3. Цифровое видео: особенности, основные характеристики.

В области профессионального видео применяется несколько цифровых видеоформатов: D1, D2, Digital Betacam и др. В любительском видео популярен формат DV.

В отличие от аналогового видео, качество которого падает при копировании, каждая копия цифрового видео идентична оригиналу.

В стандарте PAL каждый кадр видеофильма представляется в виде матрицы, размером 576x720. Для описания каждого элемента изображения используется 3 байта, а скорость смены кадров составляет 25 кадров в секунду. Таким образом, размер файла будет составлять: 576*720*3*25=31104000 байт. Для записи одночасового фильма потребуется 104,284 Гбайт дискового пространства.

Чтобы сократить это число, надо уменьшить значения составляющих формулы. Если уменьшить скорость кадров, возникнет мелькание. Это применяется в системе охраны (4:4:4). Уменьшение информации о яркости не используется, так как оно сильно снижает качество. При уменьшении в 2 раза количества градаций для цветоразностных сигналов качество страдает мало. Так, всего используется 2 байта. При описании такой структуры сигнала используется обозначение YUV=4:2:2.

Для бытового видео оказалось, что можно еще в два раза сократить количество градаций для сигнала V. При описании такой структуры сигнала используется обозначение YUV=4:2:0.

Также уменьшить объем видеофайла можно, уменьшив разрешение.

Видеоданные - это непрерывный поток, который нужно записывать в реальном времени, т е со скоростью самого потока. Bit Rate - скорость потока данных. Измеряется в бит/с, байт/с, Кбит/с, Кбайт/с.

Форматы видео: HD(строит вертикальную развертку, 16:9), DV(16:9 и 4:3), SD(только 4:3, более старый формат. Может записывать как аналоговый, так и цифровой сигналы, используется на теле- и кабельном вещании), HDTV(фиксированное разрешение и число сэмплов на дюйм – обычно 72 с/д). DV и SD различают 2 вида шаблонов – NTSC, PAL.

4. Понятие о сжатии информации. Методы и алгоритмы сжатия.

Избыточность – центральное понятие в теории сжатия информации. Любые данные с избыточной информацией можно сжать. Данные, в которых нет избыточности, сжать нельзя.

Текст. Каждому символу соответствует двоичный код. ASCII - код фиксированной длины, где каждому символу присваивается 8-битовая последовательность. Код фикс длины явл. избыточным, т к он присваивает каждому символу одно и то же число бит (восемь). Чтобы удалить такую избыточность, используют код переменной длины, в котором короткие коды присваиваются буквам, встречающимся чаще, а редко встречающимся буквам достаются более длинные коды. Так работает кодирование Хаффмана.

Графика. Цифровое изображение – это прямоугольная матрица окрашенных точек, называемых пикселями. Каждый пиксель представляется в компьютере с помощью цветового кода. Для упрощения цифровой обработки изображений предполагается, что все пиксели имеют один и тот же размер. Размер пикселя зависит от числа цветов в изображении, которое, обычно, является степенью 2. Если в нем содержится 2^к разных цветов, то каждый пиксель – это А-битовое число.

Имеется два вида избыточности в цифровых изображениях. Первый вид. В каждом неслучайном изображении некоторые цвета могут преобладать, а другие встречаться редко. Такая избыточность может быть удалена с помощью кодов переменной длины, присваиваемых разным пикселям. Другой вид избыточности гораздо более важен, он является результатом корреляции(зависимости) пикселей.

Эффективность компрессии определяется прежде всего количеством избыточности.