Мультимедиа технологии. Составляющие мультимедиа. Видео. (Лекция 4) презентация

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, NTSC 30/60 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 525 строк (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 625 строк (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