Теория цифрового видео

Хоптынец Владимир

Спецвыпуск: Хакер, номер #054, стр. 054-004-3

ASF (Advanced Streaming Format - улучшенный формат для стриминга) был разработан Microsoft, как улучшенная версия AVI, предназначенная для стриминга в сетях c малой пропускной способностью (wide-area networks with small bandwidth). В основном этот формат применяется сейчас на интернет-телевидении и в телеконференциях. Захват видео в этом формате проводит утилита Windows Media Encoder (можно скачать на сайте Microsoft), она же позволяет рекомпрессировать AVI в ASF и производить стриминг захватываемого видео в реальном времени.

Видеозахват

При захвате видео каждый кадр попадает сначала в буфер оцифровщика, после этого - в оперативную память компьютера. Если в процессе захвата драйверы устройства не смогли по какой-то причине вовремя скопировать этот кадр, то он "отбрасывается", так как оцифровщик записывает поверх него в буфер очередной кадр. Это приводит к появлению в оцифрованном видео "пустого" кадры, идентичного предшествующему "отброшенному". Если в процессе захвата было много "отброшенных" кадров, то все движения в полученном видеофрагменте будут резкими, "дергаными". Поэтому при видеозахвате стараются добиться отсутствия "отброшенных" кадров. Основными причинами возникновения "отброшенных" кадров являются нехватка производительности ЦПУ для сжатия "на лету", нехватка производительности дисковой подсистемы для записи видео с таким же битрейтом и плохое качество аналоговых сигналов источника видео.

Для оцифровки видеосигнала важен выбор метода кодирования цвета - стандарт представления цветовой информации об одном пикселе изображения в цифровом виде. Наиболее известны стандарты:

- палитровый метод (указывается индекс цвета в массиве стандартной палитры);

- RGB-представление (указывается интенсивность аддитивных компонент цвета);

- CMYK (указывается интенсивность субтрактивных компонент цвета);

- HUE (указываются тон, насыщенность и чистота цвета, которые лучше всего воспринимаются человеком).

Достаточно часто также используют метод, при котором информация о пикселе делится на две части - яркость (luminance, Y) и цветность (chrominance, U/V). Во-первых, такой метод кодирования цвета позволяет получить черно-белую картинку простым отбрасыванием цветности. Во-вторых, известно, что человеческий глаз воспринимает изменение цвета хуже, чем изменение яркости. Поэтому цветность можно сохранять с худшим разрешением, чем яркость, а изменение качества сохраненной картинки при этом не будет заметно невооруженному глазу. Такой прием (в иностранной литературе его называют Chroma Subsampling) используется в аналоговом телевещании и композитном видеосигнале, а также в большинстве методов сжатия, например, в MJPEG, MPEG, Intel Indeo. Предостерегу тебя от одной дезинформации. Цветность часто называют цветоразностью, что немного неправильно, так как цветоразностями называют компоненты цветности (всего их две - U и V). Если компоненты цветности равны нолю, пиксел будет бесцветным – серым, поэтому происходит такая путаница с названиями.