камальдинова. Мультимедиа технологии
 Скачать 6.03 Mb.
|
|
Соотношение ширины и высоты кадра – важнейший параметр в любом видеоматериале. Старому стандарту, который предписывает соотношение сторон как 4:3, появившемуся еще в 1910 году, на смену приходит более соответствующий естественному полю зрения человека стандарт 16:9, на который сейчас ориентируется цифровое телевидение. 105 Количество цветов и цветовое разрешение видеосигнала описывается цветовыми моделями, рассмотренными ранее. В компьютерной технике применяется в основном RGB, HSV. Ширина видеопотока или битрейт (от англ. Bitrate – частота битов) – это количество обрабатываемых бит видеоинформации за секунду времени. Чем выше ширина видеопотока, тем в общем лучше качество видео. Например, для формата VideoCD битрейт составляет всего примерно 1 Мбит/с, для DVD – около 5 Мбит/с, а для формата HDTV – около 10 Мбит/с. Качество видео измеряется с помощью формальных метрик, таких, как PSNR или SSIM, или использованием субъективного сравнения с привлечением экспертов. Качество видео измеряется с помощью формальных метрик, таких, как PSNR или SSIM, или использованием субъективного сравнения с привлечением экспертов. Метрика PSNR 2 1 0 1 0 ) , ( ) , ( 1 m i n j j i K j i I mn MSE , гдеI(I,j) – значение канала пикселя с координатами (i,j) эталонного изображения; K(i,j) – значение канала пикселя с координатами (i,j) сравниваемого изображения; m – ширина изображения; n – высота изображения. PSNR определяется следующим образом ) ( log 20 ) ( log 10 10 2 10 MSE MAX MSE MAX PSNR I I , где MAX I – это максимальное значение, принимаемое пикселем изображения. Метрика SSIM.В отличие от предыдущей метрики SSIM учитывает искажение яркости и контраста, а также степень коррелированности между двумя изображениями. Данная метрика является более универсальной, т.к. она отражает не только некоторую схожесть обработанного изображения по отношению к 106 оригиналу, но и должным образом учитывает различные виды искажений. Данный метод не привязан к специфике изображения и искажениям, присутствующим в нем, а основывается на статистическом анализе отдельных блоков входного сигнала и дальнейшем сравнении полученных результатов со значениями эталонного изображения. Оценка сводится к определению степени сходства соответствующих частей сравниваемых изображений по трем составляющим: яркость, контраст, структура. 5.4 Качество видео. Классификация Очень низкое качество 1. CAMRip. CAMRip, Экранка – фильм, отснятый с экрана зала кинотеатра при помощи обычной камеры без точной синхронизации с проектором. Самое низкое качество из всех возможных. В некоторых фильмах видны головы других кинозрителей. Качество звука никуда не годится, возможны помехи в виде смеха публики или постороннего разговора. Размер кадра 720x336. 2. TS (англ. TeleSync) – запись профессиональной (цифровой) камерой, установленной на штатив в пустом кинотеатре с экрана. Съемка производится с синхронизацией, при которой камера получает от проекционного оборудования сигнал, позволяющий точно определить момент полного открытия обтюратора проектора. Качество чуть лучше, чем с простой камеры. Звук записывается напрямую с проектора или с другого отдельного выхода, например, гнездо для наушников в кресле (как в самолете). Звук, записанный таким образом, получается более-менее приемлемого качества и без помех. Как правило, звук в режиме стерео. Размер кадра 720x304. Низкое качество 1. VHSRip – рип, сделанный с VHS-кассеты. Картинка зачастую отличается перенасыщенностью цветов. Кроме того, в фильме встречаются горизонтальные полосы и дрожание картинки – дефекты замятой пленки или 107 потери трекинга. По краям бывают видны характерные VHS-ные шумы: белые крапинки и полоски. Качество зависит от сохранности пленки. Размер кадра 720x480. 2. WP (англ. Workprint) – утечка промежуточной версии фильма из киностудии. Самый оперативный источник, но не хвастающийся лучшим качеством. Промежуточная версия может отличаться от окончательной: могут быть недостающие и лишние сцены, не убраны ляпы. На экране всегда есть таймер, служащий для дальнейшего монтажа. Впрочем, этот источник интересен тем, что может отражать режиссерский взгляд на фильм. Размер кадра 720x384. 3. SCR (VHSScr) и DVDScr. Утечка промо-копий фильма, которые раздаются критикам и другим людям, связанным с видеоиндустрией. В таких фильмах есть большое количество титров, предупреждающих о том, что «распространение запрещено, если купил этот фильм, звони по номеру XXX». Некоторые части фильма могут быть черно-белыми. Качество изображения зависит от источника (VHS, DVD и т. д.) и, как правило, хуже обычных DVD. SCR (англ. Screener) – рип с promotional видеокассеты для прессы (кассета для кинокритиков или рекламная версия). Качество изображения сравнимо с очень хорошим VHS, но картинка обычно «испорчена» водяными знаками, предупреждающими надписями и черно-белыми вставками. Звук неплохой, обычно стерео или Dolby Surround. Размер кадра 720x404. DVDScr (англ. DVD-Screener) – тоже самое, что и SCR, только используется уже promotional DVD, который обычно выпускают без доп. материалов и субтитров. Иногда может присутствовать счетчик или другие вставки и надписи. Размер кадра 720x304. 4. TC (англ. Telecine) – копия, отснятая с киноленты при помощи специального оборудования (фильм-сканера), либо записанная со специального проектора с выходами для аудио и видео. Качество зависит от применяемого оборудования: от среднего до неотличимого от DVD. Звук, как 108 правило, вполне приличный. Иногда бывают проблемы с естественностью цветов, например, «желтизна» картинки. Размер кадра 640x272. Среднее качество 1. LDRip (англ. LaserDisc-Rip) – рип с лазерного диска. По качеству заметно уступает DVD. На данный момент почти не встречается. Размер кадра 528x400. 2. TVRip – запись с телевидения. На них можно заметить логотипы соответствующих телевизионных каналов. Изображение зависит от качества приема сигнала, оборудования, ПО и навыков рипующего. В идеале, картинка должна быть сравнима с DVDRip, но на практике всегда худшего качества. Размер кадра 692x416. 3. SATRip, DVBRip, DTVRip – материал, аналогичный TVRip, но записанный с видеосигнала спутникового, наземного цифрового или цифрового IP-телевидения соответственно. Как правило, это цифровое MPEG2 видео. Качество зависит от провайдера, канала и качества рипа. Обычно такой рип лишь немного уступает DVDRip, хотя есть исключения. Чаще всего присутствует логотип канала. Размер кадра 704x512. 4. PDTV и PDTVRip. PDTV (англ. Pure Digital Television) – в дословном переводе звучит как «чистое цифровое телевидение». Это телевидение с качеством ниже стандарта HDTV, но выше кабельного. PDTVRip – видеоряд, захваченный с PDTV с помощью ТВ-тюнера или специального оборудования. Также под общим обозначением PDTVRip может скрываться SATRip, DVBRip, IPTVRip. Логотип канала может как присутствовать, так и отсутствовать. Качество такого видео граничит с DVDRip. Размер кадра 624x352 Хорошее качество 1. DVDRip – рип с DVD. Качество самое лучшее из приведенных выше, и сильно зависит от применяемого при сжатии ПО, применяемых кодеков и мастерства автора рипа («риппера»). Звук в DVDRip может быть либо стерео (MP3), либо 5-ти канальным (AC3), либо 6-ти канальным (Dolby 109 Digital 5.1 (AC3) или DTS). В большинстве случаев размер DVD-рипа составляет примерно 745 MB, 1.46 GB или 2.18 GB. Размер кадра 720x384. 2. DVD (англ. Digital Versatile Disk) – цифровой универсальный диск. До появления Blu-Ray и HD DVD был самым современным стандартом хранения информации на оптическом (лазерном) диске. Стандарт качества: SD (Standard Definition – стандартное качество). В данном случае подразумевается точная копия диска со всей его структурой: папка VIDEO_TS для видео и папка AUDIO_TS для аудио DVD. Размер кадра 720x576. 3. .DVD Custom – самодельный DVD, который не выпускался тиражами ни одним из издательств. Создание такого DVD происходит путем полноценного авторинга: самостоятельного изготовления всех элементов структуры DVD «с нуля». Либо путем изменения содержимого ранее изданного DVD: количества или качества потоков видео и аудио, меню, дополнительных материалов и т.п., – за исключением снятия защиты. Отличное качество 1. HDRip – рип с любого источника высокой четкости (720p и выше), кроме HDTV, а также рип с неизвестного/ неопределенного/ неклассифицированного источника высокой четкости. Качество изображения лучше, чем у DVDRip. Размер кадра 704x384. 2. HDTVRip, HDTVRip. HDTVRip – рип с HDTV трансляции спутникового канала, вещающего в HD (High Definition – высокое разрешение), или повторный рип с HDTVRip 720p или 1080p в SD качество. Размер кадра720x400, 1280x720. 3. WEB-DLRip – WEB-DL, пережатый в более мелкий формат для экономии размера. Чаще всего пережимают в SD качество, но бывает и пережатие FullHD 1080p или 1080i в HD 720p. Размер кадра720x400. 4. HD DVDRip – пережатка с оригинального HDDVD. Возможно некоторое ухудшение качества относительно оригинала. Чаще всего пережимают в HD качество 1080p или 720p. 110 5. BDRip – пережатка с оригинального Blu-Ray диска или BDRemux, что, по сути, то же самое. Возможно, некоторое ухудшение качества относительно оригинала. Чаще всего пережимают в HD качество, но случаются и SD рипы c Blu-Ray. Наилучшее качество 1. HDTV – это телевидение высокой четкости, вещаемое посредством цифровых каналов связи: кабельные и спутниковые сети. Наихудшее среди прочих форматов высокой четкости качество изображения. По сравнению с остальными часто имеет серьезные проблемы с цветопередачей, нередко встречаются значительные «артефакты», шумы, иногда присутствует логотип канала. Однако этот формат по-прежнему обеспечивает лучшее, нежели DVD, качество изображения и, к тому же, в настоящее время очень широко распространен за рубежом, и останется таковым в обозримом будущем. 2. WEB-DL – трансляция через интернет в улучшенном качестве по сравнению с HDTV. Нет ни логотипов, ни рекламы. Источниками являются различные платные сервисы, такие как iTunes Store. По качеству лишь немного уступает Blu-Ray. Изначально цифровые или профессионально перекодированные копии, обычно имеют разрешение 480p для SD и 720p, 1080p или 1080i для HD качества. 3. HD DVDRemux – пересобранный в ts или mkv контейнер (Matroska) HDDVD без какого-либо сжатия, но с вырезанными дополнительными материалами, ненужными звуковыми дорожками и субтитрами. Качество картинки абсолютно идентично HDDVD. 4. HD DVD – стандарт качества видео высокой четкости, фактически проигравший в конкуренции с Blu-Ray. Очень четкая картинка с разрешением 1920x1080 точек. В данном случае подразумевается точная копия диска со всей его структурой. 5. BDRemux – пересобранный в ts или mkv контейнер (Matroska) Blu- Ray без какого-либо сжатия, но с вырезанными дополнительными 111 материалами, ненужными звуковыми дорожками и субтитрами. Качество картинки абсолютно идентично Blu-Ray. 6. Blu-Ray Disc, BD (англ. blue ray – синий луч, disc – диск) – формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой четкости. В данном случае подразумевается образ Blu-Ray диска с полным сохранением внутренней структуры. Разрешение изображения стандарта FullHD 1080p. WS (англ. WideScreen) – щирокоэкранное видео. LB (англ. LetterBox) – широкоэкранное видео, вписанное в стандартное 4:3. FS (англ. FullScreen) – полноэкранное видео (4:3). Proper – видео с лучшими характеристиками, чем предыдущий релиз. SiteRip – ролик, скачанный с какого-либо сайта-правообладателя. Например, с платных видеоресурсов. Сцен-рип – рип с настройками, ориентированными на быстрое кодирование, а не на качество. Версии фильма (издания): TC (англ. Theatrical Cut) – театральная версия фильма. EC (англ. Extended Cut) – расширенная версия фильма. DC (англ. Director's Cut) – режиссерская версия фильма. SE (англ. Special Edition) – cпециальное издание фильма. Unrated – фильм, не получивший рейтинга от Motion Picture Association of America (MPAA), т.к. не вписывается в их цензурные рамки. CEE (англ. Central Europe Edition) – европейская версия. 5.5. Стандарты цифрового кодирования и сжатия видеоматериалов 1. MPEG-2 – группа стандартов цифрового кодирования видео- и аудиосигналов. MPEG-2 в основном используется для кодирования видео и аудио при вещании, включая спутниковое вещание и кабельное телевидение. С некоторыми модификациями этот формат также используется как стандарт для сжатия DVD. 112 2. MPEG-4 – новый международный стандарт сжатия цифрового видео и аудио, появившийся в 1998 году. Используется для вещания (потоковое видео), записи дисков с фильмами, видеотелефонии и широковещания. Включает в себя многие функции MPEG-2 и других стандартов, добавляя такие функции, как поддержка языка виртуальной разметки VRML для показа трехмерных объектов, объектно-ориентированные файлы, поддержка управления правами и разные типы интерактивного медиа. 3. Ogg Theora – видеокодек, рзработанный фондом Xiph.Org как часть их проекта «Ogg» (целью этого проекта является интеграция видеокодека On2 VP3, аудиокодека Ogg Vorbis и мультимедиа-контейнера Ogg в одно мультимедийное решение, наподобие MPEG-4). Полностью открытый, свободный в лицензионном отношении мультимедиа-формат. Сжатие видеоинформации Основные виды сжатия видеоинформации: обычное, в режиме реального времени; симметричное или асимметричное; с потерей качества или без потери; сжатие видеопотока или покадровое сжатие. Основные проблемы с видео: несжатые данные занимают очень много места; каналы передачи и возможности хранения ограничены. При сжатии используется: когерентность областей изображения – малое локальное изменение цвета; избыточность в цветовых плоскостях – используется большая важность яркости для восприятия: пространственная (используется DCT или Wavelet преобразования); временная (между кадрами, сжимается межкадровая разница); цветового пространства (RGB переводится в YUV и цветовые компоненты прореживаются); 113 подобие между кадрами — на скорости 25 кадров в секунду соседние кадры, как правило, изменяются незначительно. Типы кадров в потоке I-кадры – независимо сжатые (I-Intrapictures); P-кадры – сжатые с использованием ссылки на одно изображение (P- Predicted); B-кадры – сжатые с использованием ссылки на два изображения (B- Bidirection). Рис. 5.9 Примеры последовательности кадров Компенсация движения Простая межкадровая разница работает плохо при сильном движении в кадре Алгоритмы компенсации движения отслеживают движение объектов в кадре: уменьшение межкадровой разницы (увеличение ее степени сжатия); необходимость сохранения информации о движении в кадре; существенно большее время, необходимое для сжатия. Идеальный алгоритм: выделение в кадре объектов и компактное описание их движений. Проблема: огромные объемы вычислений и весьма сложные алгоритмы. Реально используются квадратные блоки, с размером, кратным 8 и достаточно простая организация блоков. Для каждого блока в кадре мы находим похожий в предыдущем кадре в некоторой окрестности положения блока. 114 Если достаточно похожий блок в предыдущем кадре не найден – блок сжимается независимо (Intra-Blocks). Сжимаемое изображение Блок, для которого мы ищем похожий Область предыдущего кадра Найденный подобный блок Prepared by MSU Videogroup Рис. 5.10 Приниципы межкадрового сжатия 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 7 8 9 6 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Предыдущий кадр P- кадр B- кадр Следующий кадр Предыдущий кадр Prepared by MSU Videogroup Рис. 5.11 Приниципы межкадрового сжатия с учетом различных типов кадров Краткие итоги лекции 5 Видео (от лат. Video – «смотрю», «вижу») – под этим термином понимают широкий спектр технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального и аудиовизуального материала на мониторах. Наиболее важные характеристики видеосигнала – это количество кадров в секунду, развертка, разрешение, соотношение сторон, цветовое 115 разрешение, ширина видеопотока, качество. Рассмотрим эти характеристики по отдельности. Типы видео: аналоговое и цифровое. Стандарты аналогового видео: PAL, SECAM, NTSC. Все системы аналогового цветного телевидения имеют примерно одинаковые характеристики. В настоящее время в мире остается все меньше стран, где они используются |