22. Форматы представления видеоданных.

Рассмотрим некоторые современные видеоформаты и основные характеристики видеостандартов, форматов цифровой и аналоговой записи: PAL - телевизионный кадр стандарта PAL содержит 576 активных строк, при этом каждая строка содержит 720 независимых отсчетов. Таким образом, телевизионный кадр представляет собой матрицу 720х576. Каждый кадр состоит из полей, чтобы уменьшить мерцание, вызываемое быстрым потемнением фосфорного покрытия телеэкрана. Нечетные строки формируют нечетное поле, четные строки - четное поле. Видеосигнал может записываться с полной разверткой и частичной разверткой. MPEG - форматы, обеспечивающие компрессию с потерей качества и не имеющие настройки в процентах качества, а только по потоку данных в секунду. Video CD - стандарт записи видео в формате MPEG-1 на обычный Compact Disk. Один диск обычно позволяет хранить до 74 минут видео, качество соизмеримо с VHS стандартом. Для воспроизведения достаточно односкоростного CD-ROM. DVD - формат DVD-диска принят 8 декабря 1995 года. Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как Digital Video Disc, несколько позже появилась расшифровка аббревиатуры DVD, как Digital Versatile Disc (универсальный цифровой диск).

23. Методы сжатия видеоинформации. Коэффициент сжатия.

Обычное сжатие (в режиме реального времени). Система оцифровки видеосигнала с одновременным сжатием. Для качественного выполнения этих операций требуются высокопроизводительные специальные процессоры. Большинство плат ввода/вывода видео на PC пропускают кадры, что нарушает плавность изображения и его синхронизацию со звуком. Симметричное сжатие. Оцифровка и запись производится при параметрах последующего воспроизведения (например, разрешение 640 х 480 при скорости 30 кадров в секунду). Асимметричное сжатие. Обработка выполняется при существенных затратах времени. Так, отношение асимметричности 150:1 указывает, что 1 минута сжатого видео соответствует затратам на сжатие в 150 минут реального времени. Сжатие с потерей или без потери качества. Все методы сжатия приводят к некоторой потере качества. Существует только один алгоритм, который выполняет сжатие без потерь, однако он оптимизирован только для фотоизображений и работает с коэффициентом 2:1. Коэффициент сжатия — это цифровое выражение соотношения между объемом исходного и сжатого материала. Качество видео зависит от используемого алгоритма сжатия, параметров видеоплаты оцифровщика, конфигурации компьютера и даже от программного обеспечения. Для MPEG сейчас стандартом считается соотношение 200:1. Как правило, файл с видеоданными имеет расширение ".avi". Файлы этого формата содержат аудио- и видеоданные, причем эти данные могут быть сжаты: закодированы при помощи того или иного алгоритма, с различной степенью компрессии. Сущность кодирования MPEG состоит в том, что картинка не просто сжимается по алгоритму JPEG кадр за кадром, а вместо сохранения каждого кадра записывается только первый, а далее только отличие последующего кадра от предыдущего. Разумеется, при смене сцены необходимо снова записать ключевой кадр полностью. Именно поэтому при одинаковом качестве изображения фильм, не отличающийся динамикой действия, будет значительно компактнее фильма с быстрыми сюжетными изменениями. Существует несколько версий MPEG, идеологически они схожи, но соотношение качества изображения и объема файла отличается. Первое поколение алгоритмов формата MPEG было использовано для записи данных на диски Video CD. MPEG-2 – это алгоритм, стандартный для DVD. Данный формат обеспечивает баланс качества изображения и объема данных. Средний фильм занимает около 4–5 Гбайт и помещается на DVD вместе с многоканальными звуковыми дорожками на одном или двух языках, субтитрами, заставкой и дополнительными материалами. Последняя версия алгоритмов MPEG – MPEG-4 – до недавнего времени оставалась исключительно компьютерным форматом. MPEG-4 позволяет записать фильм на обычный компакт-диск, при качестве изображения, сравнимом с DVD. При всей своей привлекательности алгоритм MPEG-4 не вытеснил полностью алгоритм MPEG-2, поскольку выигрыш в объеме достигается за счет большей сложности алгоритма, что требует более производительных устройств как при кодировании, так и при воспроизведении.

25.