АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет математики и информационных технологий
Кафедра Информационные системы
Курс: "Введение в специальность
РЕФЕРАТ
на тему: Аналоговая и цифровая аудио и видеоинформация".
Выполнил:
студент гр. ИМ-11
Юдин М.А.
Проверила:
Чернышова Н.А.
г. Астрахань 2006
Содержание.
1. Введение.3
2. Отличия цифрового представления сигналов от аналогового.3
3.Способы представления звука в цифровом виде.4
4.MPEG Layer 3.5
5. Видеоинформация.7
5.1. В начале был аналог.7
5.2. Цифровое видео.7
5.3. Основные характеристики цифрового видео.8
6. Сжатие видеоинформации.9
6.1. Основные принципы сжатия видеоданных.9
6.2. Методы сжатия видеоданных.10
7.Основы MPEG-кодирования видео.11
7.1. Стандарт компрессии видеоданных MPEG-2.11
7.2.MPEG-4. Что это такое?11
8. Преимущества цифровой передачи видеоданных.12
9. Заключение.12
10. Список использованной литературы.13
1. Введение.
Появление систем мультимедиа, безусловно, произвело революционные изменения в таких областях, как образование, компьютерный тренинг, во многих сферах профессиональной деятельности, науки, искусства, в компьютерных играх и т.д. Но, согласитесь, невозможно представить себе современные мультимедиа системы без звука и видео. В данной работе я хотел бы остановиться на рассмотрении принципиальных отличий представления цифровых сигналов от аналоговых, особенностях цифровой аудио и видеоинформации, алгоритмах их сжатия (компрессии).
2. Отличия цифрового представления сигналов от аналогового.
Традиционное аналоговое представление сигналов основано на подобии (аналогичности) электрических сигналов (изменений тока и напряжения) представленным ими исходным сигналам (звуковому давлению, температуре, скорости и т.п.), а также подобии форм электрических сигналов в различных точках усилительного или передающего тракта. Форма электрической кривой, описывающей (также говорят - переносящей) исходный сигнал, максимально приближена к форме кривой этого сигнала.
Такое представление наиболее точно, однако малейшее искажение формы несущего электрического сигнала неизбежно повлечет за собой такое же искажение формы и сигнала переносимого. В терминах теории информации, количество информации в несущем сигнале в точности равно количеству информации в сигнале исходном, и электрическое представление не содержит избыточности, которая могла бы защитить переносимый сигнал от искажений при хранении, передаче и усилении.
Цифровое представление электрических сигналов призвано внести в них избыточность, предохраняющую от воздействия паразитных помех. Для этого на несущий электрический сигнал накладываются серьезные ограничения - его амплитуда может принимать только два предельных значения - 0 и 1.
Вся зона возможных амплитуд в этом случае делится на три зоны: нижняя представляет нулевые значения, верхняя - единичные, а промежуточная является запрещенной - внутрь нее могут попадать только помехи. Таким образом, любая помеха, амплитуда которой меньше половины амплитуды несущего сигнала, не оказывает влияния на правильность передачи значений 0 и 1. Помехи с большей амплитудой также не оказывают влияния, если длительность импульса помехи ощутимо меньше длительности информационного импульса, а на входе приемника установлен фильтр импульсных помех.
Сформированный таким образом цифровой сигнал может переносить любую полезную информацию, которая закодирована в виде последовательности битов - нулей и единиц; частным случаем такой информации являются электрические и звуковые сигналы. Здесь количество информации в несущем цифровом сигнале значительно больше, нежели в кодированном исходном, так что несущий сигнал имеет определенную избыточность относительно исходного, и любые искажения формы кривой несущего сигнала, при которых еще сохраняется способность приемника правильно различать нули и единицы, не влияют на достоверность передаваемой этим сигналом информации. Однако в случае воздействия значительных помех форма сигнала может искажаться настолько, что точная передача переносимой информации становится невозможной - в ней появляются ошибки, которые при простом способе кодирования приемник не сможет не только исправить, но и обнаружить. Для еще большего повышения стойкости цифрового сигнала к помехам и искажениям применяется цифровое избыточное кодирование двух типов: проверочные (EDC - Error Detection Code, обнаруживающий ошибку код) и корректирующие (ECC - Error Correction Code, исправляющий ошибку код) коды. Цифровое кодирование состоит в простом добавлении к исхо
www.studsell.com
АСТРАХАНСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультетматематики и информационных технологий
Кафедра Информационные системыКурс:«Введение в специальность
РЕФЕРАТ
на тему: «Аналоговая ицифровая аудио и видеоинформация».
<img src="/cache/referats/24849/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
Выполнил:
студент гр. ИМ-11
Юдин М.А.
Проверила:
Чернышова Н.А.
г.Астрахань 2006
Содержание.
TOC o «1-3» u 1. Введение.… PAGEREF_Toc155019051 h 3
2. Отличия цифрового представления сигналов отаналогового.… PAGEREF_Toc155019052 h 3
3. Способыпредставления звука в цифровом виде.… PAGEREF_Toc155019053 h 4
4. MPEGLayer3.… PAGEREF_Toc155019054 h 5
5. Видеоинформация.… PAGEREF_Toc155019055 h 7
5.1. В началебыл аналог.… PAGEREF_Toc155019056 h 7
5.2. Цифровоевидео.… PAGEREF_Toc155019057 h 7
5.3. Основныехарактеристики цифрового видео.… PAGEREF_Toc155019058 h 8
6. Сжатие видеоинформации.… PAGEREF_Toc155019059 h 9
6.1. Основныепринципы сжатия видеоданных.… PAGEREF_Toc155019060 h 9
6.2. Методысжатия видеоданных.… PAGEREF_Toc155019061 h 10
7. Основы MPEG-кодирования видео.… PAGEREF_Toc155019062 h 11
7.1. Стандарт компрессии видеоданных MPEG-2.… PAGEREF_Toc155019063 h 11
7.2. MPEG-4. Что этотакое?… PAGEREF_Toc155019064 h 11
8. Преимущества цифровой передачи видеоданных.… PAGEREF_Toc155019065 h 12
9. Заключение.… PAGEREF_Toc155019066 h 12
10. Список использованной литературы.… PAGEREF_Toc155019067 h 13
1. Введение.
Появление систем мультимедиа,безусловно, произвело революционные изменения в таких областях, какобразование, компьютерный тренинг, во многих сферах профессиональнойдеятельности, науки, искусства, в компьютерных играх и т.д. Но, согласитесь, невозможнопредставить себе современные мультимедиа системы без звука и видео. В данной работе я хотел быостановиться на рассмотрении принципиальных отличий представления цифровыхсигналов от аналоговых, особенностях цифровой аудио и видеоинформации,алгоритмах их сжатия (компрессии).
2. Отличия цифрового представления сигналов отаналогового.
<span Times New Roman",«serif»">
<span Times New Roman",«serif»">Традиционное аналоговое представлениесигналов основано на подобии (аналогичности) электрических сигналов (измененийтока и напряжения) представленным ими исходным сигналам (звуковому давлению,температуре, скорости и т.п.), а также подобии форм электрических сигналов вразличных точках усилительного или передающего тракта. Форма электрическойкривой, описывающей (также говорят — переносящей) исходный сигнал, максимальноприближена к форме кривой этого сигнала.
<span Times New Roman",«serif»"> Такое представление наиболее точно,однако малейшее искажение формы несущего электрического сигнала неизбежноповлечет за собой такое же искажение формы и сигнала переносимого. В терминахтеории информации, количество информации в несущем сигнале в точности равноколичеству информации в сигнале исходном, и электрическое представление несодержит избыточности, которая могла бы защитить переносимый сигнал отискажений при хранении, передаче и усилении.
<span Times New Roman",«serif»"> Цифровое представление электрическихсигналов призвано внести в них избыточность, предохраняющую от воздействия паразитныхпомех. Для этого на несущий электрический сигнал накладываются серьезныеограничения — его амплитуда может принимать только два предельных значения — 0и 1.
<span Times New Roman",«serif»"> Вся зона возможных амплитуд в этомслучае делится на три зоны: нижняя представляет нулевые значения, верхняя — единичные, а промежуточная является запрещенной — внутрь нее могут попадатьтолько помехи. Таким образом, любая помеха, амплитуда которой меньше половиныамплитуды несущего сигнала, не оказывает влияния на правильность передачизначений 0 и 1. Помехи с большей амплитудой также не оказывают влияния, еслидлительность импульса помехи ощутимо меньше длительности информационногоимпульса, а на входе приемника установлен фильтр импульсных помех.
<span Times New Roman",«serif»"> Сформированный таким образом цифровойсигнал может переносить любую полезную информацию, которая закодирована в видепоследовательности битов — нулей и единиц; частным случаем такой информацииявляются электрические и звуковые сигналы. Здесь количество информации внесущем цифровом сигнале значительно больше, нежели в кодированном исходном,так что несущий сигнал имеет определенную избыточность относительно исходного,и любые искажения формы кривой несущего сигнала, при которых еще сохраняетсяспособность приемника правильно различать нули и единицы, не влияют надостоверность передаваемой этим сигналом информации. Однако в случаевоздействия значительных помех форма сигнала может искажаться настолько, чтоточная передача переносимой информации становится невозможной — в ней появляютсяошибки, которые при простом способе кодирования приемник не сможет не толькоисправить, но и обнаружить. Для еще большего повышения стойкости цифровогосигнала к помехам и искажениям применяется цифровое избыточное кодирование двухтипов: проверочные (EDC — Error Detection Code, обнаруживающий ошибку код) икорректирующие (ECC — Error Correction Code, исправляющий ошибку код) коды.Цифровое кодирование состоит в простом добавлении к исходной информациидополнительных битов и/или преобразовании исходной битовой цепочки в цепочкубольшей длины и другой структуры. EDC позволяет просто обнаружить факт ошибки — искажение или выпадение полезной либо появление ложной цифры, однакопереносимая информация в этом случае также искажается; ECC позволяет сразу жеисправлять обнаруженные ошибки, сохраняя переносимую информацию неизменной. Дляудобства и надежности передаваемую информацию разбивают на блоки (кадры),каждый из которых снабжается собственным набором этих кодов.
<span Times New Roman",«serif»"> Каждый вид EDC/ECC имеет свой пределспособности обнаруживать и исправлять ошибки, за которым опять начинаютсянеобнаруженные ошибки и искажения переносимой информации. Увеличение объемаEDC/ECC относительно объема исходной информации в общем случае повышаетобнаруживающую и корректирующую способность этих кодов.
<span Times New Roman",«serif»"> В качестве EDC популярен циклическийизбыточный код CRC (Cyclic Redundancy Check), суть которого состоит в сложномперемешивании исходной информации в блоке и формированию коротких двоичныхслов, разряды которых находятся в сильной перекрестной зависимости от каждогобита блока. Изменение даже одного бита в блоке вызывает значительное изменениевычисленного по нему CRC, и вероятность такого искажения битов, при котором CRCне изменится, исчезающе мала даже при коротких (единицы процентов от длиныблока) словах CRC. В качестве ECC используются коды Хэмминга (Hamming) иРида-Соломона (Reed-Solomon), которые также включают в себя и функции EDC.
<span Times New Roman",«serif»"> Информационная избыточность несущегоцифрового сигнала приводит к значительному (на порядок и более) расширениюполосы частот, требуемой для его успешной передачи, по сравнению с передачейисходного сигнала в аналоговой форме. Кроме собственно информационнойизбыточности, к расширению полосы приводит необходимость сохранения достаточнокрутых фронтов цифровых импульсов.
<span Times New Roman",«serif»"> Кроме целей помехозащиты, информацияв цифровом сигнале может быть подвергнута также линейному или канальномукодированию, задача которого — оптимизировать электрические параметры сигнала(полосу частот, постоянную составляющую, минимальное и максимальное количествонулевых/единичных импульсов в серии и т.п.) под характеристики реального каналапередачи или записи сигнала.
<span Times New Roman",«serif»"> Полученный несущий сигнал, в своюочередь, также является обычным электрическим сигналом, и к нему применимылюбые операции с такими сигналами — передача по кабелю, усиление, фильтрование,модуляция, запись на магнитный, оптический или другой носитель и т.п.Единственным ограничением является сохранение информационного содержимого — так,чтобы при последующем анализе можно было однозначно выделить и декодироватьпереносимую информацию, а из нее — исходный сигнал.
3. Способы представления звука в цифровом виде.<span Times New Roman",«serif»">Исходная форма звукового сигнала- непрерывное изменение амплитуды во времени- представляется в цифровой форме с помощью «перекрестной дискретизации» — по времени и по уровню.
<span Times New Roman",«serif»"> Согласно теореме Котельникова, любойнепрерывный процесс с ограниченным спектром может быть полностью описандискретной последовательностью его мгновенных значений, следующих с частотой,как минимум вдвое превышающей частоту наивысшей гармоники процесса; частота Fdвыборки мгновенных значений (отсчетов) называется частотой дискретизации.
<span Times New Roman",«serif»"> Из теоремы следует, что сигнал счастотой Fa может быть успешно дискретизирован по времени на частоте 2Fa тольков том случае, если он является чистой синусоидой, ибо любое отклонение отсинусоидальной формы приводит к выходу спектра за пределы частоты Fa. Такимобразом, для временной дискретизации произвольного звукового сигнала (обычноимеющего, как известно, плавно спадающий спектр), необходим либо выбор частотыдискретизации с запасом, либо принудительное ограничение спектра входногосигнала ниже половины частоты дискретизации.
<span Times New Roman",«serif»"> Одновременно с временнойдискретизацией выполняется амплитудная — измерение мгновенных значенийамплитуды и их представление в виде числовых величин с определенной точностью.Точность измерения (двоичная разрядность N получаемого дискретного значения)определяет соотношение сигнал/шум и динамический диапазон сигнала (теоретическиэто — взаимно-обратные величины, однако любой реальный тракт имеет также исобственный уровень шумов и помех).
<span Times New Roman",«serif»"> Полученный поток чисел (серийдвоичных цифр), описывающий звуковой сигнал, называют импульсно-кодовоймодуляцией или ИКМ (Pulse Code Modulation, PCM), так как каждый импульсдискретизованного по времени сигнала представляется собственным цифровым кодом.
<span Times New Roman",«serif»"> Чаще всего применяют линейноеквантование, когда числовое значение отсчета пропорционально амплитуде сигнала.Из-за логарифмической природы слуха более целесообразным было былогарифмическое квантование, когда числовое значение пропорционально величинесигнала в децибелах, однако это сопряжено с трудностями чисто техническогохарактера.
<span Times New Roman",«serif»"> Временная дискретизация иамплитудное квантование сигнала неизбежно вносят в сигнал шумовые искажения,уровень которых принято оценивать по формуле 6N + 10lg (Fдискр/2Fмакс) + C(дБ), где константа C варьируется для разных типов сигналов: для чистойсинусоиды это 1.7 дБ, для звуковых сигналов — от -15 до 2 дБ. Отсюда видно, чток снижению шумов в рабочей полосе частот 0..Fмакс приводит не только увеличениеразрядности отсчета, но и повышение частоты дискретизации относительно 2Fмакс,поскольку шумы квантования «размазываются» по всей полосе вплоть дочастоты дискретизации, а звуковая информация занимает только нижнюю часть этойполосы.
<span Times New Roman",«serif»"> В большинстве современных цифровыхзвуковых систем используются стандартные частоты дискретизации 44.1 и 48 кГц,однако частотный диапазон сигнала обычно ограничивается возле 20 кГц дляоставления запаса по отношению к теоретическому пределу. Также наиболеераспространено 16-разрядное квантование по уровню, что дает предельное соотношениесигнал/шум около 98 дБ. В студийной аппаратуре используются более высокиеразрешения — 18-, 20- и 24-разрядное квантование при частотах дискретизации 56,96 и 192 кГц. Это делается для того, чтобы сохранить высшие гармоники звуковогосигнала, которые непосредственно не воспринимаются слухом, но влияют наформирование общей звуковой картины.
<span Times New Roman",«serif»"> Для оцифровки более узкополосных именее качественных сигналов частота и разрядность дискретизации могутснижаться; например, в телефонных линиях применяется 7- или 8-разряднаяоцифровка с частотами 8..12 кГц.
<span Times New Roman",«serif»"> Представление аналогового сигнала вцифровом виде называется также импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ, PCM — PulseCode Modulation), так как сигнал представляется в виде серии импульсовпостоянной частоты (временнАя дискретизация), амплитуда которых передаетсяцифровым кодом (амплитудная дискретизация). PCM-поток может быть какпараллельным, когда все биты каждого отсчета передаются одновременно понескольким линиям с частотой дискретизации, так и последовательным, когда битыпередаются друг за другом с более высокой частотой по одной линии.
Сам цифровой звук и относящиеся кнему вещи принято обозначать общим термином Digital Audio; аналоговая ицифровая части звуковой системы обозначаются терминами Analog Domain и DigitalDomain.
4.<span Times New Roman""> MPEG
Layer3.<span Times New Roman",«serif»"> Для эффективного кодирования аудиоданных применяются наиболее прогрессивныеметоды, в основе которых лежит свойство их универсальности и независимости откачества исходного звукового фрагмента, равно как и результирующего, взависимости от установок, применяемых в ходе сжатия.В настоящее время наиболееизвестны mp3, wma и divx audio. Все они используют так называемое кодированиедля восприятия (perceptual coding), при котором из звукового сигнала удаляетсяинформация, малозаметная для слуха. В результате, несмотря на изменение формы,и спектра сигнала, его слуховое восприятие практически не меняется, а степеньсжатия оправдывает незначительное уменьшение качества. Такое кодирование относитсяк методам сжатия с потерями, когда из сжатого сигнала уже невозможно точно восстановитьисходную волновую форму.
<span Times New Roman",«serif»"> Приемы удаления части информации базируются наособенностях человеческого слуха, называемой маскированием: при наличии вспектре звука выраженных пиков (преобладающих гармоник) более слабые частотныесоставляющие в непосредственной близости от них на слух практически невоспринимаются (маскируются). При кодировании весь звуковой поток разбиваетсяна мелкие кадры, каждый из которых преобразуется в спектральное представление иделится на ряд частотных полос.
<span Times New Roman",«serif»"> Внутри полос происходит определениеи удаление маскируемых звуков, после чего каждый кадр подвергается адаптивномукодированию прямо в спектральной форме. Все эти операции позволяют значительно(в несколько раз) уменьшить объем данных при сохранении качества, приемлемогодля большинства слушателей. Каждый из описанных методов кодированияхарактеризуется скоростью битового потока, с которой сжатая информация должнапоступать в декодер при восстановлении звукового сигнала. Декодер преобразуетсерию сжатых мгновенных спектров сигнала в обычную цифровую волновую форму. Влюбом видео или аудио потоке содержится значительное количество избыточнойинформации, которая независимо от ее присутствия или отсутствия не может бытьвоспринята человеческим ухом или глазом. Информация в MPEG-файле записанапоследовательными блоками — кадрами (frames), которые последовательносчитываются, а затем декодируются. Естественно, что чем больше поток, тембольшее количество информации остается в файле и соответственно тем большеепредставление об оригинальном звуке в нем содержится. Аудиоинформация, сжатая поданной схеме, может передаваться потоком (streaming), а может храниться вфайлах формата MP3 или WAV-MP3. Отличие второго от первого состоит в наличиидополнительного заголовка WAV-файла, что позволяет при наличии MP3-кодека всистеме для работы с таким файлом использовать стандартные средства Windows.
<span Times New Roman",«serif»"> Основная идея, на которой основаны всеметодики сжатия аудио сигнала с потерями, — отказ от кодирования тонких деталейзвучания оригинала, лежащих вне пределов возможностей человеческогослуха. Звуки, находящиеся на границах резких перепадов уровня: послеочень громкого звука на протяжении небольшого отрезка времени около 100 мс иперед ним на протяжении 5 мс, человеческое ухо неспособно воспринимать другие,более тихие звуки.
<span Times New Roman",«serif»"> Говоря об этом, обычно имеют в видувозможности сознательного восприятия, игнорируя часто встречающийся эффект подпорогового восприятия различных мелких, сравнительно тихих деталей; с ихпомощью, например, нередко обеспечивается эмоциональная окраска композиции. Ноесли при кодировании все же ограничиваться только действительно невоспринимаемыми потерями, то можно говорить о сохранении исходного качествазакодированного аудио.
<span Times New Roman",«serif»"> Как известно, наиболее важную роль впередаче звукового сигнала играют вершины огибающей, в то время как переходамивблизи нулевой отметки можно пожертвовать. После такой обработки звуковаявыборка без труда сжимается с помощью обычных алгоритмов кодирования LZ илиHuffman. Но полученная ширина потока не yдовлетвоpила разработчиков. Радидальнейшего уменьшения объема потока была разработана подробнаяпсихоакустическая модель возможностей человеческого слуха, и из потока сталаисключаться информация о деталях звука, полностью или частично маскируемыхболее сильным сигналом. В данную категорию из-за низкого уровня автоматическипопадает большая часть сознательно не воспринимаемого сигнала (в принципе, навысших потоках происходил аналогичный процесс, но в несравнимо меньшей степени,с сохранением практически всех существенных деталей). Кроме того, для сниженияуровня потерь на низких потоках применяются особые виды техники, главный изкоторых – режим кодирования объединенного стерео (joint stereo). Потери прикодировании в режиме joint stereo на низких потоках (и только на них) оказываютсянамного ниже, чем при кодировании в режиме нормального стерео, еслистереоэффект особого значения не имеет; но, к сожалению, оно же приводит кплачевным результатам в часто встречающихся случаях записей с фазовым сдвигом,созданным при записи намеренно или появившимся в процессе эксплуатации записи.
<span Times New Roman",«serif»"> Суть кодирования в соответствии стехникой joint stereo состоит в пpеобpазовании всего стереосигнала в среднийсигнал между каналами и разность между ними. Но это только один вариант jointstereo, называемый MS Stereo. На особо низких потоках, таких как 96 Кбит/с,применяется техника MS/IS Stereo, в которой для некоторых частотных диапазоноввместо разницы между каналами хранится лишь информация о соотношении мощностейсигнала в разных каналах. Продукция FhG IIS так кодирует только высокиечастоты, но некоторые кодеры позволяют выбрать нужный диапазон вручную. К сожалению,выбор заключается в указании нужного значения одной из маловразумительныхвнутренних переменных формата, не разъясняемой в документации.
<span Times New Roman",«serif»"> Окончательной версии вышеупоминаемой психоакустической модели пока не существует, как нет иопределенного стандартного алгоритма кодирования. В связи с этим в общем случаеобъем и степень ощутимости потерь определяются, с одной стороны, потоком, а сдругой — особенностями конкретной разновидности психоакустической модели,использованной в каждом конкретном кодере. Последний момент имеет особенно большоезначение на низких потоках. Существует набор эффектов, которые на таких потокахкрайне плохо поддаются кодированию.
<span Times New Roman",«serif»"> И еще одна особенностьчеловеческого слуха была учтена при разработке алгоритма компрессии —использование минимального порога слышимости. Наибольшей чувствительностью (2-4дБ) органы слуха обладают в среднем диапазоне частот порядка 2-5 кГц. На другихчастотах порогом чувствительности может стать значение громкости звука в 40 дБ.Иными словами, звуки, лежащие за порогом чувствительности, нет смысласохранять, поскольку они все равно не будут услышаны.
<span Times New Roman",«serif»"> На основании подобных эффектовсоздается так называемая психоакустическая модель, разбивающая весь частотныйспектр на части, в которых уровень звука примерно одинаков, после чего удаляетзвуки, не воспринимаемые человеком, как это было описано выше.
<span Times New Roman",«serif»">Существует три уровня audioMPEG для сжатия стереофонических сигналов:
·<span Times New Roman"">
коэффициентсжатия 1:4 при допустимом потоке данных 384 Кбит/с;·<span Times New Roman"">
1:6..1:8при 256..192 Кбит/с;·<span Times New Roman"">
1:10..1:12при 128..112 Кбит/с.<span Times New Roman",«serif»"> Теперь попробуем понять, каковаразница между уровнями (Layers). Например, в Layer 3 части разбитого спектранамного меньше, чем в первых двух, и по этой причине сжатие этим методомявляется наиболее продуктивным, а коэффициент его достигает 1:12 беззаметной на слух потери качества. Поэтому столь широкое распространенное получилорасширение файлов MP3 (MPEG Layer 3).
<span Times New Roman",«serif»"> Для получения звука с качеством CDнеобходимо компрессировать аудиофайлы с потоком 256 Кбит/с, но для большинстваслушателей и большинства применений вполне достаточно 128 Кбит/с (по 64 Кбит/сна канал). Однако среди великого множества кодеров MP3-файлов следует отметитьнемногие, позволяющие сжимать звуковой ряд с переменным потоком (variablebitrate), обеспечивая, таким образом, максимальное качество и экономя дисковоепространство. Основой таких кодеков является использование в каждый моментвремени определенного значения потока и, как следствие, изменяющейся во времениприроды звукового сигнала (частоты и амплитуды звуковых колебаний). Для сжатияречи с отличным качеством вполне достаточно 24 или 32 Кбит/с.
<span Times New Roman",«serif»"> Построение той самойпсихоакустической модели — сложный математический процесс, изобилующийвычислениями с плавающей запятой. Как следствие, подобный процесс, равно как ипроцесс сжатия, методом Хаффмана, требует солидной вычислительной мощности ипри декодировании файлов формата MPEG, и особенно — при кодировании.Первоначально для этой цели использовались специализированные устройства, выполнявшиевсе математические преобразования на аппаратном уровне, и лишь в последниегоды, после появления достаточно мощных процессоров, способных справляться сподобными вычислениями без особого ущерба для остальных приложений, этостало возможным и с помощью специальных программ.
5. Видеоинформация.
5.1. В начале был аналог.Самым ранним методом передачивидеосигналов является аналоговый метод. Одним из первых видеоформатов наоснове этого принципа стал композитный видеосигнал. Композитное аналоговоевидео комбинирует все видеокомпоненты (яркость, цвет, синхронизацию и т. п.) водин сигнал. Из-за объединения этих элементов в одном сигнале качествокомпозитного видео далеко от совершенства. В результате мы имеем неточнуюпередачу цвета, недостаточно «чистую» картинку и другие факторыпотери качества.
Композитное видео быстро уступилодорогу компонентному видео, в котором различные видеокомпоненты представленыкак независимые сигналы. Дальнейшие усовершенствования этого формата привели кпоявлению различные его вариаций: S-Video, RGB, Y, Pb, Pr и др.
Тем не менее, всевышеперечисленные форматы остаются аналоговыми по своей сути, и, следовательно,обладают одним существенным недостатком: при копировании дубль всегда уступаетпо качеству оригиналу. Потеря качества при копировании видеоматериалааналогична фотокопированию, когда копия никогда не бывает такой же четкой ияркой, как оригинал.
5.2. Цифровое видео.Недостатки,присущие аналоговому способу воспроизведения видео, в конце концов привели кразработке цифрового видеоформата. На смену аналоговому видео пришло цифровое.В области профессионального видео применяется несколько цифровых видеоформатов:D1, D2, Digital BetaCam и др. В отличие от аналогового видео, качество которогопадает при копировании, каждая копия цифрового видео идентична оригиналу.
Хотя современныйвидеоряд базируется на цифровой основе, практически все цифровые видеоформатыдо сих пор в качестве носителя исходного сигнала используют пленку споследовательным доступом. Поэтому большинству профессионалов в области видеовсе еще привычней работать с пленкой, чем с компьютером.
Конечно, пленка вкачестве источника данных все еще остается более предпочтительной, чем жесткийдиск компьютера, поскольку вмещает значительно больший объем данных. Но затодля цифрового видеомонтажа использование компьютеров дает ряд существенныхпреимуществ: не только обеспечивает прямой доступ к любому видеофрагменту (чтоневозможно при работе с пленкой, поскольку к необходимым участкам можнодобраться лишь последовательно просматривая видеоматериал), но и предполагаетширокие возможности обработки изображения (редактирование, сжатие).
Это достаточновеские причины для перехода видеопроизводства с традиционного оборудования накомпьютерное.
Компьютерноецифровое видео представляет собой последовательность цифровых изображений исвязанный с ними звук. Элементы видео хранятся в цифровом формате.
Существует множество способовзахвата, хранения и воспроизведения видео на компьютере. С появлениемкомпьютерного цифрового видео стихийно стали возникать самые разнообразныеформаты представления видеоданных, что поначалу привело к некоторой путанице ивызвало проблемы совместимости. Однако в последние годы благодаря усилиямМеждународной организации по стандартизации (ISO — International StandardsOrganisation)<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">[1]
выработаны единыестандарты на форматы видеоданных, которые мы позже рассмотрим. 5.3. Основные характеристики цифрового видео.Цифровое видео характеризуется четырьмяосновными факторами: частота кадра (Frame Rate), экранное разрешение (SpatialResolution), глубина цвета (Color Resolution) и качество изображения (ImageQuality).
Частотакадра (Frame Rate). Стандартная скорость воспроизведения видеосигнала — 30кадров/с (для кино этот показатель составляет 24 кадра/с). Каждый кадр состоитиз определенного количества строк, которые прорисовываются не последовательно,а через одну, в результате чего получается два полукадра, или так называемых«поля». Поэтому каждая секунда аналогового видеосигнала состоит из 60полей (полукадров). Такой процесс называется interlaced видео.
Между тем монитор компьютера дляпрорисовки экрана использует метод «прогрессивного сканирования»(progressive scan), при котором строки кадра формируются последовательно,сверху вниз, а полный кадр прорисовывается 30 раз каждую секунду. Разумеется,подобный метод получил название non-interlaced видео. В этом заключается основноеотличие между компьютерным и телевизионным методом формирования видеосигнала.
Глубинацвета (Color Resolution). Этот показатель является комплексным и определяетколичество цветов, одновременно отображаемых на экране. Компьютеры обрабатываютцвет в RGB-формате (красный-зеленый-синий), в то время как видео использует идругие методы. Одна из наиболее распространенных моделей цветности длявидеоформатов — YUV. Каждая из моделей RGB и YUV может быть представленаразными уровнями глубины цвета (максимального количества цветов).
Для цветовой модели RGB обычнохарактерны следующие режимы глубины цвета: 8 бит/пиксель (256 цветов), 16бит/пиксель (65,535 цветов) и 24 бит/пиксель (16,7 млн. цветов). Для модели YUVприменяются режимы: 7 бит/пиксель (4:1:1 или 4:2:2, примерно 2 млн. цветов), и8 бит/пиксель (4:4:4, примерно 16 млн. цветов).
Экранноеразрешение (Spatial Resolution). Еще одна характеристика — экранноеразрешение, или, другими словами, количество точек, из которых состоитизображение на экране. Так как мониторы PC и Macintosh обычно рассчитаны набазовое разрешение в 640 на 480 точек (пикселей), многие считают, что такойформат является стандартным. К сожалению, это не так. Прямой связи междуразрешением аналогового видео и компьютерного дисплея нет.
Стандартный аналоговый видеосигналдает полноэкранное изображение без ограничений размера, так часто присущихкомпьютерному видео. Телевизионный стандарт NTSC (National Television StandardsCommitte), разработан Национальным комитетом по телевизионным стандартам США.Используемый в Северной Америке и Японии, он предусматривает разрешение 768 на484. Стандарт PAL (Phase Alternative), распространенный в Европе, имеетнесколько большее разрешение — 768 на 576 точек.
Поскольку разрешение аналогового и компьютерного видео различается, припреобразовании аналогового видео в цифровой формат приходится иногдамасштабировать и уменьшать изображение, что приводит к некоторой потерекачества.
Качествоизображения (Image Quality). Последняя, и наиболее важная характеристика — это качество видеоизображения. Требования к качеству зависят от конкретнойзадачи. Иногда достаточно, чтобы картинка была размером в четверть экрана спалитрой из 256-ти цветов (8 бит), при скорости воспроизведения 15 кадров/с. Вдругих случаях требуется полноэкранное видео (768 на 576) с палитрой в 16,7млн. цветов (24 бит) и полной кадровой разверткой (24 или 30 кадров/с).
6. Сжатиевидеоинформации.Следует исходитьиз разумной достаточности при определении необходимой степени сжатия. При этомнеобходимо учитывать, как четыре характеристики (частота кадра, экранноеразрешение, глубина цвета и качество изображения) влияют на объем и качествовидео. Вы
www.ronl.ru
Содержание
Введение……………………………………………………………...................................................3
Что такое аналог?.................................................................................................................................4
Цифровое видео………………………………………………………………………...………...….5
Сжатие видеоданных ……………………………………..…….…………………..……………….7
Что такое кодеки?................................................................................................................................8
Методы сжатия видеоданных ………………………………………………………………………9
Что такое MPEG?...............................................................................................................................10
Носители цифрового видео………………………………………………………………………...12
Заключение………………………………………………………….................................................13
Список литературы …………………………………………..………..…………………………...14
Введение.
Вы, наверное, хорошо помните, как легко было жить в эпоху VHS (стандартные бытовые видеокассеты). Для того чтобы запустить фильм, достаточно было вставить кассету в видеомагнитофон, по удобнее устроиться перед телевизором и нажать кнопку «Play» на пульте управления. Все кассеты были одинаковыми, а наличие единого для всех бытовых видеомагнитофонов стандарта позволяло вам не иметь никакого представления о технической стороне вопроса: все необходимые знания ограничивались информацией о том, какой стороной вставить кассету в проигрыватель. Конечно, случались и проблемы — вспомнить хотя бы «зажёванную» плёнку, но технические сбои всегда возможны…
Те времена давно позади. Приход цифрового видео не только облегчил обмен клипами, роликами и фильмами (как своими, так и чужими; причём последнее зачастую незаконно) и создал новые возможности для их редактирования, но и породил множество проблем для пользователей, желающих просто посмотреть хороший фильм после тяжёлого рабочего дня. Открывая видеофайл загружённый из Интернета или переписанных с компьютера друга, вы никогда точно не знаете, что вас ожидает. Фильм может не проигрываться вовсе или проигрываться совсем не так, как вам хочется: изображение вполне может оказаться перевёрнутым или растянутым либо слишком тёмным.
Вы скажете, что с DVDдела обстоят не в пример лучше. Отчасти вы правы, но и тут есть свои недостатки: чего, стоит, например, защита, «привязывающая» ваш привод к дискам, произведённым для фиксированного региона. А что вы скажите о шифровании, не позволяющем сделать полагающую вам по закону резервную копию купленного за немалые деньги видеофильма или вырезать из записи «умопомрачительно остроумную» рекламу, которую отдельные производители не стесняются записывать на диск.
Давайте посмотрим, что такое цифровое видео, что оно из себя представляет и как оно работает, а также актуальные программы для работы с компьютерным видео.
Что такое аналог .
Самым ранним методом передачи видеосигналов является аналоговый метод. Одним из первых видеоформатов на основе этого принципа стал композитный видеосигнал. Композитное аналоговое видео комбинирует все видеокомпоненты (яркость, цвет, синхронизацию и т. п.) в один сигнал. Из-за объединения этих элементов в одном сигнале качество композитного видео далеко от совершенства. В результате мы имеем неточную передачу цвета, недостаточно «чистую» картинку и другие факторы потери качества.
Композитное видео быстро уступило дорогу компонентному видео, в котором различные видеокомпоненты представлены как независимые сигналы. Дальнейшие усовершенствования этого формата привели к появлению различные его вариаций: S-Video, RGB, Y, Pb, Pr и др.
Тем не менее, все вышеперечисленные форматы остаются аналоговыми по своей сути, и, следовательно, обладают одним существенным недостатком: при копировании дубль всегда уступает по качеству оригиналу. Потеря качества при копировании видеоматериала аналогична фотокопированию, когда копия никогда не бывает такой же четкой и яркой, как оригинал.
Если вы присмотритесь к изображению на экране телевизора или монитора, то заметите, что оно состоит из небольших точек – пикселов, каждый из которых может иметь собственный цвет и собственную яркость. Все они в совокупности образуют картинку, а смена это картинки – двадцать пять раз в секунду – создаёт иллюзию движения. Задача видеозаписи – и аналоговой, и цифровой – состоит в том, чтобы сперва зафиксировать, а затем воспроизвести цвет и яркость всех пикселов в каждом кадре. И VHS- магнитофон, и DVD – проигрыватель решают именно эту задачу. Но делают это совершенно по – разному.
В случае с аналоговым видео (а именно оно бывает записано на VHS-кассетах) все, что мы видим на экране или слышим через динамики, определяется степенью намагниченности плёнки в определённом месте ленты. Хотя механизм записи довольно сложен, в основе его лежит простой принцип, использовавшийся еще в фонографе: магнитная запись фиксирует «образ» сигнала, легко восстановимый с помощью относительно несложной техники. Но с течением времени плёнка размагничивается и звук становится тише, а изображение – едва различимым.
Цифровое видео
Недостатки, присущие аналоговому способу воспроизведения видео, в конце концов, привели к разработке цифрового видеоформата. На смену аналоговому видео пришло цифровое. В отличие от аналогового видео, качество которого падает при копировании, каждая копия цифрового видео идентична оригиналу.
Хотя современный видеоряд базируется на цифровой основе, практически все цифровые видеоформаты до сих пор в качестве носителя исходного сигнала используют пленку с последовательным доступом. Поэтому большинству профессионалов в области видео все еще привычней работать с пленкой, чем с компьютером.
Конечно, пленка в качестве источника данных все еще остается более предпочтительной, чем жесткий диск компьютера, поскольку вмещает значительно больший объем данных. Но зато для цифрового видеомонтажа использование компьютеров дает ряд существенных преимуществ: не только обеспечивает прямой доступ к любому видеофрагменту (что невозможно при работе с пленкой, поскольку к необходимым участкам можно добраться лишь последовательно просматривая видеоматериал), но и предполагает широкие возможности обработки изображения (редактирование, сжатие).
Это достаточно веские причины для перехода видеопроизводства с традиционного оборудования на компьютерное.
Компьютерное цифровое видео представляет собой последовательность цифровых изображений и связанный с ними звук. Элементы видео хранятся в цифровом формате.
Существует множество способов захвата, хранения и воспроизведения видео на компьютере. С появлением компьютерного цифрового видео стихийно стали возникать самые разнообразные форматы представления видеоданных, что поначалу привело к некоторой путанице и вызвало проблемы совместимости. Однако в последние годы благодаря усилиям Международной организации по стандартизации (ISO — International Standards Organisation) выработаны единые стандарты на форматы видеоданных.
Цифровое видео хранится в файлах, имеющих достаточно сложную структуру. Точно так же, как киноплёнка или VHS-кассета, видеофайл должен содержать и «картинку», и звук. Проблема здесь состоит в том, что записывать данные можно по–разному – а значит, возможны разные виды или форматы файлов, несовместимые между собой и обладающие разными свойствами. Например, файлы, записываемые на видео DVD, содержат меню, несколько аудиодорожек и субтитры, а в видеофайл формата MOV можно записать несколько видеодорожек и информацию о прозрачности.
Если в файл будут записываться все данные для каждого пиксела стандартного телевизионного экрана, одна секунда фильма потребует примерно 20Мб дискового пространства. Часовая запись займёт в этом случае «всего-навсего» 70 Гб – согласитесь, что даже при современных ценах на жёсткие диски это слишком много. Для уменьшения объёма результирующих файлов в цифровом видео используется сжатие данных.
Сжатие видеоданных.
Следует исходить из разумной достаточности при определении необходимой степени сжатия. Чем больше глубина цвета, выше разрешение и лучше качество, тем большая производительность компьютера вам потребуется, не говоря уж о громадных объемах дискового пространства, необходимого под цифровое видео. Учитывая эти характеристики, можно выбрать оптимальный коэффициент сжатия. Надо отметить, что в профессиональном видео действует простое правило — чем ниже коэффициент сжатия, тем лучше.
Если вам приходилось, когда ни будь иметь дело с киноплёнкой, вы знаете, что соседние кадры отличаются друг от друга весьма незначительно, а основная часть картинки остаётся неизменной. Это значит, что записывать на диск кадры целиком не обязательно: для коррективной передачи движения вполне достаточно описать лишь изменения, произошедшие в кадре. Именно так и работает сжатие видео: целиком записываются только некоторые «ключевые» кадры, а остальные получаются из них с помощью преобразования отдельных фрагментов: сдвига, вращения, изменения интенсивности… В результате размер видеофайла можно уменьшить в десятки и сотни раз, сделав его вполне пригодным для записи на стандартный CD или трансляции по Интернету. Сжимается и звук, но, в этом случае принцип иной: сохраняется только информация, хорошо воспринимаемая человеческим слухом. Вариантов сжатия существует множество, и форматы файлов в большинстве случаев не имеют к ним никакого отношения. Как именно «упаковано» именно это видео или конкретно этот звук – формат файла не имеет к нему непосредственного отношения.
За восстановление полученных из видеофайла данных отвечают программы, называемые кодеками.
Что такое кодеки?
Кодеки – это небольшие утилиты, которые выполняют функции «посредников» между файлами и программами для работы со звуком или видео (плеерами, редакторами и другими приложениями). При открытии файла плеер определяет, какой кодек использовался для его сжатия, и передаёт ему сжатые данные для расшифровки, а затем получает обратно. При записи файла кодек отвечает за сжатие: в этом случае он получает «сырые» данные, сжимает их и передаёт в программу-редактор.
Техническая реализация кодеков может быть разной. Некоторые из них интегрируются в операционной системе, а некоторые оформляют в виде модулей, подключаемых к отдельным программам.
Как мы уже отметили, форматов кодирования множество. Если вы запустите любую программу для работы с кодеками (например, GSpot), то убедитесь, что только на вашем компьютере их установлено не меньше двух сотен. И все они (или, по крайней мере, большая их часть) совершенно необходимы для того, чтобы вы могли без проблем смотреть фильм и слушать музыку.
А теперь представьте, что этих кодеков не существует и каждый проигрыватель должен выполнять их работу «своими силами» и собственным неповторимым способом. В этом случае программные плееры получились бы слишком «тяжелыми». К тому же неизбежны были бы серьёзные проблемы с совместимостью – ведь каждая компания – разработчик захотела бы создать свой собственный кодек, чуть – чуть отличающийся от используемого в плеерах конкурентов. Не исключено, что вам пришлось бы держать отдельный проигрыватель для фильмов, сжатых кодеков DivX, отдельный – для роликов, «упакованных» с помощью Xvid, и еще полтора десятка – для каждого из менее распространенных форматов.
Если бы в каком – то из плееров обнаружилась ошибка при воспроизведении того или иного формата, вам пришлось бы менять его на другой или дожидаться обновления; а ведь большие программы обновляют далеко не так быстро. Как нам бы этого хотелось. С кодеками же все просто: для того чтобы поправить проблему с воспроизведением, в большинстве случаев достаточно обновить один небольшой файл.
Методы сжатия видеоданных.
Как выбрать метод сжатия? Методы сжатия данных используют математические алгоритмы для устранения, группировки или усреднения схожих данных, присутствующих в видеосигнале. Выбор конкретного алгоритма зависит от вашей конечной цели. Существует большое разнообразие алгоритмов сжатия, но только Motion JPEG (Joint Photographic Experts Group), MPEG-1 и MPEG-2 признаны международными стандартами для сжатия видео.
Практически все рассматриваемые ниже видеоплаты построены на основе одного из двух методов компрессии: Motion-JPEG или MPEG. Нелегко судить о преимуществе одного формата над другим, тем более что области применения этих форматов несколько различаются, так как технология MPEG кодирования и монтажа до последнего времени была более дорогостоящей и сложной. Большую роль сыграло и анонсирование спецификаций формата MPEG-2, который ляжет в основу новых видеотехнологий не только на компьютерах, но и применительно к телевидению и кино. Судя по всему, этот формат в совокупности с новыми CD-дисками высокой плотности (DVD) основательно изменит привычный видеорынок. Без сжатия очень трудно обеспечить непрерывную передачу видео со скоростью 21 Мбайт/с (требования CCIR 601 — признанного в мире стандарта цифрового телевидения), а объемы и стоимость хранения несжатых видеоданных на дисках фактически делает невозможным применение персонального компьютера для чернового монтажа. Качество сжатия варьирует в довольно широких пределах; обычными для современных видеосистем являются коэффициенты сжатия от 1:4 до 1:100. Для цифрового оборудования, которое используется при нелинейном монтаже видео с вещательным (1:4 и менее) качеством влияние сжатия может быть особенно заметным. На сегодняшний день наибольшее распространение получили два стандарта сжатия: Motion-JPEG и MPEG, но какие бы совершенные алгоритмы при этом ни применялись, неизменным остается одно: чем выше коэффициент сжатия — тем хуже качество. Методы сжатия сводятся к анализу изображения, на основании которого делаются предположения обо всем изображении в целом, что изначально допускает возможность погрешности. Применение подобных интегральных оценок к разным картинкам при сжатии дает разные результаты. И даже если сжатие позволяет достичь прекрасных результатов на картинке с плавными переходами и небольшими шумами, то обработка резкого и зашумленного изображения может привести к худшим результатам.
Что такое MPEG?
MPEGрасшифровывается как MotionPictureExpertGroup(Экспертная группа по кинематографии). Это группа специалистов, занимающихся проблемами кодирования видео и разработкой соответствующих стандартов, определяющих способы кодирования, применяемые в различных областях. Именно об этих стандартах мы говорим, когда употребляем термины MPEG-1(качественные параметры видеоданных, обработанных MPEG-1, во много аналогичны обычному VHS-видео, поэтому этот формат применяется в первую очередь там, где неудобно или непрактично использовать стандартные аналоговые видеоносители), MPEG-2(спецификация MPEG-2 подразумевает использование высоких разрешений для достижения максимального качества изображения, поэтому этот формат применяется в первую очередь профессионалами) или MPEG-4. Интересно, что даже известный всем без исключения формат сжатия звуковых файлов МР3 – это тоже результат работы MPEG! Его полное название — MPEG-1 AudioLayerIII.
Технология MPEG использует поточное сжатие видео, при котором обрабатывается не каждый кадр по отдельности (как это происходит при сжатии видео с помощью алгоритмов Motion-JPEG), а анализируется динамика изменений видеофрагментов и устраняются избыточные данные. Поскольку в большинстве моментов фон изображения остается достаточно стабильным, а действие происходит только на переднем плане, алгоритм MPEG начинает сжатие с создания исходного кадра. Играя роль опорных при восстановлении остальных изображений, они размещаются последовательно через каждые 10-15 кадров. Только некоторые фрагменты изображений, которые находятся между ними, претерпевают изменения, и именно эта разница сохраняется при сжатии.
Исходные кадры имеют довольно низкий коэффициент сжатия и составляют основу MPEG-файла. Именно благодаря им возможен случайный доступ к какому-либо отрывку видео. Предсказуемые кадры кодируются относительно предыдущих кадров и обычно используется как сравнительный образец для дальнейшей последовательности Предсказуемых кадров. В этом случае достигается высокий коэффициент сжатия, но при этом для их привязки к видеопоследовательности необходимо использовать не только предыдущие, но и последующее изображение. Сами Двунаправленные кадры никогда не используются для сравнения.
Изображения объединяются в группы (GOP – groupofpictures), представляют собой минимальный набор повторяемых последовательных изображений.
Отдельные изображения состоят из структурных единиц — макроблоков, соответствующих участку изображения размером 16Х16 пикселов. Компьютер анализирует изображения и ищет идентичные или похожие макроблоки, сравнивая базовые и последующие кадры. В результате сохраняется только данные о различиях между кадрами, называемые вектором смещения (vectormovementcode). Макроблоки, которые не претерпевают изменений, игнорируются, так что количество данных для реального сжатия и хранения существенно снижаются. Для повышения устойчивости процесса восстановления изображения к возможным ошибкам передачи данных последовательные макроблоки объединяют в независимые друг от друга разделы (slices). В свою очередь, каждый макроблок состоит из шести блоков, четыре из которых несут информацию о яркости, а два определяют цветовые компоненты. Блоки являются базовыми структурным единицами, над которыми осуществляются основные операции кодирования, в том числе выполняется и дискретное преобразование (DCT – DiscreteCosineTransform).В результате при использовании MPEG-технологии можно достигнуть рабочего коэффициента более чем 200:1, хотя это приводит к некоторой потере качества.
Видеопоследовательности, сжатые в соответствии с форматами MPEG-1 и MPEG-2, различаются объемом информации и, как следствие, качеством. Хотя алгоритм MPEG-1 может работать с разрешением вплоть до стандарта CCIR-601 (720х470), обычно видео кодируется при значительно более низкой интенсивности потока данных, что приводит к худшему качеству воспроизводимого видео. Качество MPEG-1 обычно ассоциируется с качеством VHS только в формате (352х240). При воспроизведении такое изображение «растягивается» аппаратными или программными средствами до полного экрана, и хотя при этом теряется качество, зато остается возможность проигрывать полноэкранное видео даже с двухскоростным CD-ROM.
MPEG-2 поддерживает более высокие разрешения (в том числе и CCIR-601). При этом объем файлов MPEG-2 примерно в четыре раза больше относительно файлов MPEG-1, что позволяет записывать полноэкранные фильмы «вещательного» качества. Этот формат избран для использования в новом поколении видеодисков на основе технологии DVD, а в скором времени станет доминировать и на персональном компьютере. В отличие от MPEG-1 для MPEG-2 необязательно наличие GOP-групп, и даже при отсутствии GOP-заголовка можно получить прямой доступ к видеофрагменту. Другой ключевой особенностью MPEG-2 является присутствие в нем расширений, которые позволяют при записи разделить видеосигнал на два (ли более) независимо кодируемых потока данных, представляющих видео в различных разрешениях, т.е. с лучшим или худшим качеством изображения. Это делается с целью создания независимых потоков данных определенной интенсивности в рамках одного видеосигнала. Такая функция важна, если необходимо одновременно транслировать ТВЧ и стандартный телевизионный сигнал.
Носители цифрового видео.
Носителем цифрового видео может быть ваш винчестер или гибкий диск, но винчестер далеко не унесешь, а на дискету не поместится достаточное количество видео, да к тому же воспроизвести с дискеты видео вряд ли удастся. В мире для переноски и распространения видеопродукции используется ряд форматов компакт дисков.
Video-CD –это формат, который позволяет записывать MPEG-видео на CD-диск и воспроизводить его на любом оборудовании, поддерживающем формат.
Технология DVD (Digitalversatile/Videodisc) заняла достойное место в зале компьютерной славы. После года активной рекламы DVD-плеер вышел на рынок мультимедиа — и видеопродукции. DVD-плеер это устройство стоимостью 600-700 долларов, которое можно подключать к телевизору или персональному компьютеру для проигрывания дисков емкостью 4,7Гб с высоким качеством воспроизведения аудио- и видеоинформации. В связи с тем, что диск имеет большой объем, появился новый вид видеопродукции — интерактивное видео. Интерактивное видео — это фильм длиной около часа, причем главный герой фильма каждые пять-десять минут попадает в ситуации, в которых ему надо сделать выбор, что делать дальше. Выбор продолжения сюжета (одного из 3-4 предложенных) ложится на плечи зрителя.
Для записи на DVD или на любой другой носитель информации сжатого видео необходимо иметь систему, состоящую из мощного процессора, платы для аппаратного сжатия видео (можно пользоваться программными средствами, но качество и скорость их работы значительно хуже).
Заключение.
Стандарты цифрового видео модифицируются так быстро, что уже очень скоро (через какие ни будь 5-10 лет) мы будем смотреть высококачественное телевидение, основанное на одной из новых технологий сжатия видео. Получать огромное количество информации за единицу времени (за счёт большого коэффициента сжатия) из всемирной сети Internet .
Список литературы .
1. Новый справочник школьника. 5-11 класс. Универсальное пособие. Т .2. – СПб.: ИД «ВЕСЬ», 2003.-704 с., ил.
2. Multimedia Digest: HTTP://www.online.ru/sp/mpc/digest
3. Железо IBM 97 стр.121-123
4. Крупнейший европейский журнал о компьютерах CompaterBild(русское издание) №09/2007 год.
5. Мир ПК 3’97 стр.172-184
www.ronl.ru
