Практическая работа специальности 09.02.01.

Практическое занятие № 13

Тема: «Дискретное представление звуковой и видеоинформации»

Цель: познакомиться с процессом преобразования аналогово звукового сигнала в цифровой звуковой сигнал; научиться определять информационный объем оцифрованного звука.

 

Теория:

Звуковой сигнал - это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дискретизирован, т.е. превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

Характеристики звука.

Тон звука - определяется частотой звуковой волны (или, периодом волны). Чем выше частота, тем выше звучание.

Громкость звука - определяется интенсивностью сигнала. Чем выше интенсивностью звуковой волны, тем громче сигнал.

Поэтому для перевода в компьютер аналоговый звуковой сигнал необходимо превратить в цифровой. Для воспроизведения же - наоборот - цифровой сигнал необходимо превратить в аналоговый. Для этого используются специальные устройства: аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Оба эти устройства встроены в звуковую карту вашего компьютера.

Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука за одну секунду

Глубина кодирования звука

Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука

N – Количество уровней громкости (разрядность квантования)
i – Глубина кодирования

Пример. Глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:     N = 2^I = 2¹⁶ = 65 536

Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука

‒                   Самое низкое качество: телефонная связь при частоте дискретизации 8000 раз в секунду глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (моно)

‒                   Самое высокое качество: аудио-CD при частоте дискретизации 48000 раз в секунду глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (стерео)

 

 

Дискретное представление видеоинформации. Преобразование оптического изображения в последовательность электрических сигналов осуществляется видеокамерой. Эти сигналы несут информацию о яркости и цвете отдельных участков изображения. Они сохраняются на носителе в виде изменения намагниченности видеоленты (аналоговая форма) или в виде последовательности кодовых комбинаций электрических импульсов (цифровая форма).

Видеофайл — это набор статичных изображений, меняющих друг друга с определенной частотой. Каждое статичное изображение является отдельным кадром видео.

В основном, видео хранят в видеофайлах, в которых применены различные алгоритмы сжатия информации. Благодаря этим технологиям видеофайл можно сжимать в десятки и сотни раз практически без потери качества картинки и звука.

 

Ход работы:

 

Задание 1. Запишите форматы видеофайлов и дайте характеристику.

 

Задание 2. Определить информационный объем оцифрованного звука.

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1. В течении 25 секунд производилась запись звука в компьютер при частоте дискретизации 22, 050 кГц и разрядности квантования 16 бит. Определите информационный объем получившегося файла.

Задача 2. В течении 2 минут производилась запись звука в компьютер при частоте дискретизации 22, 050 кГц. Информационный объем получившегося файла 7,938 Мб. Определите разрядность квантования.

Задача 3. В течении 1 секунды производилась запись звука в компьютер при разрядности квантования 16 бит. Информационный объем получившегося файла 192 кб. Определите частоту дискретизации.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Описание формата MP4.

MP4 – это сокращенное обозначение формата MPEG-4 Part 14. Этот формат также может упоминаться как MPEG-4 AVC, где AVC (Advanced Video Coding) означает расширенное кодирование видео. Как видно из названия формата, он предназначен для работы с видео файлами и впервые предложен в 1998. Формат MPEG относится к Motion Pictures Expert Group (Экспертной группе кинофильмов), которая отвечает за ведение промышленных стандартов в области цифровой записи звука и видео.

MP4 представляет собой контейнерный формат, который позволяет комбинировать в одном файле аудио, видео, субтитры и картинки. Он также подходит для размещения расширенного содержимого, как трехмерная графика, меню и интерактивные возможности для пользователя.

Поскольку формат MP4 проявил себя надежным приложением, которое потребовало относительно низкую производительность, многие пользователи смогли использовать в своих интересах такой инструмент. Это стало особенно возможным вследствие развития технологий по созданию более мощных настольных и переносных устройств, которые имели большую емкость жесткого диска и были более мощными. Повышение скорости различных видов подключений к Интернету также помогло сделать MP4 более доступным для большей количества пользователей. Формат MP4 работает подобно формату MP3, хотя является намного более сложным. Формат сжимает файлы, совершенно не теряя качества. Технология MP3 сделала революционный скачок в развитии способа использования музыки и аудио файлов. По всей видимости, формат MP4 сможет сделать то же самое для видео.

Фильм или видеоклип сжимаются с помощью MPEG-4, что обычно применяется для того, чтобы разместить видео файлы в Интернете. Видео формат MPEG-4 использует отдельное сжатие для аудио и видеодорожек. Видео сжимается с использованием кодека MPEG-4 или кодека H.264, аудио сжимается компрессором AAC. В аудио файлах используется такой же самый тип аудио сжатия (аудио файлы с расширением .aac).

Как использовать MP4.

Есть множество способов воспользоваться преимуществами MP4. Во-первых, как онлайн пользователь, Вы можете наслаждаться всеми видами видеороликов, профессиональными и любительскими. Вы также можете сохранить эти видеоролики на своем жестком диске, и поделиться ими с друзьями по электронной почте. Некоторые сайты, которые используют видео приложения, также позволяют послать копию кино по электронной почте или непосредственно друзьям.

MP4 позволяет получать поток данных через Интернет соединение, что означает, что видео Вы можете наблюдать в режиме реального времени, как будто видео записано на жестком диске. Есть множество портативных плееров MP4, большое количество устройств, воспроизводящих MP4, не говоря уже о персональном компьютере или ноутбуке.

Плееры MP4 также способны воспроизвести более старые версии MP, такие как MPEG для видео и MP3 для аудио. MP3 официально называют MPEG-1 Level 3. Формат MP3 фактически не существует и является просто расширением файла, используемым для стандарта! Расширением файла, связанного с форматом MPEG-14, является .mp4, хотя иногда используется расширение.mp4a для аудио или .mp4v для видео.

 

Описание форматов MPEG 1, MPEG 2, MPEG 3

Группа специалистов международной организации по стандартизации (ISO) в 1998 г. приступила к разработке международных стандартов кодирования и сжатия видео- и аудиоинформации. Официальное наименование этой группе было дано совершенно невоспроизводимое - ISO/IECJTC1 SC29 WG11. Впоследствии она стала известна как «Экспертная группа по кинематографии» (Moving Picture Expert Group), а аббревиатура MPEG, образованная от английского варианта обиходного названия этой группы, давно уже используется как обозначение разработанных ею норм и стандартов.

В основу правил сжатия видеоданных была заложена идея поиска и устранения избыточной информации, не влияющей на конечное восприятие качества изображения. В первую очередь, был учтен «человеческий фактор» - психофизиологическая модель восприятия человеком видеоизображений (HVS - Human Visual Sense); в частности, тот факт, что градации яркости воспринимаются зрительным аппаратом человека значительно тоньше, чем градации цвета. Это означает, что цветовую информацию можно «загрубить» по сравнению с яркостной, при этом в субъективном восприятии качество изображения не ухудшится. То есть первоочередным направлением в построении алгоритмов всех стандартов MPEG становится отыскание и устранение информации, избыточной с точки зрения субъективного восприятия.

 

Семейство MPEG

Группа MPEG стандартизовала следующие стандарты сжатия и вспомогательные стандарты:

MPEG-1: Исходный стандарт видео и аудио компрессии. Позднее использовался как \\стандарт для Video CD; включает в себя Layer 2 формат аудио сжатия.

MPEG-2: Транспортные, видео и аудио стандарты для широковещательного телевидения. Используется в цифровом телевидении ATSC, DVB и ISDB, цифровых спутниковых ТВ службах, таких, как Dish Network, цифровом 
кабельном телевидении, и (с небольшими изменениями) в DVD.

MPEG-3: Изначально разрабатывался для HDTV, но от него отказались, когда обнаружилось, что MPEG-2 
(с расширениями) вполне достаточно для HDTV. (Не следует путать MPEG-3 с MP3, который на самом деле является MPEG-1 Layer 3.)

MPEG-4: Расширяет MPEG-1 для поддержки видео/аудио «объектов», 3D контента, сжатия с низким 
битрейтом и DRM. В него включено несколько новых высокоэффективных видео 
стандартов (альтернатив MPEG-2), таких, как:

MPEG-4 Part 2 (ASP) и

MPEG-4 Part 10 (или AVC, или H.264). MPEG-4 Part 10 используется в HD DVD и Blu-Ray дисках.

В дополнение к вышеупомянутым существуют стандарты, которые являются не усовершенствованием предыдущих 
стандартов сжатия, а определяют различные языки описания:

MPEG-7: Стандарт индексации мультимедиа-содержимого.

MPEG-21: MPEG описывает стандарт как мультимедийная среда разработки.

Формат MPEG-1 начал разрабатываться в конце 80-х когда была эпоха 286 и 386 процессоров, 4 Мб оперативной памяти и 250 Мб винчестер считались роскошью, а Windows была примочкой для DOS, а не наоборот, а в качестве легко переносимых носителей информации доминировали 5 дюймовые дискеты и только-только появившиеся 3,5» дискеты от фирмы SONY.

В те времена приличный фильм занимал пространство более гигабайта!!! В эти годы впервые на платформе PC появился такой новый тип носителей информации как CD-ROM диски, которые смогли обеспечить необходимый объем информации. Первые CD-ROM проигрыватели были односкоростными, максимальная скорость пересылки потока данных (bitstream) в формате MPEG-1 ограничена 150 Кб/сек., что соответствует одной скорости CD-ROM.

В самом формате MPEG-1 была заложена возможность сжатия и воспроизведения видеоинформации с разрешением вплоть до 4095х4095 и частотой смены кадров до 60 Гц. Но скорость пересылки потока была ограничена 150 Кб/сек., то есть так называемый Constrained Parameters Bitstream (CPB) - зафиксированная ширина потока передачи данных, разработчики формата, а в дальнейшем и создатели кодеков на его основе, были вынуждены использовать разрешения кадра, оптимизированные под данный CPB. Наиболее широко распространенными являются два таких оптимизированных формата - это формат SIF 352х240, 30 кадров в секунду и урезанный формат PAL/SECAM 352х288, 25 кадров в секунду.

Качество аудиотреков в MPEG-1 может варьироваться в очень больших пределах - от высококачественных до безобразных. Окончательно все форматы сжатия аудиоданных были стандартизированы в 1992 году европейской комиссией по стандартам ISO.

В зависимости от используемого кодера и степени сжатия аудиоинформация видеоролика может быть представлена в следующем виде: моно, dual mono, стерео, интенсивное стерео (стереосигналы, чьи частоты превышают 2 КГц объединяются в моно), m/s стерео (один канал - сумма сигналов, другой - разница) и по частоте дискретизации могут быть: 48, 44.1и 32 КГц.

MPEG-2

Стандарт MPEG-2 получил распространение в цифровых видеодисках DVD, системах компрессии видеоизображений, цифровом телевидении DVB. В случае использования в цифровом телевидении MPEG-2 активно применяется как стандарт, определяющий структуру транспортных потоков и способы передачи данных.

Стандарт содержит несколько подразделов (parts). Например, MPEG-2 part 1 определяет тип контейнера, например, может использоватся Transport Stream, который позволяет корректировать ошибки оборудования, принимающего сигнал. Part 2 — структуру компрессированного изображения (элементарный поток MPEG-2). Стандарт MPEG-2 намеренно не определяет способы компрессии изображения (звука), он лишь указывает, как должно быть оформлено сжатое изображение (звук). Стандарт не определяет, каким образом должен быть реализован кодер или декодер MPEG-2, он определяет только структуру данных. Это даёт возможность участникам рынка конкурировать друг с другом за создание более качественных устройств и алгоритмов.

Использование стандартов MPEG-2 требует уплаты лицензионных отчислений держателям патентов через MPEG Licensing Association. Тексты стандартов MPEG-2 распространяются свободно, но не бесплатно (см. сайт ISO).

Сжатие видео (упрощённо)

MPEG-2 используется для «общего сжатия движущихся изображений и звука» и определяет формат видеопотока, который может быть представлен как три типа кадра — независимо сжатые кадры (I-кадры), кадры, сжатые с использованием предсказания движения в одном направлении (P-кадры) и кадры, сжатые с использованием предсказания движения в двух направлениях (B-кадры). Соответствующие группы кадров от одного I-кадра до другого образуют GOP — Group Of Pictures — группу кадров.

Обычно используются потоки в 30 или 29,97 кадров в секунду.

Для сравнения: в MPEG1 предусматривалось только одно фиксированное значение - 8 бит на элемент. То есть в рамках стандарта MPEG2 имеется возможность гибкой настройки качества изображения в зависимости от пропускной способности сети или емкости носителя (вот почему на первых DVD можно было видеть разное по качеству изображение). Биты на элемент - это понятие, знакомое компьютерным «юзерам». В то же время, пользователи таких аппаратов, как DVD- или HD-рекордеры, использующих MPEG2-компрессию, знают, как можно самим задавать уровень качества записи (HQ, SP, LP и т.д.), меняя таким образом объем записанного материала. Эта гибкость, в частности, и сделала MPEG2 основой для приема/передачи цифрового телевидения по различным цифровым сетям.

В результате для фильмов, созданных в стандартах PAL и SECAM, поддерживается разрешение 720х576 при 25 кадрах в секунду при качестве, практически не уступающем вещательному. Собственно, MPEG-фильм нельзя отнести к какой-либо системе цветного телевидения, так как кадры в MPEG являются просто картинками и не имеют прямого отношения к исходной для фильма системе телевидения; речь может идти о соответствии размера и частоты следования кадров. В части аудио в MPEG2, по сравнению с MPEG1, добавлена поддержка многоканального звука(Dolby Digital 5.1, DTS и т.п.)

MPEG3

Прежде всего, не следует смешивать с широкоизвестным форматом компрессии звука МР3, о котором речь пойдет ниже. Стандарт MPEG3 первоначально разрабатывался для использования в системах телевидения высокой четкости (High Definition Television, HDTV) со скоростью потока данных 20-40 Мбит/с. Но еще в процессе разработки стало ясно, что параметры, требуемые для передачи HDTV, вполне обеспечиваются использованием стандарта MPEG2 при увеличенной скорости цифрового потока. Другими словами, острой нужды в существовании отдельного стандарта для HDTV нет. Таким образом, MPEG3, еще не родившись, стал фактически составной частью стандарта MPEG2 и отдельно теперь даже не упоминается.

MPEG4

В новом стандарте MPEG4, появившемся в самом конце 1999 г., предложен более широкий взгляд на медиа-реальность. Стандарт задает принципы работы с контентом (цифровым представлением медиа-данных) для трех областей: собственно интерактивного мультимедиа (включая продукты, распространяемые на оптических дисках и через Интернет), графических приложений (синтетического контента) и цифрового телевидения (DTV). Фактически данный стандарт задает правила организации среды, причем среды объектно-ориентированной. Он имеет дело не просто с потоками и массивами медиа-данных, а с медиа-объектами (ключевое понятие стандарта). В MPEG4 определен двоичный язык описания объектов, классов и сцен BIFS, который разработчики характеризуют как «расширение С++». Помимо работы с аудио- и видеоданными, стандарт позволяет работать с естественными и синтезированными компьютером 2D- и 3D-объектами, производить привязку их взаимного расположения и синхронизацию друг относительно друга, а также указывает их интерактивное взаимодействие с пользователем. Картинка разделяется на составные элементы - медиа-обьекты, описывается структура этих объектов и их взаимосвязи, чтобы затем собрать их в единую видеозвуковую сцену. Результирующая сцена составляется из медиа-объектов, объединенных в иерархическую структуру:

а) неподвижные картинки (например, фон); б) видеообъекты (например, говорящий человек); в) аудиообъекты (голос, связанный с этим человеком); г) текст, связанный с этой сценой; д) синтетические объекты, которых не было изначально в описываемой сцене, но которые туда добавляются при демонстрации конечному пользователю (например, синтезируется говорящая голова); е) текст (например, связанный с головой), из которого в конце синтезируется голос.

Такой способ представления данных позволяет изменить результирующую сцену, обеспечивая высокий уровень интерактивности для конечного пользователя и предоставляя ему целый ряд возможностей, например: перемещать и помещать объекты в любое место сцены, трансформировать объекты, изменять их форму и геометрические размеры, собирать из отдельных объектов составной объект и производить над ним какие-либо операции, менять текстуру и цвет объекта, манипулировать им (заставить, к примеру, стол передвигаться в пространстве), менять точку наблюдения за всей сценой.

Особое внимание уделим довольно узкой области приложения стандарта MPEG4 - сжатию видеоматериалов, поскольку именно эта область, скорее всего, на практике хорошо известна значительному числу пользователей-зрителей по аббревиатуре MР4 (так условно обозначают фильмы, сжатые кодером по стандарту MPEG4). Алгоритм компрессии видео, в принципе, работает по той же схеме, что и в предыдущих стандартах, но есть несколько радикальных нововведений. В отличие от прежних стандартов, которые делили кадр на квадратные блоки вне зависимости от содержимого, новый кодер оперирует целыми объектами произвольной формы. К примеру, человек, двигающийся по комнате, будет восприниматься как отдельный объект, перемещающийся относительно другого неподвижного объекта - заднего плана. Также применен «интеллектуальный» способ расстановки ключевых кадров. Ключевые кадры не расставляются с заданной регулярностью, а выделяются кодером только в те моменты, в которые происходит смена сюжета. Естественно, разветвленные алгоритмы поиска и обработки объектов сложной формы, углубленного анализа последовательностей кадров требуют существенно больших вычислительных ресурсов для качественного восстановления (декомпрессии) изображения этого формата, нежели в случае MPEG1 и -2. К счастью, производительность современных процессоров позволяет обойти это препятствие. В результате усовершенствования эффективности компрессии видео в MPEG4 возросла настолько, что позволяет размещать полнометражный фильм длительностью полтора-два часа с весьма приличным качеством всего на одном стандартом компакт-диске (650 Мб)! Впрочем, не стоит питать иллюзий по поводу рекламируемого «DVD-качества» MPEG4-продукции. Следует помнить, что, сколь совершенным не является кодер, всегда существует ограничение на минимальный размер (поток) сжатого видео. Поэтому фильмы в MPEG4, размещенные даже на двух компакт-дисках (2х650 Мб), все-таки не дотягивают до качества DVD-видео в стандарте MPEG2.

MPEG 7

MPEG 7 и MPEG 21 – форматы будущего В октябре 1996 года группа MPEG приступила к разработке формата сжатия MPEG 7, призванным определить универсальные механизмы описания аудио и видео информации. Этот формат получил название Multimedia Content Description Interface. В отличие от предыдущих форматов сжатия семейства MPEG, MPEG 7 описывает информацию, представленную в любой форме (в том числе в аналоговой) и не зависит от среды передачи данных. Как и его предшественники, формат сжатия MPEG 7 генерирует масштабируемую информацию в рамках одного описания.

Формат сжатия MPEG 7 использует многоуровневую структуру описания аудио и видео информации.

§     На высшем уровне прописываются свойства файла, такие как название, имя создателя, дата создания и т.д.

§     На следующем уровне описания формат сжатия MPEG 7 указывает особенности сжимаемой аудио или видео информации – цвет, текстура, тон или скорость. Одной из отличительных особенностей MPEG 7 является его способность к определению типа сжимаемой информации. Если это аудио или видео файл, то он сначала сжимается с помощью алгоритмов MPEG 1, MPEG 2, MPEG 4, а затем описывается при помощи MPEG 7.

Такая гибкость в выборе методов сжатия значительно снижает объем информации и ускоряет процесс сжатия. Основное преимущество формата сжатия MPEG 7 над его предшественниками состоит в применении уникальных дескрипторов и схем описания, которые, помимо всего прочего, делают возможным автоматическое выделение информации как по общим, так и по семантическим признакам, связанным с восприятием информации человеком. Процедура занесения в каталог и поиска данных находятся вне сферы рассмотрения этого формата сжатия.

MPEG 21

Разработка формата сжатия MPEG 21 - это долговременный проект, который называется «Система мультимедийных средств» (Multimedia Framework). Над разработкой этого формата сжатия эксперты начали работать в июне 2000 г. На первых этапах планировалось провести расширение, унификацию и объединение форматов MPEG 4 и MPEG 7 в единую обобщающую структуру. Подразумевалось, что она будет обеспечивать глубокую поддержку управления правами и платежными системами, а также качеством предоставляемых услуг.

 

Тип файла	Audio Video Interleave
Категория	Video
Описание	Контейнер для видео, или формат-оболочка, созданный Microsoft. Хранит видеоданные, зашифрованные в различные кодеки. Использует менее сильное сжатие, чем похожие форматы MPEG и MOV. Файлы с расширением AVI проигрываются многими программами для просмотра видео, но программа должна содержать кодеки, которые использовались при кодировании видеоданных.
Чем открыть:
Windows	Apple QuickTime Player, Microsoft Windows Media Player, CyberLink PowerDirector 8, Roxio Creator 2010, VideoLAN VLC media player, Nullsoft Winamp Media Player
Mac	Apple QuickTime Player, Microsoft Windows Media Player, Roxio Toast 10 Titanium, Roxio Popcorn 4, VideoLAN VLC media player
Linux	xine multimedia player, VideoLAN VLC media player

 

Структура файла

По структуре AVI-формат представляет собой вариант формата RIFF. Файл этого формата состоит из блоков (chunks), которые, в свою очередь, могут содержать другие вложенные блоки. Самый «верхний» блок - RIFF - содержит идентификатор формы «avi_», который собственно и обозначает, что мы имеем дело с *.avi-файлом. Для идентификатора отведено четыре символа, но один из них не используется.

В *.avi-файле есть по крайней мере два подблока: заголовка и данных.

Первый содержит общую информацию о фильме: разрешение изображения, частота кадров, формат аудио и т.д. В заголовке для записи длины файла отводится 32 байта. Это значит, что максимально возможный размер файла - около 4-х Гб. На самом деле реальная длина *.avi-файла стандартного формата, с которой могут работать программы монтажа, не превышает 2Гб.

Видео- и 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.

Файл AVI (с англ. Audio Video Interleave File) является мультмедийным контейнером, обладающим огромной популярностью среди пользователей персональных компьютеров и ноутбуков по всему миру. Video Interleave был разработан компанией Майкрософт. Зачастую, AVI файлы используют как видео формат. Вникая в формирование Audio Video Interleave, стоит отметить, что файлы расширением AVI, отвечают за так называемом чередование аудио, видео.

Контент, содержащийся в видео/аудио c расширением .avi, может быть сжат при помощи разнообразных кодеков. Открыть AVI и прослушать данный файл формата, можно посредством штатного Windows Media Player, при условии предварительной установки требуемого кодека. Среди файлов .avi, распространено применение таких кодеков, как DivX, XVID, MJPEG и так далее, созданы они для корректной работы с форматами видео.

Использование DivX кодека, считается самым востребованным среди остальных. Видео файлы, имеющие расширение AVI, требуют и наличие аудио кодеков. Формат AVI использует специальные кодеки для воспроизведения аудио файлов, основными из которых являются кодеки MP3, AC3, MS ADPCM и PCM.

Файл расширением .avi широко распространен в операционных системах от Microsoft Windows, кроме того, этот формат файла пользуется популярностью и среди владельцев Mac OS, которые нередко форматируют расширение файла AVI в другие формат, используя соответствующее программное обеспечение. 

Разработчик Microsoft позаботился о том, чтобы открыть файл AVI можно было при помощи различных утилит, таких как встроенный Media Player в системе Windows или VLC Media Player, а также Apple QuickTime Player либо Nullsoft Winamp и так далее.

 

Формат DV – описание

Формат DV был разработан совместными усилиями крупнейших производителей видеооборудования: Sony, Panasonic, Philips и др. При разработке решались следующие задачи:

·                     формат должен быть недорогим, компактным и приемлемым для использования в бытовых целях;

·                     формат должен быть базой для профессиональных форматов и обязательно совместимым с ними.

Итак, не стоит недооценивать формат DV только потому, что его назвали "бытовым", ведь его характеристики абсолютно профессиональны. Судите сами:

·                     компонентная запись видеосигнала на ленту (Y, R-Y, B-Y);

·                     временной код;

·                     два или четыре звуковых канала качества CD;

·                     идеальные характеристики синхроимпульсов и вспышек PAL при воспроизведении;

·                     идеальный стоп-кадр;

·                     замедленное воспроизведение без подрывов;

·                     запись в служебной области даты и времени записи;

·                     цветовая четкость ниже яркостной в четыре раза (метод 4:2:0);

·                     мало заметное на глаз проявление выпадений на ленте – полностью отсутствуют свойственные аналоговым форматам выпадения выстреливающего характера, а серьезные повреждения ленты выражаются в виде стоп-кадров или "квадратиков" (артефактов);

·                     количество перезаписей без существенной потери качества на порядок выше – исчисляется десятками.

Сначала производились только бытовые видеокамеры. Позже Sony, Panasonic и Canon разработали несколько очень удачных видеокамер формата DV так называемой серии VJCam для профессиональной тележурналистики. Их особенности: очень добротная камерная часть, на порядок выше качество кодеров аналогового выхода, высоконадежный, по сравнению с бытовым лентопротяжный механизм. Обязательным параметром стала также приспособленность видеокамеры для работы в режиме монтажного плеера. А компания JVC выпустила накамерный видеомагнитофон формата DV, который можно пристегнуть к профессиональным камерным головкам JVC, Sony и Panasonic. Операторы по достоинству оценили так называемый Professional DV, и сейчас десятки тысяч телецентров в самых разных странах мира, включая и нашу страну, используют камеры DV в экспресс-новостях, съемках путешествий, подводных съемках и т.п.

Монтажные видеомагнитофоны формата DV стали появляться в нашей стране с 1998 г. Наличие в этих магнитофонах аналоговых (композитных и Y/C) и цифровых входов/выходов позволяет легко интегрировать эту технику в имеющееся оборудование, встроенные монтажные контроллеры позволяют вести 2-постовый видеомонтаж режимами сборки и вставок.

Для цифровых форматов был разработан новый цифровой интерфейс Digital DV, известный также под названиями FireWire, i.Link и IEEE 1394. Он позволяет цифровым потоком передавать видео, звук, временной код, команды управления – и все по одному кабелю. Интересно то, что монтажные видеомагнитофоны (например, Panasonic AG-DV2700) могут очень ловко управлять по данному соединению абсолютно любыми камерами и магнитофонами, имеющими интерфейс Digital DV, обеспечивая при этом точность монтажа от +/- 1 кадра. К сожалению, кажущееся решением всех проблем цифровое соединение Digital DV далеко не идеально. Например, при монтаже невозможен режим "вставка видео и звука одновременно" и при режиме 4-канального звука "вставка двух звуковых каналов без стирания оставшихся двух (Audio Dubbing)". Чтобы выполнить данные операции нужно использовать аналоговые соединения между плеером и видеомагнитофоном. Поэтому соединение Digital DV нельзя использовать так же гибко, как аналоговые соединения. Нельзя делать длинные шнуры, а при прямой записи с видеокамеры на видеомагнитофон посредством Digital DV может изредка пропадать звук – результат несинхронности звукового потока в формате Digital DV. (В форматах DVCAM и DVCPRO эти проблемы решены благодаря доработке принципа передачи данных по Digital DV, тем не менее, для системных коммутаций используются все-таки профессиональные SDI, QSDI).

Характеристики формата DV

1. Качество изображения высокое, разрешение около 500 линий, компенсация выпадений средняя, метод записи – цифровой компонентный (раздельно оцифрованы яркостный и две цветоразностных компоненты) с укладкой на ленту информации потоком 25 Мбит/с. Цифровое представление 4:2:0.

2. Видеомагнитофоны DV исполняют базовые монтажные операции по временному коду, замедленное воспроизведение и стоп-кадр. Предусмотрен режим длительной записи LP, позволяющий вместить на видеокассету видеоматериал продолжительностью в 1,5 большей, чем в обычном режиме, причем с тем же, что и в нормальном режиме, качеством. Видеокассеты DV бывают с блоками памяти, в которых хранятся индексные метки, титры и служебная информация. Это существенно ускоряет поиск материалов на ленте. Недостатком формата DV является низкая маневренность механизма при поиске с просмотром, неприспособленность к монтажу по RS-422, отсутствие видеомагнитофонов с компонентными аналоговыми и цифровыми входами/выходами SDI.

3. В видеокассете DV используется лента шириной 0,25". Имеется два типа видеокассет: малые – длительностью записи до 60 (90 LP) минут, размером 65x47x12; большие – длительностью до 180 минут, размером 125x78x14,6. Видеокассеты на 180 минут не рекомендуется применять для монтажа, так как в них используется более тонкая и соответственно менее надежная лента, для этих случаях лучше использовать кассеты длительностью 120 минут. Стоимость ленты из расчета на 1 минуту – около 20 центов.

4. Цена невысокая, ремонт и обслуживание дешевое, оборудование довольно надежное.

На сегодняшний день монтаж отснятого на DV материала производят следующим образом:

·                     несложный черновой или чистовой сборочный монтаж на аппаратуре DV;

·                     монтаж на профессиональном оборудовании форматов DVCAM и DVCPRO (о них будет рассказано ниже);

·                     монтаж на нелинейных системах видеомонтажа;

·                     перегон исходного материала на другой носитель (S-VHS, Betacam SP, Betacam SX, Digital S) и монтаж на имеющейся аналоговой или цифровой аппаратуре.

Последний вариант сейчас используется чаще других.

 

Описание формата WMV

Файл .wmv хранит в себе видео, стандарт был основан популярным мультимедийным контейнером Microsoft Advanced Systems Format. При сжатии использовалась Windows Media компрессия.

Является подобным файлу .ASF, также содержит видео, которое было закодировано при помощи интегрированных кодеков Windows Media Video. Разработкой стандарта занималась корпорация Майкрософт.

Открыть файл WMV в огромном количестве популярных медиапроигрывателей, кроме того, имеется возможность конвертирования формата во всевозможные распространенные расширения. Для пользователей операционной системы Mac OS X, корпорация Microsoft выпустила последнюю модификацию известного плеера Виндоус Медиа девятой версии, после чего перестала проводить обновления своего программного комплекса.

Владельцы компьютерной техники Mac довольно часто используют утилиту Flip4Mac, способную быстро открыть WMV. Обилие программного обеспечения для воспроизведения рассматриваемого стандарта было сформировано под операционную систему Виндоус, поэтому с его запуском на вашем компьютере не возникнет никаких проблем. Имеется возможность воспроизведения и в рамках платформы Linux.

Расширение WMV создано с целью хранения видео, а также его воспроизведения и требуемой мультимедийной передачи информации. Достаточно широким распространением формат обладает и среди владельцев различных мобильных устройств, как на базе ОС Android, так и под управлением iOS. Среди наиболее используемых утилит по конвертированию, выделяют Movavi Video Converter Personal, Wondershare Video Converter for Mac и HandBrake for Linux

Файлы WMV помещаются в контейнер ASF - Advanced Systems Format. Такие файлы часто содержат как видеоданные Windows Media Video, так и аудиоданные Windows Media Audio. Файлы WMV могут поддерживать использование средств защиты DRM, которые не позволяют пользователям копировать информацию. И именно эта характеристика превращает этот формат в популярный среди компаний, продающих цифровые копии видеороликов и аудиозаписей он-лайн, товар. Файлы WMV можно загружать и просматривать как на компьютерах Mac, так и на персональных компьютерах. Формат WMV - наиболее узнаваемый формат своего семейства, являющийся конкурентом определенным типам MPEG-4 и Real Video. Файлы WMV используются при он-лайн продажах, на портативных устройствах, плеерах Zune от компании Microsoft, а также на устройствах Xbox 360.

Технические сведения о файлах WMV

Файлы WMV сжимаются кодеками, разработанными компанией Microsoft. Формат контейнера ASF кодирует данные с помощью кодека WMV. Кодеки Windows Media Video 9 Professional позволяют пользователям получать потоки с разрешением, превышающим 300 000 пикселей (размер на экране - от 528x576), а также битрейтом в 1000 кбит/с. Такие высокие показатели превращают файлы WMV в идеальное решение для дисков HD DVD и Blu-ray. WMV 9 Advanced Profile не совместим с предыдущими версиями форматов WMV 9. Формат WMV 9 - формат по умолчанию для Microsoft Silverlight. Кроме того, формат WMV 9 сравним с форматами H.264 Main и High Profile, но не поддерживает, в частности технологию нескольких эталонных фреймов, а также зависимое от контекста бинарное арифметическое кодирование (CABAC). Разница между WMV 9 и форматами-конкурентами лучше всего заметна при низких битрейтах.

 

Дополнительная информация о формате WMV

Расширение файла	.wmv
Категория файлов	Video
Файл-пример	Скачать example.wmv файл
Связанные программы	MPlayer Microsoft Windows Media Player PowerDVD RealPlayer VideoLAN VLC Media Player
Полезные ссылки	Больше сведений о WMV
Преобразование файла	Конвертируйте файл в формат WMV
Разработчики	Microsoft

 

 

Скачано с www.znanio.ru