130 likes | 609 Views
Мультимедиа технологии. Лекция 4. Составляющие мультимедиа. Видео. Антон Викторович Кудинов, доцент кафедры ВТ. Содержание. Природа видео Аналоговые видеостандарты Оцифровка Цифровые видеостандарты Сжатие Форматы хранения. Природа видео.
E N D
Мультимедиа технологии. Лекция 4. Составляющие мультимедиа. Видео Антон Викторович Кудинов, доцент кафедры ВТ
Содержание • Природа видео • Аналоговые видеостандарты • Оцифровка • Цифровые видеостандарты • Сжатие • Форматы хранения
Природа видео • Инертность зрительного восприятия – задержка реакции глаза на зрительный раздражитель, из-за которой возникают остаточные явления • Можно демонстрировать последовательность неподвижных изображений, которые будут восприниматься непрерывно • Условия: • незначительное отличие соседних изображений • частота не менее 40 Гц (в кино – 24/48 кадров/с, обтюратор, NTSC30/60 кадров/с, PAL– 25/50 кадров/с)
Природа видео (продолжение) • Два способа генерации движущихся изображений: • видео – запись последовательности кадров реального движения в реальном мире • анимация – создание отдельных кадров на компьютере или запись неподвижных изображений
Аналоговые видеостандарты • NTSC (National Television System Committee) – Северная Америка, Япония, Тайвань, часть стран Латинской и Южной Америки • 525строк (480 видимых, остальные для синхронизации) • чересстрочная развертка – 60 полукадров (30 кадров) в секунду • для цветного сигнала – 59,94 полукадра в секунду
Аналоговые видеостандарты • PAL (от англ. phase-alternating line – поэтапно-переменная линия) - Европа, Азия, Африки, Австралия, Южная Америка • SECAM (от фр. Séquentiel couleur à mémoire – последовательный цвет с памятью) – Франция и бывшие колонии в Африке и Южной Америке, СССР • 625строк (576 видимых, остальные для синхронизации) • чересстрочная развертка – 50 полукадров (25 кадров) в секунду
Оцифровка видео • Проблема размера памяти: • 640 х 480 х 3 байта = 900Кб х 30 кадров/с = 26 Мб/с, 1,6 Гб/мин – для несжатого видео • не хватает скорости для воспроизведения с CD или DVD, нереально передавать по сети • выход - сжатие при записи в реальном времени • Варианты: • оцифровка в камере • оцифровка в компьютере (внешняя и встроенная карта) • Оцифровка в камере: • запись DV-формате • передача в компьютер через интерфейс IEEE 1394 (FireWire, iLink)
Оцифровка видео • Оцифровка в компьютере: • «слабая» плата требует мощного компьютера • «мощная» плата может работать на слабом компьютере • Оцифровка в камере предпочтительнее, т.к. меньше искажений при передаче аналогового видеосигнала, но зато сложнее контролировать параметры оцифровки • Кодеки: • аппаратные • программные • Алгоритмы сжатия, подходящие для аппаратной реализации отличаются от алгоритмов, подходящих для программной
Цифровые видеостандарты • Нужны цифровые стандарты, соответствующие аналоговым (в том числе, для HDTV – High-Defenition Television) • Стандарт для дискретизации Rec.ITU-R BT.601 (CCIR 601) • PAL – 720 х 576 пикселей, NTSC – 640 х 480 пикселей • Стандарт DV (DVCAM, DVPRO) • скорость 25 Мбит/с (3 Мбайт/с) • коэффициент сжатия 5:1 • Профессиональные стандарты Digital-S, HDDV • MPEG-1 (VideoCD), MPEG-2 (DV), MPEG-4 (потоковое видео от 10Кбит/с до 1,8 Мбит/с)
Сжатие видео • Два подхода: • сжимать отдельно каждый кадр (пространственное, внутрикадровое, intra-frame сжатие) • записывать отличия соседних кадров (временное, межкадровое, inter-frame сжатие) • можно сочетать оба подхода одновременно • Для внутрикадрового сжатия эффективно только сжатие с потерей качества • Вывод: монтаж надо вести на несжатом материале, а сжимать только перед распространением • Ключевые, разностные кадры • Симметричное, асимметричное сжатие
Сжатие видео • Motion-JPEG – внутрикадровое сжатие (от 5:1 до 100:1) • MPEG – межкадровое сжатие (до 200:1)
Форматы хранения видео • AVI ( Audio Video Interleaved ) – разработка Microsoft для Windows. Несколько форматов компрессии. • Quick Time Movie( .qt, .mov ) – разработка Apple для компьютеров Мас. Несколько форматов компрессии, в том числе MPEG. • MPEG( .mpg, .mpeg ) – формат, основанный на алгоритме MPEG. • Digital Video ( .dv ) – формат, разработанный для цифровых видеокамер и видеомагнитофонов.
Спасибо за внимание! • KudinovAV@tpu.ru