Реферат: Перспективы цифрового видео

 TOC o«2-5» «Заголовок 1;1; Стиль1;3»

Цифровоевидео на PC… PAGEREF _Toc406468715 h 2

1.В началебыл аналог… PAGEREF _Toc406468716 h 2

2.Цифровоевидео… PAGEREF _Toc406468717 h 2

2.1.Основные характеристики цифрового видео… PAGEREF _Toc406468718 h 3

3.Сжатиевидео… PAGEREF _Toc406468719 h 4

3.1.Все о сжатии видеоданных:… PAGEREF _Toc406468720 h 5

3.2.Методы сжатия видеоданных… PAGEREF _Toc406468721 h 6

4.Контрольпараметров цифрового видео… PAGEREF _Toc406468722 h 7

5.Анимационныеконтроллеры и системы нелинейного видео-монтажа                                             (недостатки традиционного метода записи видео и преимущества систем нелинейного монтажа)            PAGEREF _Toc406468723 h 7

Чтотакое MPEG?.. PAGEREF _Toc406468724 h 8

СтруктураMPEG-последовательности… PAGEREF _Toc406468725 h 8

Использование MPEG… PAGEREF _Toc406468726 h 9

1.  MPEG-1… PAGEREF _Toc406468727 h 9

1.1   Видеокиоски… PAGEREF _Toc406468728 h 9

1.2 Видеопо требованию (Video on Demand)… PAGEREF _Toc406468729 h 9

1.3 Видеопо телефону… PAGEREF _Toc406468730 h 9

1.4Обучение… PAGEREF _Toc406468731 h 9

1.5  Презентации… PAGEREF _Toc406468732 h 10

1.6Видеобиблиотеки… PAGEREF _Toc406468733 h 10

2 MPEG-2… PAGEREF _Toc406468734 h 10

2.1  Кабельное телевидение (CATV: CableTelevision)… PAGEREF _Toc406468735 h 10

2.2Направленное спутниковое вещание (DBS: Direct Broadcast Satellite)… PAGEREF _Toc406468736 h 10

2.3 ТВЧ –телевидение высокой четкости (HDTV: High-Definition Television)… PAGEREF _Toc406468737 h 11

Заключение… PAGEREF _Toc406468738 h 11

Чемотличается… MPEG-1и MPEG-2.   PAGEREF _Toc406468739 h 11

Различия  между MPEG и QuickTime с Indeo… PAGEREF _Toc406468740 h 11

Носителицифрового видео… PAGEREF _Toc406468741 h 12

Video-CD… PAGEREF _Toc406468742 h 12

DVD… PAGEREF _Toc406468743 h 12

Аппаратныесредства для записи видео в формате MPEG… PAGEREF _Toc406468744 h 13

MPEGatorAdvanced… PAGEREF _Toc406468745 h 13

Broadway… PAGEREF _Toc406468746 h 13

Genie… PAGEREF _Toc406468747 h 14

Системынелинейного видеомонтажа… PAGEREF _Toc406468748 h 15

1.MAX:Matrox Animation Xpress… PAGEREF _Toc406468749 h 15

2.TARGA1000… PAGEREF _Toc406468750 h 16

3.TARGA 2000… PAGEREF _Toc406468751 h 16

4.TARGA®2000 DTX… PAGEREF _Toc406468752 h 17

5.DPS PAR:Personal Animation Recorder… PAGEREF _Toc406468753 h 18

6.DPS PVR:Perception Video Recorder… PAGEREF _Toc406468754 h 19

7.MIROVIDEO DC1+… PAGEREF _Toc406468755 h 20

8.MIROVIDEO DC20… PAGEREF _Toc406468756 h 21

9.MIROVIDEO DC30… PAGEREF _Toc406468757 h 22

10.FAST AVMaster… PAGEREF _Toc406468758 h 23

11.FAST FPS60… PAGEREF _Toc406468759 h 24

12.FASTMovie Machine II… PAGEREF _Toc406468760 h 24

Профессиональныевидео-комплексы… PAGEREF _Toc406468761 h 25

1.MatroxStudio… PAGEREF _Toc406468762 h 26

Заключение… PAGEREF _Toc406468763 h 27

Списокиспользованной литературы… PAGEREF _Toc406468764 h 28

Цифровое видео наPC

Для понимания ситуации,которая сложилась в сфере профессионального видео-монтажа, в первую очередьтребуется понять основные различия между видео вещательного качества длятелевидения и видео, как оно реализовывается на персональных компьютерах. Втечение многих лет на телевидении вырабатывались профессиональные стандарты навысококачественное видео. Эти усилия и жесткие требования привели к появлениюмногих технологических новшеств. Поэтому определение и характеристики цифровоговидео вещательного качества существенно отличается от того, которое принятосреди компьютерных профессионалов.

1.В начале был аналог

Самым ранним методомпередачи видеосигналов является аналоговый метод. Одним из первых видеоформатовна основе 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 быстроуступило дорогу компонентному видео, в котором различные видеокомпонентыпредставлены как независимые сигналы. Дальнейшие усовершенствования этогоформата привели к появлению различные его вариаций: S-Video, RGB, Y, Pb, Pr идр.

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.

2.Цифровое видео

Недостатки, присущиеаналоговому способу воспроизведения видео, в конце концов привели к разработкецифрового видеоформата. На смену аналоговому видео пришло цифровое. В областипрофессионального видео применяется несколько цифровых видеоформатов: D1, D2,Digital BetaCam и др. В отличие от аналогового видео, качество которого падаетпри копировании, каждая копия цифрового видео идентична оригиналу.

Хотя современный видеорядбазируется на цифровой основе, практически все цифровые видеоформаты до сих порв качестве носителя исходного сигнала используют пленку с последовательнымдоступом. Поэтому большинству профессионалов в области видео все еще привычнейработать с пленкой, чем с компьютером.

Конечно, пленка в качествеисточника данных все еще остается более предпочтительной, чем жесткий диск компьютера,поскольку вмещает значительно больший объем данных. Но зато для цифровоговидеомонтажа использование компьютеров дает ряд существенных преимуществ: нетолько обеспечивает прямой доступ к любому видеофрагменту (что невозможно приработе с пленкой, поскольку к необходимым участкам можно добраться лишьпоследовательно просматривая видеоматериал), но и предполагает широкиевозможности обработки изображения (редактирование, сжатие).

Это достаточно вескиепричины для перехода видеопроизводства с традиционного оборудования накомпьютерное.

Компьютерное цифровое видеопредставляет собой последовательность цифровых изображений и связанный с нимизвук. Элементы видео хранятся в цифровом формате.

Существует множествоспособов захвата, 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)[1]выработаны единые стандарты на форматы видеоданных, которые мы позжерассмотрим.

2.1.Основные характеристики цифрового видео

Цифровое видео характеризуетсячетырьмя основными факторами: частота кадра (Frame Rate), экранное разрешение(Spatial Resolution), глубина цвета (Color Resolution) и качество изображения(Image Quality).

Частота кадра (Frame Rate). Стандартная скорость воспроизведения видеосигнала — 30 кадров/с (для кино этот показатель составляет 24 кадра/с). Каждый кадрсостоит из определенного количества строк, которые прорисовываются непоследовательно, а через одну, в результате чего получается два полукадра, илитак называемых «поля». Поэтому каждая секунда аналоговоговидеосигнала состоит из 60 полей (полукадров). Такой процесс называетсяinterlaced видео.

Между тем монитор компьютерадля прорисовки 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 заключаетсяосновное отличие между компьютерным и телевизионным методом формированиявидеосигнала.

Глубина цвета (Color Resolution). Этот показатель является комплексным иопределяет количество цветов, одновременно отображаемых на экране. Компьютерыобрабатывают цвет в RGB-формате (красный-зеленый-синий), в то время как видеоиспользует и другие методы. Одна из наиболее распространенных моделей цветностидля видеоформатов — YUV. Каждая из моделей RGB и YUV может быть представленаразными уровнями глубины цвета (максимального количества цветов).

Для цветовой модели RGBобычно характерны следующие режимы глубины цвета: 8 бит/пиксель (256 цветов),16 бит/пиксель (65,535 цветов) и 24 бит/пиксель (16,7 млн. цветов). Для моделиYUV применяются режимы: 7 бит/пиксель (4:1:1 или 4:2:2, примерно 2 млн.цветов), и 8 бит/пиксель (4:4:4, примерно 16 млн. цветов).

Экранное разрешение (Spatial Resolution). Еще одна характеристика — экранное разрешение, 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 аналоговыйвидеосигнал дает полноэкранное изображение без ограничений размера, так частоприсущих компьютерному видео. Телевизионный стандарт NTSC (National TelevisionStandards Committe), разработан Национальным комитетом по телевизионнымстандартам США. Используемый в Северной Америке и Японии, он предусматриваетразрешение 768 на 484. Стандарт PAL (Phase Alternative), распространенный вЕвропе, имеет несколько большее разрешение — 768 на 576 точек.

Поскольку разрешениеаналогового и компьютерного видео различается, при преобразовании аналоговоговидео в цифровой формат приходится иногда масштабировать и уменьшатьизображение, что приводит к некоторой потере качества.

 

Качество изображения (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 16,7 млн.цветов (24 бит) и полной кадровой разверткой (24 или 30 кадров/с).

3.Сжатие видео

Следует исходить из разумнойдостаточности при определении необходимой степени сжатия. При этом необходимоучитывать, как четыре характеристики (частота кадра, экранное разрешение,глубина цвета и качество изображения) влияют на объем и качество видео. Выдолжны ясно себе представлять, какую «цену» придется заплатить закачественное изображение. Чем больше глубина цвета, выше разрешение и лучшекачество, тем большая производительность компьютера вам потребуется, не говоряуж о громадных объемах дискового пространства, необходимого под цифровое видео.Учитывая эти характеристики, можно выбрать оптимальный коэффициент сжатия. Надоотметить, что в профессиональном видео действует простое правило — чем нижекоэффициент сжатия, тем лучше.

Простейшие расчетыпоказывают, что 24-битное цветное видео, при разрешении 640 на 480 и частоте 30кадров/с потребует передачи 26 Мбайт данных в секунду! Этот поток не тольковыходит за рамки пропускной способности компьютерной шины, но и моментально«съест» любое дисковое пространство. Для наглядности приводим здесьнаши расчеты.

640 горизонтальное разрешение X 480 вертикальноеразрешение

307,200 точек на кадр X 3байтов на каждую точку/пиксель

921,600 всего байтов на кадрX 30 кадров в секунду

27,648,000 всего байтов всекунду / 1,048,576 конвертируем байты в Мбайты

Итого: 27,648,000 байт/с, или 26,36 Мбайт/с

Иногда для уменьшения этогосумасшедшего объема данных до разумного уровня достаточно оптимизировать одиниз вышеперечисленных параметров видеосигнала. Современные приложения (игры,компьютерные тренажеры, видеокиоски[2]и некоторые деловые пакеты) зачастую не требуют полноэкранного видео. Такиепрограммы обычно используют видео в окне, и для них не требуется оцифровыватьцелый кадр. Так давайте изменим параметры видеосигнала и сделаем новый расчетдля разрешения 320 на 240.

320 горизонтальное разрешение X 240 вертикальноеразрешение

76,800 точек на кадр X 3байтов на каждую точку/пиксель

230,400 всего байтов на кадрX 15 кадров в секунду

3,456,000 всего байтов всекунду / 1,048,576 конвертируем байты в Мбайты

Итого: 3,456,000 байт/с, или 3,3 Мбайт/с

Как видите, уменьшив размер изображения, мы добилисьвесьма существенного уменьшения объема данных, передаваемых в единицу времени.Однако стандартная ISA-шина имеет пропускную способность всего около 600Кбайт/с. Поэтому, даже существенно пожертвовав качеством видео, мы все ещевынуждены оперировать данными, объем которых в 6 раз больше допустимого уровня.К тому же, не забудьте, что 3,3 Мбайт занимает всего лишь одна секунда видео.Для двухчасового фильма потребуется 23,73 Гбайт дискового пространства! За счет дальнейшего уменьшения размераокна, понижения качества изображения и перехода с RGB формата на YUV (4:1:1)можно добиться еще некоторого снижения объема данных, примерно до 1,5 Мбайт/с.Но этого все равно явно недостаточно.

3.1.Все о сжатии видеоданных:

Очевидно, что сжатие видеонужно для уменьшения объема цифровых видео файлов, предназначенных дляхранения, при этом желательно максимально сохранить качество оригинала.Различают сжатие обычное в режиме реального времени, симметричное илиасимметричное, с потерей качества или без потери, сжатие видеопотока илипокадровое сжатие.

Сжатие обычное (в режиме реального времени). Термин real-time(реальное время) имеет много толкований. Применительно к сжатию данныхиспользуется его прямое значение, т. е. работа в реальном времени. Многиесистемы оцифровывают видео и одновременно сжимают его, иногда параллельносовершая и обратный процесс декомпрессии и воспроизведения. Для качественноговыполнения этих операций требуются очень мощные специальные процессоры, поэтомубольшинство плат ввода/вывода видео для PC бытового класса не способныоперировать с полнометражным видео и часто пропускают кадры.

Недостаточная частота кадровявляется одной из основных проблем для видео на PC. При производительности ниже24 кадров/с видео перестает быть плавным, что нарушает комфортность восприятия.К тому же, пропущенные кадры могут содержать необходимые данные посинхронизации звука и изображения.

Симметричное или асимметричное сжатие. Этот показатель связан с соотношениемспособов сжатия и декомпрессии видео. Симметричное сжатие предполагает возможностьпроиграть видеофрагмент с разрешением 640 на 480 при скорости в 30 кадров/с,если оцифровка и запись его выполнялась с теми же параметрами. Асимметричноесжатие — это процесс обработки одной секунды видео за значительно большеевремя. Степень асимметричности сжатия обычно задается в виде отношения. Такцифры 150:1 означают, что сжатие одной минуты видео занимает примерно 150 минутреального времени.

Асимметричное сжатие обычноболее удобно и эффективно для достижения качественного видео и оптимизации скоростиего воспроизведения. К сожалению, при этом кодирование полнометражного роликаможет занять слишком много времени, вот почему подобный процесс выполняютспециализированные компании, куда отсылают исходный материал на кодирование(что увеличивает материальные и временные расходы на проект).

Сжатие с потерей или без потери качества. Как мы уже говорили, чемвыше коэффициент сжатия, тем больше страдает качество видео. ВСЕ методы сжатияприводят к некоторой потере качества. Даже если это не заметно на глаз, всегдаесть разница между исходным и сжатым материалом. Пока существует всего одиналгоритм (разновидность Motion-JPEG для формата Kodak Photo CD), которыйвыполняет сжатие без потерь, однако он оптимизирован только для фотоизображенийи работает с коэффициентом 2:1.

Сжатие видеопотока или покадровое сжатие. Это, возможно, наиболееобсуждаемая проблема цифрового видео. Покадровый метод подразумевает сжатие ихранение каждого видеокадра как отдельного изображения. Сжатие видеопотокаосновано на следующей идее: не смотря на то, что изображение все времяпретерпевает изменения, задний план в большинстве

видеосцен остается постоянным — отличный повод длясоответствующей обработки и сжатия изображения. Создается исходный кадр, акаждый следующий сравнивается с предыдущим и последующим изображениями, афиксируется лишь разница между ними. Этот метод позволяет существенно повыситькоэффициент сжатия, практически сохранив при этом исходное качество. Однако вэтом случае могут возникнуть трудности с покадровым монтажом видеоматериала,закодированного подобным образом.

 

Коэффициент сжатия. Этот показатель особенно важен для профессионалов, работающих сцифровым видео на компьютерах. Его ни в коем случае нельзя путать скоэффициентом асимметричности сжатия. Коэффициент сжатия — это цифровоевыражение соотношения между объемом сжатого и исходного видеоматериала. Дляпримера, коэффициент 200:1 означает, что если принять объем полученного послекомпрессии ролика за единицу, то исходный оригинал занимал объем в 200 раз больший.

Обычно, чем выше коэффициентсжатия, тем хуже качество видео. Но многое, конечно, зависит от используемогоалгоритма. Для MPEG сейчас стандартом считается соотношение 200:1, при этомсохраняется неплохое качество видео. Различные варианты Motion- JPEG работают скоэффициентами от 5:1 до 100:1, хотя даже при уровне в 20:1 уже трудно добитьсянормального качества изображения. Кроме того, качество видео зависит не толькоот алгоритма сжатия (MPEG или Motion-JPEG), но и от параметров цифровойвидеоплаты, конфигурации компьютера и даже от программного обеспечения (к этимвопросам мы вернемся чуть позже в сравнительном обзоре видеоплат).

3.2.Методы сжатия видеоданных.

Как выбрать метод сжатия?Методы сжатия данных используют математические алгоритмы для устранения,группировки и/или усреднения схожих данных, присутствующих в видеосигнале.Выбор конкретного алгоритма зависит от вашей конечной цели. Существует большоеразнообразие алгоритмов сжатия, включая PLV, Compact Video, Indeo, RTV и AVC,но только Motion JPEG (Joint Photographic Experts Group), MPEG-1 и MPEG-2признаны международными стандартами для сжатия видео.

Практически всерассматриваемые ниже видеоплаты построены на основе одного из двух методовкомпрессии: Motion-JPEG или MPEG. Нелегко судить о преимуществе одного форматанад другим, тем более что области применения этих форматов несколькоразличаются, так как технология MPEG кодирования и монтажа до последнеговремени была более дорогостоящей и сложной. Большую роль сыграло ианонсирование спецификаций формата MPEG-2, который ляжет в основу новыхвидеотехнологий не только на компьютерах, но и применительно к телевидению икино. Судя по всему, этот формат в совокупности с новыми CD-дисками высокойплотности (DVD) основательно изменит привычный видеорынок. Без сжатия оченьтрудно обеспечить непрерывную передачу видео со скоростью 21 Мбайт/с(требования CCIR 601[3] — признанного в мире стандарта цифрового телевидения), а объемы и стоимостьхранения несжатых видеоданных на дисках фактически делает невозможнымприменение PC для чернового монтажа. Качество сжатия варьирует в довольношироких пределах; обычными для современных видеосистем являются коэффициентысжатия от 1:4 до 1:100. Для цифрового оборудования, которое используется принелинейном монтаже видео с вещательным (1:4 и менее) качеством влияние сжатияможет быть особенно заметным. На сегодняшний день наибольшее распространениеполучили два стандарта сжатия: Motion-JPEG и MPEG. Сейчас разрабатываются новыеметоды сжатия изображения и видеопотока, но какие бы совершенные алгоритмы приэтом ни применялись, неизменным остается одно: чем выше

коэффициент сжатия — тем хуже качество. Методысжатия сводятся к анализу изображения, на основании которого делаютсяпредположения обо всем изображении в целом, что изначально допускаетвозможность погрешности. Применение подобных интегральных оценок к разнымкартинкам при сжатии дает разные результаты. И даже если сжатие позволяетдостичь прекрасных результатов на картинке с плавными переходами и небольшими шумами,то обработка резкого и зашумленного изображения может привести к худшимрезультатам.

4.Контроль параметров цифрового видео.

 Возможность контроля параметров цифровоговидео особенно важна, если производительность вашей системы и пропускнаяспособность шины ограничены (как это обычно и бывает). Хорошая системаоцифровки и сжатия видео должна позволять задавать наиболее важные параметрыдля аппаратной и программной части видеосистемы. В некоторых примененияхрешающее значение имеет скорость воспроизведения видео (частота кадров/с), нопри этом приходится отказаться от полноэкранного изображения. В других случаяхвполне достаточно уровня в 15 кадров/с, но качество этих кадров должно бытьидеальным.

Оборудование и программноеобеспечение для оцифровки и сжатия видео должны иметь возможности управленияэтими операциями, чтобы удовлетворить вашим требованиям. Внимательно отнеситеськ этой рекомендации, так как не все системы имеют достаточные средства поконтролю параметров видео.

5.Анимационные контроллеры и системынелинейного видео-монтажа           (недостатки традиционного метода записи видео и                                                               преимущества систем не линейного монтажа)

Традиционная технологияработы с цифровым видео на компьютере для записи и воспроизведения видеоданныхтребует использования программно управляемого видеомагнитофона, обеспечивающегопозиционирование ленты с покадровой точностью. Этот процесс имеет целый ряднедостатков:

•очень длительный процесссброса на пленку (4 кадра в минуту);

•высокая стоимостьпрограммно управляемого видеомагнитофона;

•очень высокий износмеханики магнитофона при работе в покадровом режиме;

•режим покадрового сбросаповышает уровень шумов на ленте;

•обработанное видеозаписывается на мастер-ленту, при дублировании которой происходит потерякачества.

Использование анимационных ивидеоконтроллеров позволяет воспроизводить цифровое видео в режиме реальноговремени непосредственно с диска компьютера или записывать с видеоленты на диск.Преимущества такой технологии:

•отпадает необходимость вдорогом магнитофоне с покадровой записью;

•высокая скорость сбросавидео на ленту — процесс занимает столько времени, сколько длится сам клип;

•щадящий режим использованиядорогой видеотехники;

•мастер-ленту можно получатьлюбое число раз.

Что такое MPEG?Структура MPEG-последовательности.

Технология MPEG используетпоточное сжатие видео, при котором обрабатывается не каждый кадр по отдельности(как это происходит при сжатии видео с помощью алгоритмов Motion-JPEG), аанализируется динамика изменений видеофрагментов и устраняются избыточныеданные. Поскольку в большинстве моментов фон изображения остается достаточностабильным, а действие происходит только на переднем плане, алгоритм MPEG начинаетсжатие с создания исходного (ключевого) кадра. Играя роль опорных привосстановлении остальных изображений, они размещаются последовательно черезкаждые 10-15 кадров. Только некоторые фрагменты изображений, которые находятсямежду ними, претерпевают изменения, и именно эта разница сохраняется присжатии. Таким образом,MPEG-последовательность содержиттри типа изображений:

   Intro (I) – исходные(И) кадры, содержащие разность основное изображение;

   Predicted (P) – предсказуемые(П) кадры, содержащие разность текущего изображения с предыдущим И-кадром илиучитывающие смещения отдельных фрагментов.

   Bi-directional Interpolated (В) –двунаправленные (Д) кадры, содержащие только отсылки к предыдущим илипоследующим изображениям (И или П) с учетом смещений отдельных фрагментов.

И-кадры имеют довольнонизкий коэффициент сжатия и составляют основу MPEG-файла. Именно  благодаря им возможен случайный доступ ккакому-либо отрывку видео. П-кадры кодируются относительно предыдущих кадров(будь то И- или П-кадры) и обычно используется как сравнительный образец длядальнейшей последовательности П-кадров. В этом случае достигается высокийкоэффициент сжатия, но при этом для их привязки к  видеопоследовательности необходимо  использовать не только предыдущие, но ипоследующее изображение. Сами Д-кадры никогда не используются для сравнения.

Изображения объединяются вгруппы  (GOP – group of pictures), представляют собой минимальныйнабор повторяемых последовательных изображений. Типичной является группа вида:( И0 Д1 Д2 П3 Д4 Д5 П6 Д7 Д8  П9 Д10Д11) 

Отдельные изображениясостоят из структурных единиц  — макроблоков, соответствующих участку изображения размером 16Х16 пикселов. Компьютер анализируетизображения и ищет идентичные или похожие макроблоки, сравнивая базовые ипоследующие кадры. В результате сохраняется только данные о различиях между кадрами,называемые

вектором смещения (vectormovement code).Макроблоки,которые не претерпевают изменений, игнорируются, так что количество данныхдля реального сжатия и хранения существенно снижаются. Для повышения устойчивостипроцесса восстановления изображения к возможным ошибкам передачи данныхпоследовательные макроблоки объединяют в независимые друг от друга разделы (slices).В свою очередь, каждый макроблок состоит из шести блоков, четыре из которых несутинформацию о яркости, а два определяют цветовые компоненты. Блоки являются базовымиструктурным единицами, над которыми осуществляются основные операциикодирования, в том числе выполняется и дискретное преобразование (DCT – Discrete Cosine Transform).В результате при использовании MPEG-технологииможно достигнуть рабочего коэффициента более чем 200:1, хотя это приводит кнекоторой потере качества.

 

Использование MPEG

1.  MPEG-1

Качественные параметрывидеоданных, обработанных MPEG-1, во много аналогичныобычному VHS-видео, поэтому этот формат применяется в первуюочередь там, где неудобно или непрактично использовать стандартные аналоговыевидеоносители.

             1.1   Видеокиоски.

Видеокиоски (или информационныекиоски) дают возможность по-новому организовать и автоматизировать сервис врамках одной организации. Особенно это важно для розничных магазинов,автомобильных салонов, банков и музеев. Продавец не всегда способен уделитьдостаточно внимания сразу нескольким клиентам, зачастую от не имеет возможностиподробно рассказать обо всех особенностях того или иного продукта или нагляднои эффектно его продемонстрировать. А видеокиоск всегда под рукой. В нем можноразместить не только подробную информацию об имеющихся продуктах и услугах, нои включить туда интерактивные видеофильмы, позволяющие просто и наглядноответить на многие вопросы. К примеру: «Какие у вас имеются моделиавтомобилей?«, »Расскажите об их особенностях», «Какой цвет я могу выбрать?». Информация,которая выводилась в виде слайдов и сопроводительного текста, теперь становитсяболее доступной и эффектной благодаря внедрению полноэкранного видео. ИспользуяMPEG-1, разработчик регулярно и без особых дополнительных затрат обновлятьсодержимое видеокиоска. Развитие программных средств и эволюцияпользовательского интерфейса ведут к все более впечатляющим возможностяминтерактивности.

 

  1.2 Видео потребованию (Video on Demand) .

Термин «видео по требованию»появился сравнительно недавно. В начале подобный сервис можно было встретитьтолько в дорогих отелях, а теперь уже полным ходом идет реализация глобальнойидеи об интерактивной цифровой системе, благодаря которой любой пользовательсможет запросить какой-либо фильм или передачу в определенное время и прямо надом. Современные технологии позволяют говорить об этом проекте как о грядущейреальности, хотя до появления подобного устройства в широком потреблениипройдет еще несколько лет.

   1.3 Видео по телефону.

Некоторые телефонныекомпании сейчас разрабатывают системы, позволяющие получать фильмы пообыкновенной телефонной линии. Правда, приходиться учитывать

ограниченную пропускную способность имеющихсятелефонных коммникаций, но повсеместное внедрение стандарта ISDN идругих новых технологий связи поможет решить эту проблему.

   1.4 Обучение.

Рынок тренажеров иинтерактивных учебных комплексов сейчас бурно развивается. Раньше для подобныхзадач используется аналоговые видеосистем и лазерные диски. Стандарт MPEG сталидеальной альтернативой, так как эта технология при более низких затратах даетцелый ряд преимуществ: транспортабельность и компактность, простотамодернизации и

возможность работать в сети. Мне кажется, что дляроссийских фирм этот рынок сегодня представляет большой интерес.

    1.5  Презентации.

Корпоративный рынокстановиться все более требовательные к качеству и техническим возможностямпрезентационного оборудования. Большинство новых программных пакетов,предназначенных для подобных целей, поддерживают работы в видео, в том числе ив формате MPEG. Однако многие пользователи пока недооцениваютвозможности, которые предоставляют нам современные мультимедиа-системы. Ведьдаже если написать хороший, аргументированный проект или доклад, то безэффектного сопровождения и интерактивных иллюстраций ваши идеи могут остатьсянепонятными или невостребованными. Многие менеджеры уже убедились в этом насобственном опыте.

   1.6 Видеобиблиотеки.

Организации, имеющие большиевидеоархивы, могут существенно выиграть, перекодировав их в цифровой формат ипоместив их на CD-носители или на специальный сервер. В отличие отаналоговых носителей данный метод гарантирует длительное хранение, многократноепроигрывание без потери качества и быстрый доступ к любому фрагменту. К томуже, обладая подобным видеоматериалом, вы легко можете открыть удаленный доступк нему через локальную сеть (интранет) или через WWW. Поэтому музеи, библиотеки,государственные предприятия и научные учереждения, так же как рекламные фирмы иинформационные агентства, переходят сейчас на цифровое видео.

                                                           2 MPEG-2

Спецификация MPEG-2подразумевает использование высоких разрешений для достижения максимальногокачества изображения, поэтому этот формат применяется в первую очередьпрофессионалами.

 

   2.1 Кабельное телевидение (CATV: Cable Television)

Идея перевести кабельноетелевидение на цифровое вещание напрашивается сама собой. Имеющиеся магистралидля передачи видеосигнала вполне могут выдержать интенсивность и объем данных,необходимые для вещания MPEG-видео высокого разрешения (MPEG-2).Уже в ближайшее время должны появиться первые подобные системы, и тогдапользователь реально сможет принимать телепередачи в высоком разрешении состереозвуком и даже Dolby Surround.

   2.2 Направленное спутниковое вещание (DBS: Direct Broadcast Satellite).

Консорциум Hughes/USSB  собирается использовать MPEG-2 длянаправленного вещания. Компания Thomson уже производит специальныедекодеры, установив которые вы сможете принимать до 150 каналов. Правда, такие системы работают покатолько в Северной Америке.

   2.3 ТВЧ – телевидение высокой четкости (HDTV: High-Definition Television)

 В США создан консорциум компаний (U.S. Grand Alliance), который разрабатывает новый стандарт HDVNдля телевидениявысокого разрешения. В нем будет использоваться MPEG-2с поддержкой споддержкой следующих режимов: 1440х960 при 30 гц и 1280х720 при 60 гц. Легко себе представить, сколь высокое качествоизображения и звука в подобных телепередачах.

                                                             Заключение.

В итоге можно сказать, что MPEGявляетсядоминирующим стандартом для полнометражного видео, за исключением нелинейногоцифрового монтажа, где в данный момент более распространен Motion-JPEG.Однако по мере того каквсе большее количество кодирующих MPEG-систем будетпоявляться на рынке,MPEG-2 внедриться и в эту нишу. Надо полагать, что найдется много новыхобластей применения для технологии MPEG, начиная отвысококачественных цифровых DVD-видеодисков и нове

еще рефераты
Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам