Теория цифрового видео

Хоптынец Владимир

Спецвыпуск: Хакер, номер #054, стр. 054-004-2

Цифровое видео

Заслуга цифрового видео - спасение изображения от беспощадного времени: количество снятых копий никак не отразится на качестве копий или оригинала. В цифровом видео, как и в аналоговом, кадры последовательно сменяют друг друга. Каждый кадр можно записать отдельно в виде картинки. Чем больше размер картинки, количество оттенков цветов на ней и число кадров, которые нужно передавать за секунду, тем больше места требуется для хранения нормального видео.

Обработка видео

Можно условно выделить три этапа обработки видео.

1. Этап захвата. Цель - оцифровать все фрагменты, необходимые для получения конечного продукта с максимально возможным высоким качеством.

2. Этап монтажа. Производится обработка видео различными фильтрами, а также проверяется и восстанавливается синхронность аудио- и видеопотоков. Производится нелинейный видеомонтаж оцифрованного материала, при котором из нескольких видеоклипов формируется финальный продукт. При этом в любой момент времени возможно использование любой части исходного видеоматериала.

3. Этап сжатия. Чем больше коэффициент сжатия, тем больше потерь в качестве изображения. Остается только заключить компромисс между степенью сжатия и профпригодностью видео к последующему просмотру.

На первом этапе обработки видео источником аналогового сигнала может служить как телевизионная сеть, подключенная к TV-плате, так и видеомагнитофон. Свои услуги любезно предложат тебе многочисленные специальные платы (любительские и профессионального уровня), предназначенные для захвата видео. Ограничить этот выбор сможет только твой кошелек.

Форматы файлов

AVI (Audio-Video Interleaved) - формат с перемежающимися блоками аудио- и видеоинформации, наиболее популярен среди себе подобных. AVI был разработан Microsoft для хранения и воспроизведения видео в рамках API Video for Windows. По своему устройству этот формат относится к "чанковым": как и в WAV или MIDI, вся информация упаковывается в заголовки - так называемые chunks (чанки). Это позволяет записывать в AVI-файл как несжатый, так и подвергнутый любому виду сжатия видеопоток. Основными недостатками AVI являются его неприспособленность к стримингу (streaming), широковещательной передаче видео в сетях, и ограничение в 2 Гб на размер файла. Неприспособленность к стримингу не оказывает заметного влияния на видеозахват, но ограничение размера может стать серьезным препятствием при захвате без сжатия видео "на лету" или при захвате длительных видеофрагментов.

MPEG (формат назван в честь группы специалистов по сжатию видеопоследовательностей - Motion Picture Experts Group), в отличие от AVI, подразумевает использование одного из двух стандартных алгоритмов сжатия: MPEG-1 или MPEG-2. MPEG-1 используется для сжатия видео с небольшим размером кадра (менее 288 по вертикали) и битрейтом порядка 1-2 Мбит/с, а MPEG-2 - для видео с большим размером кадра (более 288 по вертикали) и битрейтом порядка 5-10 Мбит/с. Основная сфера применения MPEG-1 - формат VideoCD.