اقرأ في هذا المقال
- ما هو معدل البت الثابت CBR
- أساسيات ومزايا معدل البت الثابت CBR
- خوارزمية معدل البت الثابت CBR
- الفرق بين معدل البت الثابت والمتغير
يعني معدل البت الثابت أنّه عندما يتم ترميز الملف سيتم ترميزه بنفس معدل البت وبالتالي فإنّ مقدار البتات يعتمد على حجم الملف وليس الجودة أو نوع الملف، وفي حين أنّ هذا ليس صحيحًا تمامًا ستحتوي بعض أنواع الملفات على وحدات بت أكثر من أنواع الملفات الأخرى ويختلف هذا المقدار بمقدار ضئيل، ومع (CBR) يكون مستوى الجودة هو نفسه بالنسبة لملف الصوت أو الفيديو أو المستند، بغض النظر عما إذا كان جزء من الملف معقدًا أو بسيطًا.
ما هو معدل البت الثابت CBR
معدل البت الثابت (CBR): هو أسلوب لترميز الصوت والملف لا يتعدل فيه مقدار البتات لكل ملف، وهذا على عكس معدل البت المختلف (VBR)، حيث يمكن تغيير البتات لحساب أنواع الملفات المختلفة ومستويات الجودة، بينما يشتكي العديد من الأشخاص من معدل البت لمعدل البت الثابت إلّا أنّه مفيد لأولئك الذين يريدون مستوى جودة ثابت، وأولئك الذين يحتاجون إلى تتبع مقدار البتات المستخدمة في الملفات والشكوى الرئيسية حول (CBR) هي أنّها تستخدم كمية من البتات التي لا تساعد على جودة الملف.
ملاحظة:“CBR” هي اختصار لـ “Constant Bit Rate” و”VBR” هي اختصار لـ “Variable bit rate”.
أساسيات ومزايا معدل البت الثابت CBR
أحد محاسن استخدام معدل البت الثابت هو منح المشغلين والمستخدمين أكبر قدر من التوافق خاصة مع الاستخدام عبر الإنترنت، كما تسمح بعض برامج ومواقع البث عبر الإنترنت لـ (VBR) لكنّ جميعها تسمح باستخدام (CBR)، وباستخدام دفق (CBR) سيتمكن المستخدم من إرسال الملف عبر أي نظام دفق ودون القلق بشأن الاضطرار إلى استبعاد أي مواقع ويب.
هناك ميزة أخرى تتمثل في أنّه يمكن للمستخدمين تقدير مقدار وحدات البت لكل ملف بدقة عند استخدام معدل بت ثابت، ولن تكون هذه الميزة مفيدة للمستخدمين العاديين ولكن المستخدمين المحترفين الذين يتم تعيينهم لترميز الملفات والمستخدمين الذين يقومون بتحسين أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم، سيجدون هذا مفيدًا ومن خلال معرفة مقدار البتات في الملف، سيتمكن المستخدم من زيادة حجم الملفات المتاحة على الكمبيوتر.
الجودة أيضاً متسقة بين الملفات المرمزة بمعدل بت ثابت، كما يمكن أن يكون هذا جيدًا أو سيئًا حسب الملف، وإذا كان هناك جزء معقد من أغنية مثل الجزء الذي يوجد فيه غيتار منفرد معقد فسيكون مقدار البتات المستخدمة لهذا الجزء هو نفسه الصمت الذي يحدث عادةً في الأغاني في البداية والنهاية، وفي حين أنّ هذا يمكن أن يكون مشكلة فإنّ معظم المستخدمين والمستمعين لا يلاحظون الفرق كثيرًا.
خوارزمية معدل البت الثابت CBR
بالنسبة لترميز معدل البتات الثابت يلزم وجود خوارزمية للتحكم في المعدل في مخطط ترميز (FB) لتنظيم تدفق البتات الناتج عن منطقتي الصورة ولتحقيق معدل بتات مستهدف إجمالي، وعادةً ما تكون هناك حاجة إلى استراتيجية للتحكم في الأسعار تعتمد على المحتوى والتي لا تأخذ فقط ملء المخزن المؤقت ولكن أيضًا تصنيف المحتوى في الاعتبار، ويمكن تصنيف الإستراتيجية إلى نوعين عامين وهما: مستقل ومشترك.
في إستراتيجية مستقلة للتحكم في المعدل يتم تخصيص معدل بتات كل منطقة مسبقًا ويتم إجراء خوارزميتين منفصلتين للتحكم في المعدل بشكل مستقل عن بعضهما البعض، ومعدل البت الناتج (R) هو مجموع معدلات البت الفردية للمنطقة الأمامية ومنطقة الخلفية.
يتم إنشاء هذه الحركة بمعدل بتات ثابت ويلزم تسليمها بنفس المعدل بتأخير ثابت، والتطبيقات المقصودة هي الصوت والفيديو أو الصوت بمعدل بت ثابت، ونظرًا لأن الخلايا قد تعاني من تأخيرات متغيرة يجب على (CS) في الوجهة تعويض هذه التأخيرات، ويتم ذلك بإحدى طريقتين هي يتم تخزين الخلايا الواردة مؤقتًا في الوجهة ويتم قراءة المخزن المؤقت بمعدل ثابت.
بدلاً من ذلك يُدرج (CS) عند المصدر طابعًا زمنيًا صريحًا في تدفق الحزمة، حيث يستخرج (CS) الوجهة هذا الطابع الزمني ويحاول قراءة الخلايا بزمن انتقال ثابت، وقد يتم تجاهل الخلية التي تصل بتأخير يتجاوز وقت الاستجابة هذا، ويجب أن توافق الطبقات الفرعية (CS) للمصدر والوجهة على المخطط الذي سيتم استخدامه لمعلومات التوقيت ويجب الوصول إلى هذا الاتفاق أثناء مرحلة إعداد الاتصال.
الفرق بين معدل البت الثابت والمتغير
- يمكن إرسال برامج الفيديو إما باستخدام معدل بتات ثابت (CBR) أو معدل بتات متغير (VBR).
- إذا تم إرسال برنامج باستخدام (CBR)، يتم تعيين معدل البيانات لكل ما هو ضروري لتوفير صورة جيدة في جميع الأوقات.
- إذا كانت هناك حاجة إلى عدد أقل من البتات تتم إضافة بتات الحشو لتقريب معدل البت المحدد.
- يعتبر نقل (VBR) أكثر كفاءة لأنّه ينقل فقط أي معدل بيانات ضروري لاستعادة صورة جيدة.
الإرسال في معدل البت الثابت والمتغير
ينشأ إرسال (VBR) بشكل متكرر، حيث يتم تشفير الفيديو باستخدام معدد إرسال إحصائي أو (stat mux) كما يقوم (stat mux) بمراقبة جميع البيانات الواردة من عدد من أجهزة الترميز، حيث يتم مضاعفة البيانات في تدفق إرسال واحد، وبطبيعة الحال فإنّ تدفق الإرسال يكون بمعدل بتات ثابت وهو مطلوب لتمكين المستقبل من قفل الإرسال.
لكن يمكن أن يتكون تدفق الإرسال من عدد من تدفقات (VBR) التي يديرها (stat mux)، ويقوم (stat mux) بتخزين مخرجات كل جهاز الترميز، ممّا يؤدي إلى مضاعفة جميع المخرجات في تيار إرسال النواتج، وإذا بدأ المخزن المؤقت في التفريغ ممّا يعني أنّه لن تتوفر وحدات بت كافية لتكوين تدفق إرسال النواتج فيمكن أن يحدث أحد الأشياء الثلاثة:
- يمكن لـ (stat mux) استدعاء المزيد من البيانات من واحد أو أكثر من أجهزة الترميز، حتى لو لم تكن البيانات الإضافية مطلوبة للحصول على جودة الفيديو.
- تدفق البيانات من خلال بتات الحشو.
- يتم إرسال البيانات الانتهازية أي البيانات المحفوظة في قائمة الانتظار حتى يكون هناك مجال لها.
التخزين في معدل البت الثابت والمتغير
ستكون هناك أوقات عندما يبدأ المخزن المؤقت الأساسي في الامتلاء جدًا ممّا يشير إلى أنه لن يكون هناك مساحة في تدفق الإرسال لجميع البتات، وفي هذه الحالة يجب أن يخبر (stat mux) واحدًا أو أكثر من المشفرات بالتراجع والترميز بمعدل بت أقل، حتى إذا تم اختراق جودة الفيديو الهدف.
تخزن معظم أنظمة (VOD) المواد بتنسيق (CBR) وعلى الرغم من أنّه قد يكون هناك توفير ربما بنسبة (30%) على مساحة التخزين باستخدام (VBR)، وتكمن الصعوبة في (VBR) في أنّه عندما تقوم بمضاعفة عدة تدفقات (VOD) معًا، فإنّه تواجه مشكلة في إدارة معدل البيانات ويتم تبسيط هذه الوظيفة إذا كنت تعمل مع (CBR).
يتم ترميز العديد من معددات إرسال البرامج باستخدام (VBR)، ومع ذلك من أجل اكتساب الكفاءة في الإرسال، كما تظهر المشكلة عندما تقوم بسحب بعض تدفقات البرامج من تدفق نقل (VBR) ودمجها مع تدفقات (VBR) الأخرى.
في النهاية، إنّ معدل البت الثابت (CBR) عبارة عن فئة خدمة في أسلوب النقل غير المتزامن (ATM) يحددها منتدى (ATM) والتي تضمن عرض نطاق ترددي ثابتًا مع تأخير منخفض وارتعاش وفقدان الخلية.
