История науки и техники Com New

Оцифровка видео

Прежде чем приступать собственно к процессу оцифровки, следует определиться, необходимо ли это. Действительно, что нам дает хранение видеоинформации на жестком диске компьютера или компакт-диске, а не на обычной видеокассете? Причин выбора оцифровки всего две: во-первых, цифровое видео не «заезжается» от многократных просмотров; во-вторых, элементарно получить копию видеоматериала, абсолютно идентичную оригиналу. Уже этих двух причин достаточно для того, чтобы сохранять свое домашнее видео в цифровом виде. Есть и третья причина, не очень существенная, но не менее важная — возможность мгновенного просмотра любого цифрового видеофрагмента. Попробуйте то же самое сделать с видеокассетой — несколько минут перемотки вам обеспечены.

Если доводов в пользу цифрового видео достаточно и вы решились на оцифровку, то прежде чем щелкать по кнопкам и нажимать клавиши, усвойте несколько моментов.

Первое, что следует понимать, — это сам принцип получения видео. Ничего сложного в видео нет. Это всего лишь обыкновенное кино. Кадры последовательно сменяют друг друга 25 раз в секунду (для Pal/Secam), а наш мозг воспринимает их как непрерывное движение. Как раз в этом принципе и кроется основная загвоздка— большие объёмы, занимаемые при оцифровке. Например, видео с размером кадра 352?288 (24 бит) при сохранении хотя бы минуты заснятого фильма займет примерно 450 Мбайт.

Если вести речь об аналоговом видео, то этот вопрос требует фундаментальных знаний в области физики и радиотехники. Если говорить более простым языком, то схема работы аналогового кодирования видеосигнала такова: сигнал передается в виде синхронизационных и информационных компонентов с частичным разделением на линии и кадры. В стандарте PAL (и близком к нему SECAM) предполагается наличие 25 кадров, каждый из которых содержит 576 строк. Стандарт NTSC предполагает наличие 30 кадров в секунду, каждый из которых содержит 480 строк.

При переводе в цифровой вид вы обязательно столкнетесь с проблемой большого объема — надо же во что-то преобразовывать те самые 576 (480) строк в каждом из 25 (30) имеющихся кадров. Эта проблема решается всего двумя возможными способами: первый — это уменьшение параметров видеозахвата, второй — сжатие. Предпочтительнее, конечно, использовать второй, потому как первый связан с изменением размеров кадра, кодировки цвета и частоты кадров.

При больших объемах создаваемого цифрового видео стоит обратить внимание и на операционную систему. По мере возможности установите операционную систему на основе NT технологии (Windows 2000 или Windows XP). Эти системы предпочтительнее потому, что работают с разделами диска, отформатированными в стандарте NTFS, а это значит, что можно будет работать с очень большими файлами, превышающими объем 4 Гбайт. При использовании форматирования в стандарте FAT32 такие операции будут недопустимы.

В процессе оцифровки используют термин битрейт — это размер видеопоследовательности в битах, отнесенный к его длительности в секундах. Единицей измерения битрейта служит 1 бит/с (1bps — 1 bit(s)-per-second). Усредненное значение битрейта при захвате видео составляет 58 Мбит/с (при том, что битрейт сжатого видео на VideoCD равен 1,1 Мбит/с).

Программное сжатие полученного видеоматериала бывает двух типов: с потерями и без потерь качества. В большинстве методов сжатия без потери качества не учитывается визуальная схожесть соседних кадров видеопотока. Методы сжатия с потерей качества, наоборот, в большинстве случаев используют это «сходство». Из-за этого максимальная степень сжатия среднестатистического видеофрагмента, достигаемая алгоритмами без потерь, не превышает 3 к 1, в то время как алгоритмы, работающие с потерей качества, могут сжимать вплоть до 100 к 1.

При всех своих положительных качествах, сжатие с потерями нарушает качество видеопоследовательности. Наиболее часто встречающийся дефект при сжатии — разбиение картинки на квадратные блоки. Алгоритмы сжатия зачастую добавляют «мусор» рядом с контрастными границами и движущимися объектами, а также «волнующиеся» и расплывающиеся цвета. Существуют специальные алгоритмы фильтрации типичных проблем сжатого видео. Обычно любой проигрыватель сжатого видео включает в себя постобработку декомпрессированного видео такими фильтрами.

Пожалуй, на этом можно окончить вводную лекцию по оцифровке видео и перейти непосредственно к процессу.