р кодується як звичайне растрове зображення, тобто розбивається на безліч пікселів. Закодувавши окремі кадри і зібравши їх разом, можна описати всі відео.
Відеодані характеризуються частотою кадрів і екранним дозволом. Швидкість відтворення відеосигналу складає 30 або 25 кадрів в секунду, в залежності від телевізійного стандарту. Найбільш відомими з таких стандартів є: SECAM, прийнятий у Росії і Франції, PAL, використовуваний в Європі, і NTSC, поширений в Північній Америці і Японії. Дозвіл для стандарту NTSC становить 768 на 484 точок, а для PAL і SECAM - 768 на 576 точок. Не всі пікселі використовуються для зберігання відеоінформації. Так, при стандартному дозволі 768 на 576 пікселів, на екрані телевізора відображається всього 704 на 540 пікселів. Тому для зберігання відеоінформації в комп'ютері або цифровій відеокамері, розмір кадру може відрізнятися від телевізійного. Наприклад, у форматі Digital Video або, як його ще називають DV, розмір кадру становить 720 на 576 пікселів. Такий же дозвіл має кадр стандарту DVD Video. Розмір кадру формату Video-CD становить 352 на 288 пікселів.
В основі кодування кольорового відео лежить відома модель RGB. У телебаченні ж використовується інша модель представлення кольору зображення, а саме модель YUV. У такій моделі колір кодується за допомогою яскравості Y і двох цветоразностних компонент U і V, що визначають кольоровість. Цветоразностниє компонента утвориться шляхом вирахування з яркостной компоненти червоного і зеленого кольору. Зазвичай використовується один байт для кожної компоненти кольору, тобто всього для позначення кольору використовується три байта інформації. При цьому яскравість і?? ігнали кольоровості мають рівне число незалежних значень. Така модель має позначення 4: 4: 4.
Дослідним шляхом було встановлено, що людське око менш чутливий до колірним змін, ніж до яркостное. Без видимої втрати якості зображення можна зменшити кількість колірних відтінків в два рази. Така модель позначається як 4: 2: 2 і прийнята в телебаченні. Для побутового відео допускається ще більше зменшенні розмірності колірних складових, до 4: 2: 0.
Якщо уявити кожен кадр зображення як окремий малюнок зазначеного вище розміру, то відеозображення буде займати дуже великий обсяг, наприклад, одна секунда запису в системі PAL займатиме 25 Мбайт, а одна хвилина - вже 1,5 Гбайт. Тому на практиці використовуються різні алгоритми стиснення для зменшення швидкості та об'єму потоку відеоінформації.
Якщо використовувати стиснення без втрат, то найефективніші алгоритми дозволяють зменшити потік інформації не більше ніж у два рази. Для більш суттєвого зниження обсягів відеоінформації використовують стиснення з втратами.
Серед алгоритмів з втратами одним з найбільш відомих є MotionJPEG або MJPEG. Приставка Motion каже, що алгоритм JPEG використовується для стиснення не одного, а декількох кадрів. При кодуванні відео прийнято, що якістю VHS відповідає кодування MJPEG з потоком близько 2 Мбіт/с, S-VHS - 4 Мбіт/с.
Свій розвиток алгоритм MJPEG отримав в алгоритмі DV, який забезпечує кращу якість при такому ж потоці даних. Це пояснюється тим, що алгоритм DV використовує більш гнучку схему компресії, засновану на адаптивному підборі коефіцієнта стиснення для різних кадрів відео і різних частин одного кадру. Для малоінформативних частин кадру, наприклад, країв зображення, стиснення збільшується, а для блоків з великою кількістю дрібних деталей зменшується.
Ще одним методом стиснення відеосигналу є MPEG. Оскільки відеосигнал транслюється в реальному часі, то немає можливості обробити всі кадри одночасно. В алгоритмі MPEG запам'ятовується кілька кадрів. Основний принцип полягає в припущенні того, що сусідні кадри мало відрізняються один від одного. Тому можна зберегти один кадр, який називають вихідним, а потім зберігаються тільки зміни від вихідного кадру, звані передбачуваними кадрами. Вважається, що за 10-15 кадрів картинка зміниться настільки, що необхідний новий вихідний кадр. В результаті при використанні MPEG можна домогтися зменшення обсягу інформації більш ніж у двісті разів, хоча це і призводить до деякої втрати якості. В даний час використовуються алгоритм стиснення MPEG - 1, розроблений для зберігання відео на компакт-дисках з якістю VHS, MPEG - 2, використовуваний в цифровому, супутниковому телебаченні і DVD, а також алгоритм MPEG - 4, розроблений для передачі інформації по комп'ютерних мережах і широко використовуваний в цифрових відеокамерах і для домашнього зберігання відеофільмів.
. 2.1 Змішання сигналів
При змішанні сигналів основні проблеми виникають з відео-зображенням. Різні ТВ-стандарти, що існують в світі (NTSC, PAL, SECAM), застосування різних моніторів і видеоконтроллеров диктує різнома...
