e processare streams che altrimenti non potrebbe manipolare (MPEG1/2, VMW, ASF e via dicendo)

Ritornando allo specifico, DGIndex, oltre ad MPEG-1/2, è in grado di decodficare tanti altri tipi di streams, demuxare audio e video, disporre di elementari funzioni di editing video come il filtro sulla luminananza, il crop o la conversione del Colorspace.

La versione di riferimento è l'ultima release stabile, la 1.4.5. Tutto ciò che seguirà è in parte basato sulla guida di riferimento, alla quale rimando per approfondimenti ulteriori.


Cap. 2. Esplorando i menù
Cap. 3. DGDecode: plugin per Avisynth
Cap. 4. Analisi con DGIndex 2. Esplorando i menù

La GUI di DGIndex è molto semplice ed intuitiva da usare.
L'ordinamento dei menu riflette una sorta "gerarchia operazionale" da seguire durante l'utilizzo.

2.1. File

Il menù File è diviso in 2 parti:
La 1^a relativa al caricamento o al salvataggio del progetto, vale a dire al caricamento dell'indice o alla sua creazione.
La 2^a parte è relativa alla visualizzazione dell'anteprima.
Preview attiva l'anteprima disabilitando gli altri menu, mentre play, stop, pause/resume regolano, com'era facile immaginare, il playback.



Fig. 2.1 - Menù "File"

Per la creazione dell'indice (file .d2v) occorre indicare, attraverso Open, i VOB da includere o i file MPEG-1 da processare.



Fig. 2.2 - Selezione files

Load Project carica un file d2v salvato in precedenza.
In entrambi i casi il risultato è identico: DGIndex mostrerà la lista di ciò che è stato selezionato.



Fig. 2.3 - Modifica lista

Questa lista può essere modificata:

• attravero i pulsanti ADD, DEL, DEL ALL si possono aggiungere o sottrarre ulteriori files.
• attraverso i pulsanti UP, DOWN può essere modificato l'ordine di inserimento dei files e di conseguenza, l'ordine in cui i frames verranno processati.

Una volta premuto OK, DGIndex è, di fatto, in grado di produrre il nostro file indice, salvo compiere ulteriori settaggi.

La slidebar (1) mostrata in figura, serve per selezionare la porzione di video da processare o di cui si vuol visualizzare l'anteprima.
La selezione della porzione video, che il default include completamente, avviene attraverso i pulsanti (2) e (3) oppure premendo rispettivamente "[" per lo start, oppure "]" per l'end, secondo il consueto meccanismo che conosce bene chi ha usato almeno una volta VirtualDub o similari.
I pulsanti "<" e ">" (4), servono per l'avanzamento frame-to-frame.



Fig. 2.4 - Slidebar di DGIndex

• Save Project crea il file d2v, oltre che, eventualmente, demuxare l'audio.
• Save Project and demux Video credo non abbia bisogno di commenti
  Oltre che fare tutto quello che è stato enunciato in precedenza, si demuxa anche il video sotto forma di un file MPEG che sarà:
  • .m1v per gli streams MPEG-1
  • .m2v per gli streams MPEG-2
  Tali files possono essere utili nei programmi di DVD authoring, per esempio.
• Save BMP, molto utile in fase di test, permette di salvare il frame corrente come bitmap.

2.2. Stream

DGIndex permette di aprire direttamente gli streams una volta specificati i PIDs audio e video.



Fig. 2.5 - Menù "Streams"


Usando Detect PIDs: PAT/PMT, viene mostrata una lista di streams audio/video e si scelgono quelli da decodifcare selezionando lo stream video e quello audio.
Questa selezione è resa possibile dal fatto che i transport streams, periodicamente, inviano delle tabelle di dati, le tabelle PAT/PMT per l'appunto, contenenti i riferimenti (PIDs) per gli streams audio e video.

A volte però queste tabelle di dati non sono disponibili ed allora è necessario ricorrere ai dati grezzi, senza riferimenti. I cosidetti raws data.
Detect PIDs: Raw, individua gli streams così come si trovano, senza nessun riferimento di sorta, e dal momento che non si può capire quali siano gli stream audio e video che vanno insieme, si deve procedere per tentativi.

Set PIDs, infine, permette di settare manualmente i pids. DGIndex, in questo caso non effettuerà nessun tentativo di "detect"

2.3. Video

Anche il menù Video, si può imaginare diviso in 2 parti.



Fig. 2.6 - Menù "Video"

La 1^a parte (selezione rossa), comprende due voci che sono forse fra le più importanti da settare su DGIndex.
La 2^a parte (selezione blu) è quella che permette un certo filtraggio sul video.

Analizziamo prima la 2^a parte.

Nel caso in cui il frameserve avvenga tramite DGVfapi (invece che con DGdecode, come vedremo in seguito, per il quale questo settaggio è ininfluente) il video è sempre convertito in RGB.

YUV -> RGB effettua una conversione del colorspace su due scale differenti:

• YUV [16, 235(Y)/240(UV)] => RGB [0, 255] (PC scale)
• YUV [16, 235(Y)/240(UV)] => RGB [16, 255] (TV scale)

Al 98% si utilizza la 1^a, PC scale, tranne che in pochissimi casi consigliati dalla documentazione completissima inclusa in DGIndex.

Luminance Filter e Clipping permettono di regolare la luminosità, un pò come avviene con alcuni filtri per avisynth, e di croppare l'immagine.



Fig. 2.7 - Luma e Crop

Le slidebar regolano l'intensità delle impostazioni e la selezione della checkbox in alto a destra consente di visualizzare direttamente sull'anteprima le conseguenze dei settaggi appena fatti.


Il consiglio è di non fare uso di questi filtri.
Visto che l'idea di fondo è quella di fare il frameserving attraverso DGDecode, quindi con Avisynth, si avrà l'opportunità di intervenire meglio e con più precisione in seguito (cfr. Cap. 4 di "Editing non lineare con Avisynth")

Veniamo al punto cruciale, i settaggi fra i più importanti di DGIndex.
Semplicissimi da effettuare ma un errore in questo punto potrebbe compromettere l'intera conversione.

• iDCT Algorithm
• Field Operation

iDCT ALGORITHM

Nella versione 1.4.5 di DGIndex, ci sono ben 7 algoritmi a disposizione. Gli algoritmi non supportati dal processore usato vengono automaticamente esclusi dal menu (nella figura in basso, manca l'algoritmo 32-bit SSE2 MMX perchè non supportato dal mio processore).
La scelta dell'algoritmo iDCT può essere fatta in base a criteri di velocità o di qualità:



Fig. 2.8 - Scelta dell'algoritmo iDCT

La natura dei processori attuali permette di dare maggiore rilievo a quest'ultima, a differenza di quanto avveniva in passato quando si doveva cercare un buon compromesso.

Nella documentazione allegata c'è un'utilissima classifica degli algortimi iDCT che può essere il riferimento per chi cerca di capire quale sia l'algoritmo più adatto.

• Qualità: IEEE-1180 Reference > 64-bit Floating Point > tutti gli altri iDCT
• Velocità: 32-bit SSE2 MMX è il più veloce. IEEE-1180 Reference è il più lento. Gli altri sono più o meno allo stesso livello fra loro.

Per un approfondimento sull'iDCT rimando a questo topic di Divxmania, scritto da CereS.
Credo sia stata una delle prime cose ad aver letto quando cercavo info su cosa fosse l'iDCT e non ho mai trovato niente di altrettanto chiaro e sintetico.

FIELD OPERATION

Tre semplici voci, la cui selezione dev'essere molto accurata:



Fig. 2.9 - Field Operation

Field Operation, permette di decidere come gestire il flag RFF (REPEAT_FIRST_FIELD) che, nello stream MPEG-2, serve per replicare il frame che contiene tale flag al fine di realizzare il 3:2 pulldown.
Il 3:2 pulldown è utilizzato per permettere ai sistemi NTSC (29,97 fps) la visualizzazione di video a 23,976 fps.

Non mi dilungherò oltre sulla spiegazione di cosa sia il 3:2 pulldown.
Una spiegazione più che esaustiva dell'argomento si trova nei paragrafi 6.1, 6.2 e 6.3 di "Editing non lineare con Avisynth", ai quali vi rimando per una comprensione totale di tutto quello che seguirà.

Honor Pulldown flags e Ignore Pulldown Flags hanno comportamenti antitetici.

Se Honor Pulldown flags è settato, il file d2v prodotto conterrà i riferimenti anche agli eventuali frame ripetuti, relativamente ai flags RFF presenti, altrimenti (settando Ignore Pulldown Flags) l'indice verrà costruito in base ai frame così come sono, senza tenere conto dei flags RFF

Nel 1° caso:

• per sorgenti MPEG-2 provenienti da area NTSC, l'indice verrà generato in modo da essere utile per la creazione di un file NTSC perchè rifletterà la presenza dei frames ripetuti.
• per sorgenti MPEG-2 provenienti da area PAL e streams MPEG-1, non avendo flag RFF, l'applicazione di Honor Pulldown flags non presenta alcuna conseguenza.

Nel 2° caso, non tenendo conto dei flags RFF, l'indice si riferirà invece ai frames così come si presentano, senza ripetizioni di sorta.

Che bisogna fare?
Se si vuole rispettare la natura della sorgente, occorre sempre lasciare Honor Pulldown flags settato.
Per quel che ci riguarda, è quello che bisogna fare anche per i DVD di area PAL.

Ignorare i flags, settando Ignore Pulldown flags, può essere dannoso anche per gli utenti di area PAL.
Infatti, se per sfortuna ci si trova di fronte ad un pulldown fatto male, la conseguenza è un'asincronia audio-video (sempre che il demultiplex della traccia audio si faccia tramite DGIndex, chiaramente)

Ignore Pulldown flags è utile, semmai, in fase di analisi del flusso MPEG-2 originario.

Infine veniamo alla terza e ultima opzione: Forced Film

Questa opzione permette di abbassare il framerate agli originali 23,976 fps, nel caso di FILM che abbiano subito un 3:2 pulldown.
In pratica non fa che operare un inverse telecine (iVTC)
Verranno ignorati i flags RFF e inseriti (o rimossi) alcuni frames, al fine di mantenere costante il framerate in uscita, oltre a che a mantenere la sincronia fra audio e video.
Usare questo opzione per video che non siano FILM può causare jerk-effect (movimenti a scatti) e/o asincronie audio-video.

Quando usare Forced Film?
Diventa molto importante il valore del campo Video Type nell'anteprima .

• Se il campo Video Type mostra un valore pari a "FILM 95%" o una percentuale superiore, è il caso di usare Forced Film.
  L'ideale sarebbe avere un 100% per avere la certezza di evitare possibili artefatti. In ogni caso la percentuale del 95% rappresenta una soglia accettabile.
• Se la percentuale è più bassa ma il valore "FILM" è tutto sommato rilevante, si può provare ad utilizzare Forced Film e se ci sono eventuali frame interlacciati, si interviene con un deinterlace adattivo come FieldDeinterlace.
  Se il risultato non è soddisfacente, occorre cambiare strategia. Rispettare i flags RFF innanzitutto, settando Honor Pulldown flags, e intervenire puntualmente con gli approcci previsti per i video ibridi.
• Se la percentuale è troppo bassa oppure il video è di tipo NTSC, conviene settare Honor Pulldown flags, e intervenire, se serve, con dei filtri deinterlacciatori oppure facendo un iVTC di altro tipo. Cosa plausibile quando il pattern usato non è il 3:2 pulldown ma un pattern differente a cui si deve risalire analizzando il file .d2v(vedere il Cap. 4)

Ricordo sempre il rimando ai paragrafi 6.1, 6.2 e 6.3 di "Editing non lineare con Avisynth" per tutto quei concetti che non vengono approfonditi in questo paragrafo e che sembrano essere dati per scontati.

2.4. Audio

Il settaggio dei parametri visti finora potrebbe essere già sufficiente per avere il nostro progettino .d2v.
Se abbiamo bisogno di demultiplexare anche l'audio, allora tornano utili anche le funzionalità offerte da questo menù.



Fig. 2.10 - Menù "Audio"

Il menù Audio ha una struttura molto simile a quella del menù Video:

• una parta deputata al demultiplex delle tracce audio
• un'altra, ad un minimo di editing delle tracce audio estratte.

Output Method e Track Number specificano cosa estrarre con esattezza.
A seconda della selezione, si abiliteranno o meno le altri parti del menù Audio.

• Demux All tracks estrae tutte le tracce così come sono. In questo caso, sia Track Number che le altre voci del menu Audio saranno disabilitate.
• Demux tracks permette di scegliere quali tracce estrarre attraverso Track Number, che stavolta risulterà abilitato (es.potremo scegliere la 1, la 2 e la 5). Sarà ancora disabilitata la 2^a parte del menù (quella in blu).
• Decode AC3 Track to WAV abilita la 2^a parte del menù che permette di effettuare delle normalizzazioni o delle conversioni del sample rate oltre che a convertire direttamente le tracce AC3 estratte in WAV.

Se lo stream è un MPEG-2, le tracce demultiplexate da Demux Tracks o Demux All Tracks saranno dei files AC3.
Se lo stream è un MPEG-1, le tracce demultiplexate da Demux Tracks o Demux All Tracks saranno dei files .mpa. La selezione di Demux AC3 to WAV non produrrà ovviamente nessun file in uscita.

Nella conversione della traccia AC3 in WAV entrano in gioco un bel pò di altri fattori.
Il Dolby Digital Decode, nell'economia della conversione della traccia audio, è importante per la gestione del dolby digital su una traccia in uscita a due soli canali.

DYNAMIC RANGE CONTROL

Nei decoder, il DRC è un insieme di metadati. Viene inviato insieme al segnale audio per settare il range dinamico entro cui il segnale audio lavora. Diminuendo il DRC, si restringe tale range.
Questo serve per garantire un buon ascolto in ambienti ricchi o meno di rumore di fondo.
Noi faremo la stessa cosa. A seconda dell'ambiente di riferimento, estrarremo la traccia audio con un DRC disabilitato oppure che restringa, via via, il range dinamico.



Fig. 2.11 - Dynamic Range Control

Si tenga presente che più il range dinamico è ristretto e più il suono risulterà appiattito, uniforme.

DOLBY SURROUND DOWNMIX

Lo stream AC3 può contenere fino a 6 canali. Il WAV solo due canali stereo, L/R.
Qualcosa si dovrà perdere, nella fattispecie il surround L/R, che attraverso il downmixing finirà nei canali stereo L/R.
Il downimix con DGIndex si può ottenere in due modi: attivando o meno la voce corrispondente.

• nel 1° caso verrà effettuato un downmix surround-compatibile.
• nel 2° caso verrà effettuato un simple-downmix stereo-compatibile.

PRE-SCALE DECISION

E' una normalizzazione più raffinata.

• Per prima cosa si setta la normalizzazione senza perà selezionare la checkbox.
• Poi si seleziona Pre-Scale Decision.
  Verrà compiuta una prima scansione, che servirà per determinare un fattore di amplificazione (gain factor) della traccia audio.
  L'audio verrà amplificato e su tale base verrà calcolato il peak, ossia il massimo livello audio ottenibile tenendo conto della percentuale di normalizzazione.
• Il salvataggio del progetto concluderà tutte le operazioni come al solito

E' una normalizzazione su un audio amplificato che trova le sue ragioni nella riduzione degli errori di quantizzazione per il decoding del dolby digital.

Oltre al Dolby Digital Decode, possiamo modificare il sample-rate da 48 KHz a 44.1 KHz



Fig. 2.12 - Modifica Sample-Rate

La precisione della conversione si paga con un maggior tempo di codifca.

Infine abbiamo Normalization
Tipicamente, serve per ridurre i suoni più forti nella misura della percentuale fissata nella finestra di configurazione.



Fig. 2.13 - Normalizzazione

Il salvataggio del progetto avverrà in 2 passi.
Nel 1° si estrae l'audio così com'è. Nel 2° si normalizza.
Si tenga conto che ogni tipo di normalizzazione dell'audio toglie spazialità al suono, dovendone livellare i picchi.

A questo punto, settando audio e video (o solo Video e disabilitando l'Audio, come succede spesso) siamo in grado di creare il nostro progetto .d2v premendo F4 o selezionando Save Project dal menù File.
DGIndex inizierà a lavorare e a noi non rimarrà che continuare con Avisynth, una volta finito.



Fig. 2.15 - Creazione file d2v

2.5. Options

C'è poco da dire su questo menù.



Fig. 2.16 - Menù "Options"

Process Priority: assegna la priorità di DGIndex al processore. A meno che non il PC non sia impegnato con qualcos'altro, il che giustificherebbe una diminuzione delle priorità, normal (il default) va più che bene.

Playback Speed:[/i][/b] regola la velocità di riproduzione durante l'anteprima. Da un minimo, rappresentato dall'avanzamento frame-to-frame, al massimo consentito dal processore.

Force open GOPs in D2V File: capita che gli streams non siano codificati correttamente e che alcuni GOPs appaiano chiusi quando in realtà sono aperti. La conseguenza è la comparsa di artefatti sotto forma di blocchetti quando si accede in maniera casuale al video durante la riproduzione in frameserving (script avs per es.).
Per ovviare a questo inconveniente basta selezionare questa voce.
Poichè tale selezione influisce sulle performance, sarebbe meglio farla quando c'è effettiva necessità.

• creare normalmente un progetto d2v
• verificare nel frameserving la comparsa di questi artefatti
• se si presentano, creare un nuovo progetto d2v attivando l'apertura forzata dei gop.

Log Quant Matrices: ha uno scopo puramente "didattico". Serve per dare evidenza alle matrici di quantizzazione che sono state usate nel processo di codifica dello stream MPEG-2. Possono essere diverse, perchè una può lavorare meglio di un'altra, a secondo della natura del video. Il file viene salvato in formato .txt.

2.6. Tools

Contiene un'unica voce Parse D2V, sul cui utilizzo ritornerò più diffusamente in seguito, che produce un file di testo sulla base del file d2v.
Tale file estrapola dal file .d2v alcune informazioni molto utili in fase di analisi dello stream MPEG-2


Cap. 1. Cos'è DGindex
Cap. 3. DGDecode: plugin per Avisynth
Cap. 4. Analisi con DGIndex 3. DGDecode: plugin per Avisynth

Per il frameserving attraverso Avisynth, DGIndex mette a disposizione una dll che andrà importata nello script avs tramite loadPlugin

CODE

loadPlugin (c:\program files\DGMPGDec\DGDecode.dll")

CODE

DGIndexProjectFile11 5 J:\FILM\VIDEO_TS\VTS_01_1.VOB J:\FILM\VIDEO_TS\VTS_01_2.VOB J:\FILM\VIDEO_TS\VTS_01_3.VOB J:\FILM\VIDEO_TS\VTS_01_4.VOB J:\FILM\VIDEO_TS\VTS_01_5.VOB Stream_Type=1 MPEG_Type=2 iDCT_Algorithm=5 YUVRGB_Scale=1 Luminance_Filter=0,0 Clipping=0,0,0,0 Aspect_Ratio=16:9 Picture_Size=720x576 Field_Operation=0 Frame_Rate=25000 Location=0,0,4,2F0EE d00 1 0 2048 1 1 92 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 184320 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 372736 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 593920 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 819200 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 1101824 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 1290240 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 1515520 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 900 1 0 1730560 1 1 72 72 d2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 f2 f2 e2 ...

CODE

Encoded Frame: Display Frames....Flags Byte (* means in 3:2 pattern) -------------------------------------------------------------------- [Field Operation None, using flags] [GOP] [Clip is TFF] 0 [I]: 0,0......................2 1 [B]: 1,1......................2 2 [P]: 2,2......................2 3 [B]: 3,3......................2 4 [B]: 4,4......................2 5 [P]: 5,5......................2 6 [B]: 6,6......................2 7 [B]: 7,7......................2 8 [P]: 8,8......................2 9 [B]: 9,9......................2 10 [B]: 10,10...................2 11 [P]: 11,11...................2 [GOP] 12 [B]: 12,12...................2 13 [B]: 13,13...................2 14 [I]: 14,14...................2 15 [B]: 15,15...................2 16 [B]: 16,16...................2 ...

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