Форматы сжатого цифрового видео
Министерство образованиии и Молодежной политики Рязанской области
Областное государственное бюджетное
профессиональное образовательное учреждение
«Касимовский нефтегазовый колледж»
Видеоклуб «24 кадра»
Тема 1. «Структура видеоинформации»
Разработал: преподаватель
ОГБПОУ «КНГК»
Антонова А.П.
Касимов, 2018
Теория и терминология
Видео — это обычный ряд записанных друг за другом изображений. Как известно, видео начали записывать за долго до появления первого компьютера, т.е. в аналоговом виде. Это накладывало большие ограничения по его последующей обработке и редактировании. Вплоть до начала 1990-х годов преобладал именно этот тип записи видео. Позже были разработаны цифровые технологии записи и хранения видео. Это дало большой толчок в развитии не только кинематографа, но и домашнего видео. Т.е. запись видеороликов и домашних фильмов стала очень популярным занятием. Все это, на фоне развития компьютерной техники, вынуждало разработчиков совершенствовать технологии записи, хранения и обработки видеоинформации. Вот как раз для хранения такой информации и были разработаны различные видеоформаты (на данный момент их огромное множество и ориентироваться в них очень сложно), которые и являются основной темой данной статьи.
Видео формат определяет структуру видео файла, т.е. то как хранится файл на носителе информации (CD, DVD или жестком диске).
|
|
|
Из-за большого количество форматов видео, многие стали путать совершенно различные понятия – «стандарт видео», «видео кодек» и «медиаконтейнер». Давайте разберемся, что же это за понятия.
Кодек (CODEC = COder+DECoder /кодек = кодер + декодер/ ) — программные или аппаратные средства, преобразующие видеоинформацию в поток уплотненных данных и наоборот.
Медиаконтейнер — формат файла, который хранит в себе информацию о своей внутренней структуре. Медиаконтейнер фактически является метаформатом, так как он хранит данные и информацию о том, как данные будут сохраняться непосредственно внутри файла.
Можно провести некую аналогию между медиаконтейнером и zip-архивом. Т.е. медиаконтейнер содержат видео и аудио файлы внутри себя, как и zip-архив, содержащий JPEG-картинку, которая будет сжата с помощью определенного алгоритма. За сжатие информации в архивах обычно отвечает специальный модуль, а в медиаконтейнрах роль этого модуля выполняет кодек.
Любой видео файл имеет как минимум две характеристики определяющие работу с ним. Это тип медиаконтейнера и кодек (кодеки), которыми закодировано его содержимое.
Тип медиаконтейнера определяет формат записи различных данных (видео данные, аудио данные, субтитры, служебная информация и т. д.) в файл. Зная тип контейнерапрограмма (например, видео плеер) может корректно извлекать из него данные, синхронизировать аудио и видео данные и т.д.
|
|
|
Знание кодека позволяет программе из закодированного потока данных получить аудио и видео информацию содержащуюся в медиаконтейнере.
Популярные кодеки — DivX, Xvid, H.264, Theora, Indeo, x264 и другие.
Популярные медиаконтейнеры — AVI, QuickTime, MPEG-4, 3GP и другие.
Ниже рассматриваются видео форматы по трем категориям: аналоговое, цифровое и сжатое видео. Аналоговые форматы уже устарели, поэтому их рассмотрение было поверхностным. Исключить их из обзора я не мог, ведь нужно же иметь представление общей картины. Можете «проскочить» их рассмотрение и перейти сразу к форматам цифрового сжатого видео.
Аналоговые видео форматы
VHS (Video Home System — Домашняя Видео Система) — возможности этого формата были ограничены разрешением 240 телевизионных линий или 320 ? 240 точек на экране ПК.
Для съемки использовалась VHS-кассета с шириной ленты — 12,65 мм и скоростью — 23,39 мм/с, которая имела время записи 240 минут при стандартной скорости ленты SP (Standard Play) и самую низкую стоимость съемки. Режим записи-воспроизведения также мог осуществляться на скорости LP (Long Play) — 11,695 мм/с.
|
|
|
Главный недостаток формата VHS: невысокая четкость изображения (240 линий по горизонтали) и резкая потеря качества при каждой перезаписи. Чуть позже, этот видео формат несколько раз повергался модернизации. В частности, были разработаны форматы VHS-Compact (VHS-C) и Super VHS (S-VHS). На данный момент считается устаревшим, в 2008 году прекратилось производство видеокассет VHS.
Hi8 — «Hi» является сокращением от английского «High» и подразумевает высокое качество изображения, а вторая цифра «8» говорит о ширине ленты в кассете, т.е. ширина пленки — 8 мм, скорость — 28,695 мм/с. Видеоразрешение составляет 400 телевизионных линий (ТВЛ). Аналоговый звуковой поток мог записываться на кассету в двух режимах — моно и стерео. Максимальное время записи составляет 180 минут в режиме SP (Standard Play) и 360 минут в режиме LP (Long Play). Камеры снабжались S-Video разъемом для качественного вывода изображения.
Hi8 XR (Hi 8 extended Resolution) — это тот же Hi8, но с увеличенным разрешением, т.е. усовершенствованная модификация формата Hi8. Разрешение изображения достигало 440 линий по горизонтали при меньшем уровне помех цветности и яркости за счет расширения полосы записи яркостного сигнала в область звукового сигнала.
|
|
|
Оба выше перечисленных формата (как и VHS) давно устарели и были заменены цифровыми форматами видео.
Цифровые видео форматы
DV (Digital video) — в 1993 году компании Sony, Matsushita(Panasonic), JVS, Hitachi, Mitsubishi, Toshiba, Sanyo, Sharp, Philips и другие создали консорциум Digital Video Cassette(Цифровая видеокассета) или DVC. Позже аббревиатура названия сократилась до DV. Совместными усилиями эти фирмы разработали бытовой цифровой стандарт видеозаписи на ленту шириной 6,35 мм (четверть дюйма). Этот формат обеспечивает разрешение 500 строк. Оцифровка при записи осуществляется с разрешением 720 ? 576. Видеоизображение и звук в формате DV пишутся раздельно. Это дает возможность добавлять звуковое сопровождение после завершения записи или редактирования видео, а также перезаписывать звук. Формат DV обеспечивает высочайшее качество фото- и видеосъемок и позволяет сохранять все данные в цифровом виде на кассете, карте памяти или на жестком диске компьютера.
Mini DV (Mini Digital Video) — цифровой полупрофессиональный формат, созданный за счет упрощения и удешевления профессионального формата DV. Использует специальные кассеты Mini DV (ширина ленты — 6,35 мм, скорость — 18,831 мм/с), которые воспроизводятся либо с камеры, либо на специальном цифровом видеомагнитофоне.
Продолжительность записи на одну кассету — 60 минут SP или 90 минут LP. Mini DVимеет разрешение изображения до 540 линий по горизонтали (720 ? 576 точек), поддерживается стереозвук качества CD (PCM stereo — 48 кГц/ 16 бит/2 канала или 32 кГц /12 бит/ 4 канала).
Форматы сжатого цифрового видео
AVI (Audio Video Interleaved) — технология фирмы Microsoft, это самый распространенный и наименее сжатый из видеоформатов. Файлы, созданные с использованием этого метода, имеют расширение .avi. 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.
Характеристики:
· Тип — медиаконтейнер
· Совместимые кодеки — DivX, Xvid, Indeo и другие (для видео) и MP3, WMA и другие (для аудио)
· Расширение файлов — .avi
QuickTime — под «QuickTime» одновременно понимают и мультимедийный плеер производства компании Apple, и технологию сжатого видео, предоставляющую возможность захватывать, сжимать и проигрывать широкий спектр цифрового видео- и аудиоконтента. QuickTime включает три основополагающих элемента — QuickTime видеоформат (Movie file format), слой абстрактного носителя (Media Abstraction Layer) и набор встроенных медиаслужб. Слой абстрактного носителя определяет набор сервисных функций для создания, редактирования и воспроизведения цифрового материала.
Среди них:
· синхронизация по времени;
· компрессия и декомпрессия аудио- и видеоданных;
· преобразование форматов, масштабирование, смешивание и транскодирование;
· аудио- и видеоэффекты и переходы;
· синхронизация чтения и записи;
· захват данных;
· импорт и экспорт данных.
Программа и кодеки QuickTime служат для воспроизведения видео как собственного формата (QT и MOV), так и других наиболее распространенных медиаформатов цифрового видео, звука, текста, анимации, а также потокового видео из Интернета. Поддерживаются, в том числе, МРЗ, AVI, MPEG (включая MPEG-4), AAC Audio, Flash.
Характеристики:
· Тип — медиаконтейнер
· Совместимые кодеки — Apple Video, H.264 и множество других (для видео) и Apple Lossless, AAC, MP3, WAV и другие (для аудио)
· Расширения файлов — .mov, .qt
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 143; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!