Аудио и видео реферат

Обновлено: 18.05.2024

Отображение информации с помощью аудио и видео средств ВТ.ppt

Отображение информации
с помощью аудио и видео средств ВТ

ГОУ ВПО «Академия народного хозяйства

Красноармейск 2009 г.

Традиционные средства отображе ния информации

кинопроекторы ,
диапроекторы ,
телевизоры ,
мониторы компьютеров .

Новые средства отображения инф ормации

мультимедийные проекторы ,
LCD-м ониторы,
плазменные панели ,
настенные экраны ,
интерактивные доски ,
планшеты ,
комплексы для образования и целые интегрированные системы управления .

Мультимедиа - проекторы

Мультимедиа - проектор предназна чен для воспроизведения на бол ьшом экране информации , получаемой от компьютера , видеомагнитофона , видеокамеры , проигрывателя DVD- дисков .

Общий принцип устройства LCD- проекторов напоминает кино - или слайд - проектор , только вместо пленки применяет ся прозрачная жидкокристалличе ская панель , на которой с помощью цифровой электронной схемы создается ка ртинка .

Свет от лампы проходит через п анель и объектив , и на экране воспроизводится из ображение , увеличенное во много раз .

В DLP- проекторах свет отражается от поверхности специального ч ипа ( микросхемы ) размером примерно 15 х 11 мм , на которой находится около 800000 микрозеркал , формирующих изображение и такж е через объектив попадает на э кран .

Для получения цветного изображ ения в LCD- проекторах используются тр и панели - для красного , зеленого и синего цветов разде льно .

В недорогих DLP- проекторах составляющие цв ета один за другим проецируютс я на экран с большой частотой ( одночиповая схема ).
Три микрозеркальных чипа для составляющих цветов применяются в высококачественных , профессиональных мультимедиа - проекторах .

В зависимости от конструкции , качества LCD- панелей , мощности и типа лампы мультиме диа - проекторы могут создавать различный световой поток и , соответственно , получать различную яркость изо бражения на экране .

Многие модели мультимедиа - прое кторов оснащаются встроенными громкоговорителями для воспрои зведения , например , звуковой дорожки видеофильма .

Жидкокристаллические LCD- мониторы ( ЖК )

Продолжительность записи на одну кассету — 60 минут SP или 90 минут LP. Mini DV имеет разрешение изображения до 540 линий по горизонтали (720×576 точек), поддерживается стереозвук качества CD (PCM stereo — 48 кГц/ 16 бит/2 канала или 32 кГц /12 бит/ 4 канала). Формат DV обеспечивает высочайшее качество фотои видеосъемок и позволяет сохранять все данные в цифровом виде на кассете, карте памяти или… Читать ещё >

Форматы цифрового аудио и видео ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

Введение
Цифровые форматы аудио и их особенности Цифровые форматы видео и их особенности
Заключение
Список литературы

Формат DV обеспечивает высочайшее качество фотои видеосъемок и позволяет сохранять все данные в цифровом виде на кассете, карте памяти или на жестком диске компьютера.

Mini DV (Mini Digital Video) — цифровой полупрофессиональный формат, созданный за счет упрощения и удешевления профессионального формата DV. Использует специальные кассеты Mini DV (ширина ленты — 6,35 мм, скорость — 18,831 мм/с), которые воспроизводятся либо с камеры, либо на специальном цифровом видеомагнитофоне.

Форматы сжатого цифрового видео

AVI (Audio Video Interleaved) — технология фирмы Microsoft, это самый распространенный и наименее сжатый из видеоформатов. Файлы, созданные с использованием этого метода, имеют расширение .avi. Видеои аудиоданные записываются в один файл на диске следующим образом: все информационные потоки разбиваются на множество равных частей (chunks) и затем записываются в один файл друг за другом по очереди. Сначала записывается заголовок, а затем 1-я часть видео и 1-я часть звука; затем 2-я часть видео и 2-я часть звука и т. д. Иначе говоря, используется технология чередования видеокадров и звука, которой, собственно, и определяется аббревиатура AVI (Audio Video Interleaved). В среднем одна секунда AVI-изображения занимает примерно 2 Мбайт на жестком диске.

Тип — медиаконтейнер Совместимые кодеки — DivX, Xvid, Indeo и другие (для видео) и MP3, WMA и другие (для аудио) Расширение файлов — .avi

синхронизация по времени;

компрессия и декомпрессия аудиои видеоданных;

преобразование форматов, масштабирование, смешивание и транскодирование;

аудиои видеоэффекты и переходы;

синхронизация чтения и записи;

импорт и экспорт данных [5, "https://referat.bookap.info"].

Программа и кодеки QuickTime служат для воспроизведения видео как собственного формата (QT и MOV), так и других наиболее распространенных медиаформатов цифрового видео, звука, текста, анимации, а также потокового видео из Интернета. Поддерживаются, в том числе, МРЗ, AVI, MPEG (включая MPEG-4), AAC Audio, Flash.

Тип — медиаконтейнер Совместимые кодеки — Apple Video, H.264 и множество других (для видео) и Apple Lossless, AAC, MP3, WAV и другие (для аудио) Расширения файлов — .mov, .qt

Список литературы

Вуль В. Виртуальный мир книги // Вы и Ваш компьютер.- 2002. № 11−12.

Мамаев Н.С., Мамаев Ю. Н. , Теряев Б. Г. Системы цифрового телевидения и радиовещания. — М.: Горячая линия — Телеком, 2006.

В настоящее время осуществляется на студиях звукозаписи, под управлением персональных компьютеров и другой дорогостоящей и качественной аппаратуры.

Принцип цифровой звукозаписи достаточно прост:

вначале нужно преобразовать высококачественный аналоговый сигнал в цифровой, это осуществляет устройство — аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

для того чтобы прослушать сделанную запись, необходимо обратное преобразование из цифрового сигнала в аналоговый, с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Основными параметрами, влияющими на качество цифровой звукозаписи, являются: разрядность АЦП и ЦАП. частота дискретизации АЦП и ЦАП.

Принцип действия АЦП — тоже достаточно прост:

аналоговый высококачественный сигнал, полученный от высококачественных микрофонов, электро-музыкальных инструментов, акустических инструментов, духовых, ударных и проч., нужно преобразовать в цифровой.

Делается это следующим образом

На студиях звукозаписи применяются звуковые карты в составе компьютеров, которые производят обработку в своих АЦП и ЦАП — чаще всего в 24 битах и 96 кГц, дальнейшее повышение битности и частоты дискретизации, практически не увеличивает качества записи.

1 Звукозапись: аналоговая и цифровая

Цифровая звукозапись. При цифровой звукозаписи аналоговый звуковой сигнал преобразуется в код из последовательностей импульсов, которые соответствуют двоичным числам (0 и 1) и характеризуют амплитуду волны в каждый момент времени. Цифровые аудиосистемы обладают огромными преимуществами перед аналоговыми системами в отношении динамического диапазона, робастности (информационной надежности) и сохранения качества при записи и копировании, передаче на расстояние и мультиплексировании и т.п.

Аналого-цифровое преобразование. Процесс преобразования из аналоговой формы в цифровую состоит из нескольких шагов.

Дискретизация. Периодически с фиксированной частотой повторения делаются дискретные отсчеты мгновенных значений волнового процесса. Чем выше частота отсчетов, тем лучше. По теореме Найквиста, частота дискретизации должна не менее чем вдвое превышать наивысшую частоту в спектре обрабатываемого сигнала. Чтобы не допустить искажений, связанных с дискретизацией, на входе преобразователя необходимо установить фильтр нижних частот с очень крутой характеристикой и частотой отсечки, равной половине частоты дискретизации. К сожалению, идеальных фильтров нижних частот не существует, и фильтр с очень крутой характеристикой будет вносить искажения, которые могут свести на нет преимущества цифровой техники. Дискретизацию обычно проводят с частотой 44,1 кГц, которая позволяет применять практически приемлемый фильтр для защиты от искажений. Частота 44,1 кГц была выбрана потому, что она совместима с частотой строчной развертки телевидения, а все ранние цифровые записи производились на видеомагнитофонах.

Эта же частота 44,1 кГц является стандартной частотой дискретизации для проигрывателей компакт-дисков и большей части бытовой аппаратуры, за исключением устройств записи на цифровую аудиоленту (DAT), в которых используется частота 48 кГц. Такая частота выбрана специально для того, чтобы воспрепятствовать нелегальному переписыванию компакт-дисков на цифровую магнитную ленту. В профессиональном оборудовании используется главным образом частота 48 кГц. В цифровых системах, применяемых для целей вещания, обычно работают с частотой 32 кГц; при таком выборе полезный диапазон частот ограничивается величиной 15 кГц (из-за предела дискретизации), но частота 15 кГц считается достаточной для целей вещания.

Квантование. Следующий шаг состоит в том, чтобы преобразовать дискретные отсчеты в код. Это преобразование выполняется путем измерения амплитуды каждого отсчета и сравнения ее со шкалой дискретных уровней, называемых уровнями квантования, величина каждого из которых представлена числом. Амплитуда отсчета и уровень квантования редко в точности совпадают друг с другом. Чем больше уровней квантования, тем выше точность измерений. Различия между амплитудами отсчетов и квантования проявляются в воспроизводимом звуке как шум.

Кодирование. Уровни квантования считаются в виде единиц и нулей. 16-разрядный двоичный код (такой же, как используемый для компакт-дисков) дает 65536 уровней квантования, что позволяет иметь отношение сигнал/шум квантования выше 90 дБ. Получаемый сигнал отличается высокой робастностью, так как от воспроизводящего оборудования требуется лишь распознать два состояния сигнала, т.е. определять, превышает ли он половину максимально возможного значения. Поэтому цифровые сигналы можно многократно записывать и усиливать, не опасаясь ухудшения их качества.

Цифро-аналоговое преобразование. Чтобы цифровой сигнал преобразовать в звуковой, его нужно сначала преобразовать в аналоговую форму. Такое преобразование обратно аналого-цифровому преобразованию. Цифровой код преобразуется в последовательность уровней (соответствующих исходным уровням дискретизации), которые сохраняются и считываются с использованием исходной частоты дискретизации.

Передискретизация. Аналоговый выходной сигнал цифро-аналогового преобразователя непосредственно использовать нельзя. Его нужно сначала пропустить через фильтр нижних частот, чтобы не допустить искажений, связанных с гармониками частоты дискретизации. Один из способов устранения этой трудности – передискретизация: частота дискретизации повышается путем интерполяции, что дает дополнительные отсчеты.

Коррекция ошибок. Одно из основных преимуществ цифровых систем состоит в возможности исправлять или маскировать ошибки и дефектные места, причиной которых могут быть грязь или недостаточное количество магнитных частиц при записи, что вызывает щелчки и пропуски звука, к которым человеческое ухо особенно чувствительно. Для исправления ошибок предусматривается проверка на четность, для чего к каждому двоичному числу добавляется бит проверки на четность, чтобы число единиц было четным (или нечетным). Если из-за ошибки произошла инверсия, то число единиц не будет четным (или нечетным). Проверка на четность обнаружит это, и либо будет повторен предыдущий отсчет, либо будет выдано значение, промежуточное между предыдущим и следующим отсчетами. Такая процедура называется маскировкой ошибок.

Компакт-диск (CD). Компакт-диск оказался первой общедоступной цифровой аудиосистемой. Это миниатюрная грампластинка диаметром 120 мм с цифровой записью на одной стороне, воспроизводимой на лазерном проигрывателе.

Полностью записанный диск звучит 74 мин. Он дает почти идеальное воспроизведение с частотной характеристикой от 20 Гц до 20 кГц и с превышающими 90 дБ динамическим диапазоном, отношением сигнал/шум и разделением между каналами. Проблема детонационного искажения звука для него не существует, так же как и проблема износа. Диски прочны, не требуют особой осторожности в обращении, не боятся пыли (в небольших количествах) и даже царапин, так как все это не наносит ущерба качеству воспроизведения.

Первый оригинал компакт-диска (мастер-диск) изготавливают методом фотолитографии, используя лазер для выжигания питов (микроуглублений) на поверхности фоторезиста, нанесенного на стеклянный диск. В процессе производства питы становятся выступами отражающей нижней поверхности пластиковых дисков, на которую затем наносится слой прозрачного пластика толщиной 1,2 мм.

Длина питов и расстояние между ними несут цифровую информацию. Питы идут по спирали длиной 5,7 км, которая начинается в центральной части диска, закручивается по часовой стрелке и доходит до края. Шаг спирали равен 1,6 мкм (примерно 1/40 диаметра человеческого волоса и около 1/60 среднего шага канавок записи на долгоиграющей пластинке). Информация в цифровом коде считывается лазерным лучом. Там, где луч попадает в промежутки между выступами, он отражается обратно и светоделительной призмой направляется на фотоприемник. Когда же считывающий лазерный луч попадает на выступ, он при отражении диффузно рассеивается. Поскольку компакт-диск представляет собой цифровую систему, выходной сигнал фотоприемника имеет лишь два значения: 0 и 1.

Принцип действия компакт-диска требует предельной точности фокусировки лазерного луча и трекинга (отслеживания дорожки). Обе функции осуществляются оптическими средствами. Сервомеханизмы фокусировки и трекинга должны очень быстро действовать, чтобы компенсировать деформацию диска, его эксцентриситет и другие физические дефекты. В одном из конструктивных решений используется двухкоординатное устройство с двумя катушками, установленными под прямым углом в магнитном поле. Они обеспечивают перемещение объектива по вертикали для фокусировки и по горизонтали для трекинга.

Компакт-диск легко тиражировать. Как только сделан первый оригинал записи, копии можно штамповать в больших количествах.

В 1997 появилась и к концу века получила распространение оптическая технология хранения информации на многослойных двусторонних цифровых универсальных дисках DVD. Это, по-существу, более емкий (до 4Гб) и более быстрый компакт-диск, который может содержать аудио, видео и компьютерные данные. DVD-ROM читается соответствующим дисководом, подключенным к компьютеру.

Устройства цифровой магнитной записи звука. Большой прогресс был достигнут и в области устройств цифровой магнитной записи. Диапазон частот (ширина полосы), требуемый для цифровой записи, намного выше, чем для аналоговой. Для цифровой записи/воспроизведения необходима полоса пропускания шириной от 1 до 2 МГц, что намного шире диапазона обычных магнитофонов.

Запись без магнитной ленты. Легкодоступные компьютеры с большим объемом памяти и дисковые накопители, позволяющие выполнять монтаж фонограммы в цифровой форме, дают возможность осуществлять звукозапись без использования магнитной ленты. Одно из преимуществ такого метода – легкость синхронизации записей для отдельных дорожек в многодорожечной записи. Компьютеры управляют звуком во многом так же, как текстовые процессоры словами, обеспечивая практически мгновенный вызов фрагментов в режиме произвольного доступа. Они позволяют также регулировать длительность аудиоматериала в некоторых случаях в пределах 50% без изменения высоты тона или, наоборот, изменять высоту тона без изменения длительности.

Аудио-видеозаписи как средства доказывания

. в каких условиях осуществлялась данная аудио/видеозапись. Одним из условий, способствующих . и лицах, производивших эту аудио/видеозапись на электронном или ином носителе . эти записи осуществлялись. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Аудио/видеозапись - это вновь введенное средство .

Аудит информационной безопасности

. наблюдение и производить видеозапись для последующего анализа правонарушения . направления аудита информационной безопасности Аудит (контроль) состояния защиты информации . статус независимых, негосударственных Аудит позволяет оценить текущую безопасность .

Уголовно-Процессуальный Кодекс РФ

. , инициалы) __________________________________________________________________ (аудио-, видеозапись) Ознакомление с материалами . , инициалы) __________________________________________________________________ (аудио-, видеозапись) Ознакомление с материалами .

Арбитражный процесс (5)

. видно из конструкции нормы, аудио- и видеозапись отнесены к отдельному виду доказательств . стенографирование, а также аудио- и (или) видеозапись хода судебного заседания. . имеют право вести аудио- и видеозапись заседания самостоятельно, соответствующие .

Классификация судебных доказательств

. 1964г. Появилось дополнительное средство доказывания - аудио- и видеозапись, которые ранее относились к вещественным доказательствам . частная жалоба (ч.3, 4 ст.76 ГПК). § 6. Аудио- и видеозапись Аудио- и видеозапись - это вновь введенное средство доказывания .

ВВЕДЕНИЕ 4
1 КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ 5
2 ЧАСТОТА КАДРОВ 7
3 РАЗВЕРТКА ВИДЕОМАТЕРИАЛА 10
4 РАЗРЕШЕНИЕ ВИДЕОМАТЕРИАЛА 11
5 КОЛИЧЕСТВО ЦВЕТОВ И ЦВЕТОВОЕ РАЗРЕШЕНИЕ 12
6 ШИРИНА ВИДЕОПОТОКА 15
7 МЕТОДЫ СЖАТИЯ ВИДЕОДАННЫХ 17
8 ФОРМАТЫ ВИДЕОФАЙЛОВ 19
9 ФОРМАТ HIGH DEFINITION VIDEO 21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 24

Мультимедиа представляет собой систему аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разными данными (изображение, текст, аудио, видео), структурированными в виде единой информационной области.
Совсем недавно еще мало кто мог себе представить, что с помощью обычного стационарного домашнего компьютера можно будет не только просматривать любимые фильмы, но и создавать собственную видеотеку, оцифровывать содержимое старых видеокассет, редактировать семейные видеозаписи и даже создавать самостоятельно собственные кинофильмы.
Видео – это совокупность электронных технологий, которые позволяют записывать, передавать, обрабатывать, хранить и воспроизводить визуальный и аудиовизуальный материал на различных устройствах вывода. Употребляя данное понятие, подразумевают видеоматериал, телевизионный сигнал или фильм. Телевизионные видеоданные представляют собой поток аналоговых сигналов. После появления компьютерных технологий и их развития, сигналы стали преобразовывать в цифровые сигналы, которые могут храниться на физических устройствах. Процесс преобразования сигнала происходит в два этапа: дискретизация данных аналогового сигнала, и преобразование его в цифровой сигнал, по-другому этот процесс называется квантованием.
Чтобы хранить данные широкого формата и высокого качества необходимо много свободного места, поэтому при работе с такими данными используют возможность сжимать информацию. Для процесса сжатия данных используются специальные программы или аппаратные средства.
Видеозапись — это технология записи зрительной информации, представленной в форме видеосигнала или цифрового потока видеоданных, на физическое устройство для хранения данной информации и возможности последующего её воспроизведения и демонстрации на мониторе, экране, дисплее или другом устройстве вывода.

Рисунок 1 – График метрики PSNR

Пока не существовало цифрового видео, разрешающая способность аналоговой системы видеозаписи измерялась в вертикальных телевизионных линиях (твл) с помощью специальных телевизионных испытательных таблиц и значила число составляющих в строке видео изображения, зависящее от частотных характеристик аппарата записи. Разрешающая способность по вертикали в изображении заложена в стандарте разложения и зависит от числа строк.
Аналогично разрешение любого цифрового видеосигнала определяется горизонтальными и вертикальными линиями, такое разрешение измеряется в пикселях. Когда происходит оцифровывание аналогового сигнала со стандартной четкостью, то разрешение составляет 720×576 пикселей для стандарта разложения в Европе 625/50 (PAL и SЕCAM), при частоте кадров 50 Герц (два поля, 2×25); и 720×480 пикселей для стандарта разложения в Америке 525/60 (NTSC), при частоте 59,94 Герц (два поля, 2×29,97).В любом выражении, которое обозначает разрешение первое число означает число точек в строке (по горизонтали), а второе число показывает сколько существует активных строк, которые участвуют в построении изображения. Современный стандарт цифрового телевидения HDTV высокого разрешения предлагает разрешения до 1920×1080 с частотой обновления 50 Герц (60 Гц для США) с прогрессивной развёрткой. То есть 1920 пикселей на строку, 1080 строк.
Помимо двумерного формата видео существует трёхмерное, измерять которое принято в вокселях. Воксель — это составляющее изображения, представляющее собой кубики в трёхмерном пространстве. Для простого трёхмерного видео в наше время используют разрешение 512×512×512.
Существует специальная таблица Resolution Chart, которая на протяжении длительного срока является общемировым стандартом и служит для определения разрешающей способности телевизионного тракта.

Рисунок 2 – Таблица

КОЛИЧЕСТВО ЦВЕТОВ И ЦВЕТОВОЕ РАЗРЕШЕНИЕ

Для того чтобы определить объем памяти, необходимый для хранения видеоданных, нужно знать как он зависит от разрешения и глубины цвета. Существует специальная формула, которая связывает объем видеопамяти с количеством цветом и разрешением[6]:

В данной формуле I обозначает глубину цвета, a и b – количество точек в изображении, то есть число точек в строке и общее количество строк. Зачастую происходит так, что для нужного режима немного не хватает памяти. В таком случае, необходимо использовать меньшее разрешение или меньшее число цветов.[3]
Далее в таблицах представлены соотношение между числом битов на 1 пиксель и глубиной цвета (табл. 1) и минимально требуемый объем памяти для конкретного разрешения (табл. 2).

Таблица 1 – Соотношение между числом битов на 1 пиксель и глубиной цвета

Таблица 2 – Минимально требуемый объем памяти

Ширину видеопотока называют на современный лад битрейтом (с англ. bitrate). Этот термин обозначает количество бит видеоматериала, которые подлежат обработке за одну секунду времени. Проще говоря, это информационная скорость видеопотока, которая измеряется в мегабитах в секунду (Мбит/с). От этой величины зависит качество видеоинформации: чем больше скорость, тем выше качество. Для стандарта DVD-видео ширина видеопотока равна около 5 Мбит/c, для формата телевидения высокой четкости HDTV – примерно 10 Мбит/с. Значение битрейта чаще всего используют для оценки качества передаваемого видео через Интернет.
Существует два вида управления битрейтом в видеозаписи: постоянный битрейт (англ. constant bit rate, CBR) и переменный битрейт (англ. variable bit rate, VBR). В современном мире стандарт переменного битрейта очень популярен, с его помощью удается максимально сохранить качество видоматериала, при этом уменьшая суммарный объем передаваемого видеопотока. При этом на быстрых сценах движения, ширина видеопотока возрастает, а на медленных сценах, где картинка меняется медленно, ширина потока падает. Данное свойство подходит для буферизованных видеотрансляций и активно используется для передачи сохранённого видеоматериала по компьютерным сетям. Но в случае для безбуферных систем реального времени и для прямого эфира (например, для телеконференций) это не подходит — в этих случаях необходимо использовать постоянную скорость видеопотока.
Далее рассмотрим ещё два существующих понятия битрейта: оптимальный и усредненный. Более оптимально использовать переменный битрейт, при котором происходит увеличение или уменьшение потока данных, в зависимости от динамичности видеоизображения. При процессе установления значения битрейта, необходимо брать за основу одну из самых динамичных сцен в видеоматериале и обработать ее фрагмент. После просмотра полученного объекта, нужно зрительно оценить качество полученного видео. Если качество удовлетворяет пользователя, то в остальных сценах оно не станет хуже, иначе нужно прибегнуть к повышению битрейта. Еще одной разновидностью переменного битрейта является усредненный битрейт, который позволяет настроить среднее значение битрейта, которого придерживается видеокодек. При использовании усредненного битрейта, пользователь позволяет программе изменять значение битрейта по усмотрению, притом его среднее значение должно удовлетворять установленным настройкам. Чаще всего используется именно усредненный битрейт, потому что с его помощью можно получить оптимальное качество видео, при этом рассчитав итоговый размер видеоматериала.
Далее рассмотрим способ самостоятельного расчета битрейта. К этой возможности прибегают в таком случае, если пользователь точно знает каков должен быть размер итогового видео, например, для того чтобы записать материал на диск. При необходимости записи на DVD-диск, чтобы узнать битрейт с которым нужно кодировать видео число 4450 делится на продолжительность видео в секундах, в итоге получится значение битрейта в Мб/с. Предположим, нужно запсать 2 часа видео, то есть 7200 секунд[4]:

4450/7200=0.618 Мб/с=0.618*8=4.94444 Мбит/с=4.944*1024=5062.6 Кбит/с

После вычисления необходимо задать в программе – перекодировщике полученное значение и перекодировать видео. Важно отметить, что полученный битрейт был без учета звука, поэтому в данном случае следует оставить на звук 300-400 Мб памяти, либо можно сократить полученный битрейт на 7-10%. Помимо расчета битрейта вручную, существует разнообразие программ – калькуляторов, которые созданы для расчета значения битрейта.

На рисунке 3 представлен образец простейшего калькулятора для вычисления битрейта, где для определения его значения необходимо указать продолжительность видеоматериала, размер видеоматериала, затраты на аудиоматериал.

Рисунок 3 – Калькулятор

МЕТОДЫ СЖАТИЯ ВИДЕОДАННЫХ

Цифровое сжатие, известное также как сжатие данных или сокращение цифрового потока, является, более высокотехнологичным способом получения максимальных аудиовизуальных результатов при минимуме затрат. И потому при цифровом кодировании звук и видео можно довести до зрителя, значительно уменьшив поток или ширину полосы частот, причем с развитием компьютерных технологий известные методы сжатия дешевеют, а новые постепенно становятся все более жизнеспособными. К тому же такие направления, как цифровое вещание и видео по требованию, вообще не могли бы существовать без применения сжатия, а системы нелинейного (произвольного) монтажа оказались бы без него абсолютно нерентабельными.

Цифровое сжатие представляет собой гибкую технологию, так как используемые уровни сложности кодирования и степень компрессии могут изменяться. Основным принципом цифрового сжатия является использование избыточности звукового или видеосигнала. Избыточность объясняется тем, что звук и видео содержат области, обладающие сходными характеристиками. Таким образом, весь поток информации можно условно разделить на предсказуемую часть (избыточность) и новую, непредсказуемую часть (энтропия). В теории можно полностью устранить избыточность, но для этого необходим идеальный алгоритм сжатия, который был бы чрезвычайно сложным и долго бы работал. Если же степень сжатия настолько велика, что результирующая скорость потока данных становится меньше энтропии, то информация теряется.[5]

На практике коэффициент сжатия выбирается меньше идеального, чтобы обеспечить некоторый запас надежности. Это дает возможность пользоваться более простыми алгоритмами и производить повторное восстановление/сжатие без ощутимых потерь качества. В бытовой аппаратуре коэффициент сжатия может быть больше, чем в студийной, и если не требуется многократная перезапись, то в процессе сжатия некоторая доля энтропии отбрасывается.

Существует множество технологий сжатия цифрового видео. Некоторые из рассматриваемых компрессоров используют не одну технологию сжатия, а некоторую их совокупность.

Первая технология цифрового сжатия — сжатие без потерь качества. Сжатие изображений может осуществляться без потерь качества лишь в том случае, если в процессе сжатия не произошло существенной потери данных. В итоге полученное после декомпрессии изображение будет в точности или побитно совпадать с оригиналом. Примером такого сжатия может служить формат GIF для статической графики и GIF89a для видео.

Следующая технология – сжатие с потерями качества. Сжатие происходит с потерями качества, если в процессе сжатия произошла утеря информации. Если рассматривать этот процесс с точки зрения человеческого восприятия, то к сжатию с потерями относится только то, при котором на глаз заметны различия между сжатым видеоматериалом и оригинальным. Следовательно, даже если сжатое и оригинальное видеоизображение побитно не совпадают, разница на глаз между ними может быть абсолютно не заметна. Примером такого сжатия служит алгоритм JPEG для сжатия статической графики и алгоритм M-JPEG для сжатия видео.

Форматы видеофайлов призваны отображать структуру видео, а именно определять, как именно хранится файл на определенном носителе информации. В современном мире компьютерных технологий существует большое разнообразие форматов видеоданных. Определим основные понятия, относящиеся к данному разделу:

Видеофайл – это набор стационарных картинок, которые сменяют друг друга с определенной частотой. (При отсутствии сжатия данных занимает очень много места).

Кодек – вспомогательная компьютерная программа для сжатия и последующего раскодирования видеофайла, представляет собой архиватор.

Контейнер – это специальный файл (видеофайл), предназначенный для хранения различных мультимедийных данных (видео, аудио, субтитры и пр.)

Рассмотрим самые популярные форматы видеофайлов. Около пяти лет назад существовали три основных формата, которыми кодировали большинство видеороликов: AVI, MOV, MPG.

Формат AVI был разработан компанией Microsoft в 1992 году, до сих пор является актуальным и широко используемым форматом. Контейнер данного формата может содержать видео, которое закодировано любым кодеком. Аудиодорожек может быть несколько, но некоторые плееры способны воспроизводить только дорожку по умолчанию. Одним из важных преимуществ данного формата является то, что практически любое устройство может проигрывать файлы с расширением .avi. Данный формат может содержать в себе видео, аудио, текстовую и midi информацию. На рисунке 4 представлена иконка avi-файла.[7]

Рисунок 4 – Аvi-файл

Формат MPG осуществляет хранение видеофайлов, для которых не применялась компрессия в процессе кодирования. Существует несколько стандартов, которые поддерживает данный формат[7]:

MPEG1 – ныне почти утративший свою популярность стандарт, который был создан с учетом оптимизации под 2-скоростные CD-приводы.

MPEG2 – стандарт, созданный и используемый для телевещания. Фильмы на DVD носители записываются именно в данном стандарте.

MPEG3 – стандарт, изначально разработанный для телевидения высокого качества, а именно HDTV, со временем был объединен с MPEG2.

MPEG4 – стандарт, применяемый в тех случаях, когда нет необходимости в высоком качестве видеоматериала (т.е. в мобильных устройствах, Интернете и т.д.)

В данном формате используется поточное сжатие видео, когда обработке подлежит не отдельный кадр, а происходит анализ изменения видеофрагментов и удаление излишней информации.

Рисунок 5 – Формат MPG Рисунок 6 – Формат MOV

Следующий формат – MOV, который является основным конкурентом AVI формату. Был разработан корпорацией Apple для медиа плеера QuickTime. Данный формат поддерживает очень высокое разрешение и любые видео и аудиокодеки, способен содержать видеоинформацию, анимацию, графику и 3D.[11] Чтобы воспроизводить форматы данного расширения необходимо дополнительное программное обеспечение, а именно плеер QuickTime или плееры, в которых уже установлены кодеки MOV.

ФОРМАТ HIGH DEFINITION VIDEO

Таблица 4 – Стандарты формата HD Video

Описание программного обеспечения, необходимого для работы с цифровым видеоматериалом на компьютере:

Медиаплеер – представляет собой программу для декодирования и воспроизведения видео, например, Windows Media Player, Media Player Classic, Quick Time, Winamp, Power DVD, VLC Media Player и пр.

В процессе установки медиаплеера, одновременно с ним в систему устанавливается определенный набор кодеков, от которого будет зависеть, какие медиаконтейнеры сможет открывать пользователь. К примеру, некоторые не умеют воспроизводить по умолчанию DVD или MKV. Во избежание скопления большого количества неиспользуемых приложений и иметь возможность просматривать любые виды видеофайлов, достаточно установить в систему набор отдельных кодеков, например, K-Lite Codec Pack.

Конвертор – представляет собой программу, которая разрешает преобразовывать видеоданные из одного формата в другой. Существуют мультиформатные конверторы, которые могут работать одновременно с любыми видами контейнеров, и узкоспециализированные, которые рассчитаны для конвертации одного формата. (Total Video Converter, Format Factory, Any Video Converter, Xilisoft Video Converter, MediaCoder, Dr.DivX, ImTOO 3GP Video Converter, ConvertXToDVD и пр.)
Рипперы и грабберы – это программные инструменты, которые позволяют копировать фильмы с DVD и Blu-Ray дисков и разрешают дальнейшую конвертацию в различные форматы. (Xilisoft DVD и Blu-ray Ripper, ImTOO DVD и Blu-ray Ripper, Aleesoft DVD и Blu-ray Ripper, Kingdia DVD Ripper, Best HD Blu-ray Ripper и др.)

Видеоредакторы – это компьютерные приложения, которые имеют набор специальных инструментов для редактирования видеоматериалов на компьютере. Благодаря программам такого типа возможно осуществление функции захвата и оцифровки видео. С помощью видеоредакторов происходит преобразование видеосигнала с внешних источников в цифровой видеопоток, его сжатие и сохранение в определенном контейнере, с целью дальнейшей обработки, хранения или воспроизведения. (Adobe Premiere, Pinnacle Studio, VirtualDub, Corel VideoStudio, Sony Vegas Pro, NeroVision, Ulead VideoStudio Plus и др.)

Читайте также: