Мультимедиа технологии. Лекция 4. Составляющие мультимедиа. Видео Антон Викторович Кудинов, доцент кафедры ВТ

Содержание Природа видео Аналоговые видеостандарты Оцифровка Цифровые видеостандарты Сжатие Форматы хранения 2

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, NTSC 30/60 кадров / с, PAL – 25/50 кадров / с ) 3

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 4

Аналоговые видеостандарты NTSC (National Television System Committee) – Северная Америка, Япония, Тайвань, часть стран Латинской и Южной Америки 525 строк (480 видимых, остальные для синхронизации ) чересстрочная развертка – 60 полукадров (30 кадров ) в секунду для цветного сигнала – 59,94 полукадра в секунду 5

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 6 25 строк (576 видимых, остальные для синхронизации ) чересстрочная развертка – 50 полукадров (25 кадров ) в секунду 6

Оцифровка видео Проблема размера памяти : 640 х 480 х 3 байта = 900 Кб 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) 7

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 8

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 10 Кбит / с до 1,8 Мбит / с ) 9

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 10

Сжатие видео Motion-JPEG – внутрикадровое сжатие ( от 5:1 до 100:1) MPEG – межкадровое сжатие ( до 200:1) 11

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. 12

Спасибо за внимание ! 13