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 625 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 = 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)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 10Кбит/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!

KudinovAV@tpu.ru

13