Надо Знать

добавить знаний



Видео


Exquisite-kmencoder.png

План:


Введение

Exquisite-kmencoder.png

Видео (от лат. video - Смотрю, вижу) - под этим термином понимают широкий спектр технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального и аудиовизуального материала на мониторах. В бытовом смысле видео означает видеоматериал, телесигнал или кинофильм, записанный на физическом носителе (видеокассете, видеодиске и т. п.).


1. Характеристики видеосигнала

Видео характеризуется следующими параметрами:

1.1. Количество кадров в секунду

Количество кадров в секунду - это число неподвижных изображений, сменяющих друг друга в течение одной секунды видеоматериала, создавая эффект движения объектов на экране. Чем больше частота кадров в секунду, тем более плавным и естественным будет казаться движение. Минимальный показатель, при котором движение будет восприниматься однородным - примерно 10 кадров в секунду (это значение индивидуально для каждого человека). В традиционном пленочном кинематографе используется частота 24 кадра в секунду. Системы телевидения PAL и SECAM используют 25 кадров в секунду ( англ. 25 fps или 25 Герц), а система NTSC использует 29,97 кадров в секунду. Компьютерные оцифрованные видеоматериалы хорошего качества, как правило, используют частоту 30 кадров в секунду. Верхняя предельная частота мерцания, воспринимаемый человеческим мозгом, в среднем составляет 39-42 Герца и индивидуальна для каждого человека. Некоторые современные профессиональные камеры могут снимать с частотой до 120 кадров в секунду. Применяются также специальные камеры для сверхбыстрой съемки с частотой до 1000 кадров в секунду и выше, такая скорость необходима для детального изучения траектории полета пули или структуры взрыва.


1.2. Развертка

Развертка видеоматериала может быть прогрессивной ( англ. progressive ) Или чересстрочной ( англ. interlaced , Интерлейс). При прогрессивной развертке все горизонтальные линии изображения (строки) отображаются одновременно. При чересстрочной развертке показываются поочередно четные и нечетные строки (называемые также полями кадра). Чересстрочной разверткой был изобретен для показа изображения на кинескопах и используется сейчас для передачи видео по "узким" каналам, что не позволяет передавать изображение во всей качества. Системы PAL, SECAM и NTSC - это все системы с чересстрочной разверткой. Новые цифровые стандарты телевидения, например, HDTV предусматривают прогрессивную развертку. Хотя появились технологии, позволяющие имитировать прогрессивную развертку при показе материала с интерлейсом. Чересстрочной разверткой обычно обозначают символом "i" после указания вертикальной разрешения, например 720 ? 576 и ? 50 видео в формате PAL.

Для подавления неприятных эффектов, возникающих при просмотре чересстрочного видео на порядковому экране, применяются специальные математические методы, именуемые деинтерлейсинга.


1.3. Разрешение

Разрешения по сравнению

По аналогии с разрешением компьютерных мониторов, любой видеосигнал также имеет разрешение ( англ. resolution , Разделение), горизонтальное и вертикальное, измеряется в пикселях. Обычный аналоговый телевизионное разделения составляет 720 ? 576 пикселей для стандартов PAL и SECAM, при частоте кадров 50 Герц (одно поле, 2 ? 25), и 648 ? 486 пикселей для NTSC, при частоте 60 Герц (одно поле, 2 ? 29,97). В обозначении 648 ? 480 первым числом обозначается количество точек в горизонтальной линии (горизонтальное разделение), а вторым числом количество самих линий (вертикальное разделение). Новый стандарт высококачественного ( англ. high-definition ) Цифрового телевидения HDTV предполагает разрешение до 1920 ? 1080 (т.е. 1920 пикселей на линию, 1080 линий) при частоте колебаний (мелькание) 60 Герц с прогрессивной разверткой.

Разрешение в случае трехмерного видео измеряется в вокселей - элементах изображения, представляющих точки (кубики) в трехмерном пространстве. Например, для простого трехмерного видео сейчас используется в основном разрешение 512 ? 512 ? 512, демонстрационные примеры такого видео доступны даже на PDA.


1.4. Соотношение сторон экрана

Соотношение сторон кадра по сравнению

Соотношение ширины и высоты кадра ( англ. aspect ratio ) - Важнейший параметр в любом видеоматериале. Еще с 1910 года фильмы имели соотношение сторон экрана 4:3 (4 единицы шириной до 3 единицам в высоту, иногда еще записывается как 1,33:1 или просто 1,33). Считалось что зрителю удобнее смотреть фильм на экране такой формы. Когда появилось телевидения, оно унаследовало это соотношение и почти все аналоговые телесистемы (и, следовательно, телевизоры) имели соотношение сторон экрана 4:3. Компьютерные мониторы также унаследовали телевизионный стандарт сторон. Хотя еще в 1950-х годах представление о 4:3 существенно изменилась. Дело в том, что поле зрения человека имеет соотношение отнюдь не 4:3. Поскольку у человека 2 глаза, расположенные на одной горизонтальной линии, то поле зрения человека приближается к соотношению 2:1. Чтобы приблизить форму кадра к естественному виду человека (и, следовательно, усилить восприятие фильма), был введен стандарт 16:9 (1,78), что почти соответствует так называемому "Золотому сечению". Цифровое телевидение в основном тоже ориентируется на соотношение 16:9. До конца XX века, после ряда дополнительных исследований в этой области, стали появляться даже радикальные соотношения сторон кадра: 1,85, 2,20 и до до 2,35 (почти 21:9), призванные глубже погрузить зрителя в атмосферу видеоматериала .


1.5. Количество цветов и цветная разрядность

Количество цветов и цветная разрядность описывается цветовыми моделями. Для стандарта PAL применяется цветовая модель YUV, для SECAM модель YDbDr, для NTSC модель YIQ, в компьютерной технике применяется в основном RGB (и αRGB), реже HSV, а в печатной технике CMYK. Количество цветов, что может показать монитор или проектор зависит от качества монитора или проектора. Человеческое глаз может воспринять, по разным подсчетам, от 5 до 10 миллионов оттенков цветов. Количество цветов в видеоматериале определяется числом битов, отведенным для кодирования цвета каждого пикселя ( англ. bits per pixel, bpp ). 1 бит позволяет закодировать 2 цвета (как правило, черный и белый), 2 бита - 4 цвета, 3 бита - 8 цветов, ..., 8 бит - 256 цветов (2 8 = 256), 16 бит - 65 536 цветов (2 16), 24 бита - 16 777 216 цветов (2 24). В компьютерной технике также стандарт 32 бита на пиксель (αRGB), но этот дополнительный α- байт (8 бит) используется для кодирования коэффициента прозрачности пикселя (α), а не для передачи цвета (RGB). При обработке пикселя видеоадаптером, RGB-значение будет изменено в зависимости от значения α-байта и цвета надлежащего пикселя (который станет "видимый" через "прозрачный" пиксель), а затем α-байт будет отброшен, и на монитор пойдет только цветовой сигнал RGB.


1.6. Битовая скорость или ширина видеопотока (для цифрового видео)

Ширина (или скорость) видеопотока измеряется в битрейтах ( англ. bit rate ) - Это количество обрабатываемых бит видеоинформации за секунду времени, обозначается "бит / с" - бит в секунду. В основном применяются величины кбит / с ( англ. kbit / s ) - Килобит в сек. и мбит / с ( англ. mbit / s ) - Мегабита в секунду. Чем выше ширина видеопотока, тем, в общем, лучшее качество видео. Например, для формата VideoCD ширина видеопотока составляет около 1 Мбит / с, а для DVD составляет около 5 Мбит / с. Хотя субъективно разницу в качестве нельзя оценить как пятикратную, но объективно это так. Формат цифрового телевидения HDTV использует ширину видеопотока около 10 Мбит / с. С помощью скорости видеопотока также очень удобно оценивать качество видео при его передаче через Интернет.

Различают два вида управления шириной потока в Видеокодек - постоянный битрейт ( англ. constant bit rate, CBR ) И переменный битрейт ( англ. variable bit rate, VBR ). Концепция VBR, ныне очень популярная, призвана максимально сохранить качество видео, уменьшая при этом суммарный объем передаваемого видеопотока. При этом на быстрых сценах движения, ширина видеопотока возрастает, а на медленных сценах, где картинка меняется медленно, ширина потока падает. Это очень удобно для буферизуемых видеотрансляций и передачи сохраненного видеоматериала по компьютерным сетям. Однако для безбуферних систем реального времени и для прямого эфира (например, для телеконференций) необходимо использовать постоянную скорость видеопотока.


1.7. Оценка качества видео

Качество измеряется с помощью формальных метрик, таких, как PSNR или SSI, или с использованием субъективного сравнения с привлечением экспертов.

Субъективное качество видео измеряется по следующей методике:

  • Выбираются видеопоследовательности для использования в тесте
  • Выбираются параметры системы измерения
  • Выбирается метод показа видео и подсчета результатов измерения
  • Приглашается необходимое число экспертов (обычно не менее 15)
  • Проводится сам тест
  • Подсчитывается средняя оценка на основе оценок экспертов.

Несколько методов субъективной оценки описаны в рекомендациях ITU-T BT.500. Один из широко используемых методов оценки - это DSIS ( англ. Double Stimulus Impairment Scale ), При котором экспертам сначала показывают исходный видеоматериал, а затем обработан. Затем эксперты оценивают качество обработки, варьируя свои оценки от ?обработка незаметна" и "обработка улучшает видео" до "обработанный видеоматериал сильно раздражает".


1.8. Стереоскопическое видео

Стереоскопическое видео или стереовидео ( англ. stereoscopic video или 3D video) было очень популярно в конце XX века и сейчас регулярно возникают волны интереса к нему. По всему миру есть кинотеатры, которые с помощью той или иной технологии воспроизводят стереоскопическое видео. Для стереовидео нужно два видеоканалы: один для левого глаза, другой для правого. Таким образом у зрителя возникает ощущение объемности, трехмерности видеоматериала, повышается реалистичность ощущение просмотра. Примерно такой же по качеству, но слабее эффект дает просмотр видео в пластиковых очках, где одна линза красная, а другая голубая или зеленая. Новые технологии, представленные в 2006 году, в частности HD DVD и диски HD Blu-Ray, предназначенные сделать более доступным и домашнее стереоскопическое видео.


2. Форматы видео

Видеоматериалы могут быть аналоговыми или цифровыми.

Воспроизведение видео Стандарты видеоразъемов
  • Композитный видеоразъем (1 RCA или BNC)
  • Компонентный видеоразъем (3 RCA или BNC)
    • D4 video connector (новый, для HDTV)
  • S-Video (Separated Video, 1 mini-DIN)
  • SCART ( Европа)
  • DVI (только видео без сжатия). Возможно HDCP.
  • HDMI (видео и аудио без сжатия). Обязательно HDCP.
  • DisplayPort (видео и аудио без сжатия). Поддерживает DPCP, планируется как улучшенная полная замена HDMI.
  • RF (Radio Frequency, коаксиальный разъем)
    • BNC (Bayonet Niell-Concelman)
    • Разъем C (Concelman)
    • GR (General Radio)
    • Разъем F (используется в США домашнего телевидения)
    • IEC 169-2 (в основном используется в Великобритании)
    • Разъем N (Niell)
    • TNC connector (Threaded Niell-Concelman)
    • Разъем UHF (PL-259/SO-239)
    • SDI (Serial Digital Interface) и HD-SDI
  • Разъем VGA (DB-9/15 или mini sub D15)
  • Mini-VGA (для лэптопов)

Аналоговые форматы видеокассет

Цифровые форматы видеокассет

  • Ampex
  • VERA ( BBC)
  • U-matic ( Sony)
  • Betamax ( Sony)
  • Betacam
  • Betacam SP
  • 2 "Quadruplex (Ampex)
  • 1 "Type C (Ampex и Sony)
  • VCR, VCR-LP, SVR
  • VHS ( JVC)
  • S-VHS ( JVC)
  • VHS-C ( JVC)
  • Video 2000 ( Philips)
  • 8 mm
  • Hi8

Форматы цифровых оптических дисковых носителей

Форматы цифрового кодирования и сжатия

  • Аналоговая видеокассета VHS

  • Цифровая видеокассета Betacam L tape

  • DVD-диск


2.1. Расширение компьютерных видео

3gp, flv, avi, mpg, mov, swf, asf, mp4, wmv ...

См.. также


Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам