Перспективы цифрового видео
быть особенно
заметным. На сегодняшний день наибольшее распространение получили два
стандарта сжатия: Motion-JPEG и MPEG. Сейчас разрабатываются новые методы
сжатия изображения и видеопотока, 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.
4.Контроль параметров цифрового видео.
Возможность контроля параметров цифрового видео особенно важна, если
производительность вашей системы и пропускная способность шины ограничены
(как это обычно и бывает). Хорошая система оцифровки и сжатия видео должна
позволять задавать наиболее важные параметры для аппаратной и программной
части видеосистемы. В некоторых применениях решающее значение имеет
скорость воспроизведения видео (частота кадров/с), но при этом приходится
отказаться от полноэкранного изображения. В других случаях вполне
достаточно уровня в 15 кадров/с, но качество этих кадров должно быть
идеальным.
Оборудование и программное обеспечение для оцифровки и сжатия видео
должны иметь возможности управления этими операциями, чтобы удовлетворить
вашим требованиям. Внимательно отнеситесь к этой рекомендации, так как не
все системы имеют достаточные средства по контролю параметров видео.
5.Анимационные контроллеры и системы нелинейного видео-монтажа
(недостатки традиционного метода записи видео и
преимущества систем не линейного
монтажа)
Традиционная технология работы с цифровым видео на компьютере для
записи и воспроизведения видеоданных требует использования программно
управляемого видеомагнитофона, обеспечивающего позиционирование ленты с
покадровой точностью. Этот процесс имеет целый ряд недостатков:
•очень длительный процесс сброса на пленку (4 кадра в минуту);
•высокая стоимость программно управляемого видеомагнитофона;
•очень высокий износ механики магнитофона при работе в покадровом
режиме;
•режим покадрового сброса повышает уровень шумов на ленте;
•обработанное видео записывается на мастер-ленту, при дублировании
которой происходит потеря качества.
Использование анимационных и видеоконтроллеров позволяет
воспроизводить цифровое видео в режиме реального времени непосредственно с
диска компьютера или записывать с видеоленты на диск. Преимущества такой
технологии:
•отпадает необходимость в дорогом магнитофоне с покадровой записью;
•высокая скорость сброса видео на ленту - процесс занимает столько
времени, сколько длится сам клип;
•щадящий режим использования дорогой видеотехники;
•мастер-ленту можно получать любое число раз.
Что такое MPEG?
Структура MPEG-последовательности.
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 (ключевого) 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.
Таким образом,MPEG-последовательность содержит три типа изображений:
Intro (I) – исходные (И) кадры, содержащие разность основное
изображение;
Predicted (P) – предсказуемые (П) кадры, содержащие разность
текущего изображения с предыдущим И-кадром или учитывающие смещения
отдельных фрагментов.
Bi-directional Interpolated (В) – двунаправленные (Д) кадры,
содержащие только отсылки к предыдущим или последующим изображениям (И или
П) с учетом смещений отдельных фрагментов.
И-кадры имеют довольно низкий коэффициент сжатия и составляют основу
MPEG-файла. Именно благодаря им возможен случайный доступ к какому-либо
отрывку видео. П-кадры кодируются относительно предыдущих кадров (будь то И-
или П-кадры) и обычно используется как сравнительный образец для
дальнейшей последовательности П-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 Д-кадры никогда не используются для сравнения.
Изображения объединяются в группы (GOP – group of pictures),
представляют собой минимальный набор повторяемых последовательных
изображений. Типичной является группа вида: ( И0 Д1 Д2 П3 Д4 Д5 П6 Д7 Д8
П9 Д10 Д11)
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 (vector movement code) .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 – Discrete Cosine
Transform) .В результате при использовании MPEG-технологии можно достигнуть
рабочего коэффициента более чем 200:1 ,хотя это приводит к некоторой потере
качества.
Использование MPEG
1. 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.
1.1 Видеокиоски.
Видеокиоски (или информационные киоски) дают возможность по-новому
организовать и автоматизировать сервис в рамках одной организации. Особенно
это важно для розничных магазинов, автомобильных салонов, банков и музеев.
Продавец не всегда способен уделить достаточно внимания сразу нескольким
клиентам, зачастую от не имеет возможности подробно рассказать обо всех
особенностях того или иного продукта или наглядно и эффектно его
продемонстрировать. А видеокиоск всегда под рукой. В нем можно разместить
не только подробную информацию об имеющихся продуктах и услугах, но и
включить туда интерактивные видеофильмы, позволяющие просто и наглядно
ответить на многие вопросы. К примеру: «Какие у вас имеются модели
автомобилей?«, »Расскажите об их особенностях», «Какой цвет я могу
выбрать?». Информация, которая выводилась в виде слайдов и
сопроводительного текста, теперь становится более доступной и эффектной
благодаря внедрению полноэкранного видео. Используя MPEG-1, разработчик
регулярно и без особых дополнительных затрат обновлять содержимое
видеокиоска. Развитие программных средств и эволюция пользовательского
интерфейса ведут к все более впечатляющим возможностям интерактивности.
1.2 Видео по требованию (Video on Demand) .
Термин «видео по требованию» появился сравнительно недавно. В начале
подобный сервис можно было встретить только в дорогих отелях ,а теперь уже
полным ходом идет реализация глобальной идеи об интерактивной цифровой
системе, благодаря которой любой пользователь сможет запросить какой-либо
фильм или передачу в определенное время и прямо на дом. Современные
технологии позволяют говорить об этом проекте как о грядущей реальности,
хотя до появления подобного устройства в широком потреблении пройдет еще
несколько лет.
1.3 Видео по телефону.
Некоторые телефонные компании сейчас разрабатывают системы,
позволяющие получать фильмы по обыкновенной телефонной линии. Правда,
приходиться учитывать
ограниченную пропускную способность имеющихся телефонных коммникаций, но
повсеместное внедрение стандарта ISDN и других новых технологий связи
поможет решить эту проблему.
1.4 Обучение.
Рынок тренажеров и интерактивных учебных комплексов сейчас бурно
развивается. Раньше для подобны
| |  скачать работу |
Перспективы цифрового видео |
