Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

MULTIMEDIÁLNÍ TECHNOLOGIE PETRA TICHÁ MICHAL DLOUHÝ Datové formáty videa, jejich specifikace a možnosti využití.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "MULTIMEDIÁLNÍ TECHNOLOGIE PETRA TICHÁ MICHAL DLOUHÝ Datové formáty videa, jejich specifikace a možnosti využití."— Transkript prezentace:

1 MULTIMEDIÁLNÍ TECHNOLOGIE PETRA TICHÁ MICHAL DLOUHÝ Datové formáty videa, jejich specifikace a možnosti využití

2  Úvod  Základní vlastnosti  Komprese  Kontejnery  Analogové video  Kodeky Agenda

3 Úvod Video  technologie zaznamenávající a přehrávající sérii po sobě jdoucích snímků  3 definovatelné vlastnosti- formát kontejneru, komprese videa a obrazu  uchovává se na paměťových médiích  generace  digitální a analogové Snímek  obrazy (frames) se dělí na klíčové (keyframe) nebo neklíčové ( deltaframe)

4  snímková frekvence  prokládání  datový tok  rozlišení  poměr stran  komprese Základní vlastnosti

5  snímková frekvence  udává počet snímků za jednotku času, důležitá pro plynulost videa  dle normy používané v ČR 25 snímků za vteřinu  prokládání  způsob, kterým běžné televize vykreslují obraz (rozdělení na sudé a liché řádky)  problém s displeji, pouze CRT obrazovka správně zobrazuje – jinak bez prokládání Základní vlastnosti

6  datový tok  počet dat, která se přenesou za jednotku času (kbps, Mbit/s)  určující prvek kvality ( ale záleží na kompresi, rozlišení a snímkové frekvenci)  konstantní vs variabilní  rozlišení  závisí na druhu videa  digitální – v pixelech na výšku a šířku  analogové- dle řádků ( 576)  poměr stran  poměr stran vodorovné a svislé čáry ( 4:3 a 16:9) Základní vlastnosti

7  zmenšení velikosti pro ukládání díky snížení objemu dat nebo datového toku při co nejnižší viditelné degradaci obrazu  dělení I.  intraframe a interframe  v rámci snímku- komprese provedena na aktuálním snímku, vlastně obrázková komprese (Prores 422, 4444), větší velikost  DCT= diskrétní kosínová transformace (JPEG)- komprimovaní po blocích 8x8 pixelů, 6 bloků= makroblok)  mezi snímky- zjišťování a ukládání rozdílů mezi snímky (MPEG-4, H.264)  GOP= group of pictures- začíná a končí itraframe snímky  P- snímky- předpověď pohybu objektů, B- snímky- rozdíl mezi intraframe a P-snímky  wavelet- komprimuje pomocí překrývání, menší degradace, náročnější Komprese

8  dělení II.  ztrátová a bezztrátová  bezztrátová  výsledekem je identický obraz ( omezené snížení dat, max. ¼ původní velikosti)  umožňuje zpětnou obnovu původních dat  nejpoužívanější : HuffYUV, Lagarith, FFV1, CorePNG nebo MSU Lossless, také Snow a MPEG-4 AVC Komprese

9  zmenšování objemu dat, kdy se některé méně důležité informace ztrácejí a již nejdou obnovit (nedokonalost lidských smyslů)  MJPEG – sekvence JPEG obrázků, každý samostatný záběr (zaručená kvalita a určená úroveň komprese- větší video ve výsledku), digitální a IP kamery, snadnost střihu  H.263 – zmodernizovanější verze H.261, původně navrženo pro videokonference díky regulovatelnému toku dat v závislosti na síti, snížená kvalita u pohybujících se objektů  THEORA - součást projektu Ogg, používaný příznivci opensource a Linuxu, problém uživatelům způsobuje shodnost videa se stejnou koncovkou hudby ve formátu Ogg Vorbis  VC-1/ WMV3 – produkt společnosti Microsoft, možnost použití na BD a HDD DVD, ale není zdaleka tak rozšířený, i když pracuje na stejném principu jako MPEG-4  DV – na vývoji se podílelo 10 firem, postupně další, pracuje na velmi podobném principu jako MJPEG, u DV formátu nelze nastavit kompresní poměr, je konstantní přibližně 1:10, datový tok je 25 Mbps, základní formát pro střih videa, podporují jej všechny video editory Ztrátová komprese

10  MPEG-1  od 1993 na CD, kódování pohyblivého obrazu a přidruženého zvuku, zachovává rozumnou kvalitu videa  MPEG-2  od 1995 použití na DVD, vyšší přenosová rychlost od 1,5 Mbitu/s až do 15 Mbitů/s, používá se pro televizní vysílání ( 6Mbitů/s)  MPEG-3 – sloučen s MPEG 2, původně pro HDTV  MPEG-4  od 1998, rozšíření původních MPEGů, kódování audiovizuálního obsahu s velmi nízkým bitratem, především na webu  MPEG-7  pro popis dat s multimediálním obsahem (neříká, jak data kódovat), možnost vyhledání multimediálních dat dle klíče Ztrátová komprese

11  umožňují ukládat video a zvuk do jednoho souboru (jednotlivé druhy dat v souboru jsou streamy ), synchronizace  neříká nic o vnitřní kompresi uložených dat, ta je určena kodekem  pro přehrání kontejneru používáme příslušný splitter  liší se podle schopnosti pojmout různá multimediální data  FourCC – kód 32 bitů - slouží k identifikaci audio a video stop - široce podporován Kontejnery

12  AVI- Audio Video Interleave  nejrozšířenější kontejner pro video, od Microsoftu z roku 1992 (poněkud zastaralý)  původně bez komprese v rozlišení 160× 120 bodů při 15 snímcích/ s, max. 2 GB velikosti výsledného souboru – padlo s FAT32  postupné rozšiřování a modernizování (Xvid, Dix)  soubor se nedá přehrát pokud není úplný  není možné vkládat titulky ani kapitoly  kompatibilta přehrávání pod rúznými OS  přípony.avi Kontejnery

13  MPEG PS- Program Stream  využívá video komprese MPEG-1 a MPEG-2, široce podporován  neobsahuje indexovou tabulku ( na rozdíl od AVI), synchronizován časově  využíván jako hlavní formát pro DVD ( díky bezchybnosti dat)  přípony.mpg,.vob,.evob  MPEG TS- Transport Stream  primárně určen pro digitální vysílání, ale i pro BD, využívá MPEG-2 a MPEG-4 kompresi  nezaručena bezchybnost dat  Video lze přehrávat, aniž by byl stažen celý soubor  přípony.ts,.m2ts,.MTS Kontejnery

14  MP4  součástí MPEG-4 standardu, postaven na kontejneru MOV od Apple  různé video komprese  využívá se v mobilních telefonech, fotoaparátech i kamerách  přípona.mp4  MKV- Matroška  nejnovější druh platformě otevřeného kontejneru, hlavně pro HD video  popis vnitřní struktury je založen na popularitě jazyka XML, dělení na segmenty a sekce ( každá nese jiný druh dat), propracovaný  zatím chybí podpora SW pro editaci  přípona.mkv Kontejnery

15  ASF- Advanced Systems Format  produkt firmy Microsoft, hlavně pro internetové vysílání  pracuje s daty jako s objekty  nevýhodou je uzavřenost, systémové rozhraní DirectShow  přípony.asf,.wmv  QuickTime  konkurence od Apple z začátku 90. let  pracuje s daty jako s atomy ( rozdělení na dále nedělitelné bloky dat)  přípony.mov,.qt  RealMedia  pracuje s objekty ( internetové vysílání)  procuje s proměnným tokem a v případě poškození či nedodání některého z objektů jej přeskočí a přehrává dál  přípona.rm Kontejnery

16 PAL • PAL -Phase Alternating Line střídaní fáze po řádcích • Prvně zaveden 1963 ve Velké Británii • Využíván: Západní Evropa mimo Francie • 625řádků, 25frames/sec, obnov. ν 50Hz • Využívá se prokládání dvou rámců • Sudé a liché řádky (a jejich sinchronizaci) • V ČR od 1992 (vystřídala SECAM) • Informace o barvách se přenášejí současně.

17 NTSC • NTSC -National Television Systém Committee • Zaveden v USA • 1940 černobílý, 1953 barevný • Využíván: Severní a Jižní amerika • 480 řádků,30 frames/sec, obnov. ν 50Hz prokládaně • Informace o barvách se přenášejí současně

18 SECAM • SECAM- Séquentiel couleur à mémoire • Vyvinut: 1956 ve Francii • 625řádků, 25 frames/sec, obnov. ν 50Hz prokládaně (nejprve sevysílají liché a potom sudé řádky) • Informace o barvách se přenášejí postupně • Další podstatné rozdíly oproti ostatním TV normám jsou v potřebné šířce přenosového kanálu, nosných kmitočtech, způsobu modulace atd.

19 Svět podle signálů TV

20 Přenos analogové videa na zobraz. zařízení • Kompozitní: 1 RCA zástrčka (tzv. cinch) • veškerá videodata přenášena jednou linkou • Signál s jasem a signál s barvou sloučen do jednoho • S-video (5pin) • Separate video • obrazová data jako dva oddělené signály Y a C (jasový a barvonosný) • Komponentní: 3x RCA zástrčka • signály se skládají ze dvou nebo více samostatných signálů • nedochází ke ztrátě informací o barvě • SCART (21pin) • přenáší výše zmíněné video signály + 2D zvuk + 12V

21 • DVI • Standard vytvořený za účelem bezproblémové komunikace mezi zobrazovacími zařízeními • Určen k přenosu převážně nekomprimovaných dat • Nahrazen HDMI • Maximální rozlišení při 60Hz je 2,75Mpix • S/PDIF • Sony/Philips Digital interface • Soubor protokolů pro přenos digitálně kódovaného zvuku • Přenos buď koaxiálním kabelem a nebo opticky • Buď 2.0 nekomprimovaný zvuk nebo komprimovaný vícekanálový • Nepodporuje bezztrátové formáty • Je variantou normy AES3 (=standard pro přepravu digi audiosignálů) Přenos dat mezi audio-video zařízeními

22 • High definiton multimedia interface • Pro přenos nekomprimovaného videa v HD • audio (až 8 kanálů) • CEC signál (ovládání zařízení) • Ethernet (datové připojení) • A 19pin • B 29 pin (pro video s větším rozlišením 3840x2400); málo používaný • Náhrada za stávající analogové formy, zpětně kompatibilní s DVI • Existuje mnoho variant konektorů • Jeden kabel na přenos všeho • HDMI 1.0 z roku 2002 Datová propustnost 4,8 Gbit/s • HDMI 1.3 z roku 2006 Datová prostupnost 10,2 Gbit/s • HDMI 2.0 z roku 2013 Datová propustnost 18 Gbit/s, samplovací frekvence až 1536kHz HDMI

23 • Koder+DECoder • Softwarové nebo hardwarové zařízení umožňující kompresi a dekompresi videa • Kodeku se při kompresi odesílá nekomprimované video o on vrací zkomprimované • Lze nakonfigurovat datový tok, kvalitu, rychlost komprese • Dělní:ztrátové/bezztrátové • Pro následné zpracování videa • Snížení velikosti nekomprimovaného videa bez znatelné degradace obrazu • Vysoká rychlost komprese kvůli (kódování v reálném čase) a dekomprese (kvůli editaci) • Pro finální kompresi • Snaha o co největší kompresi (CD/DVD) • Kvalita vizuálně co nejblíže originálu (nedokonalosti lidského oka) Kodeky

24 • HUFFYUV • Huffmanovo kódování • GPL licence =svobodný SW • Platformě nezávislý • Výhoda: Velká rychlost komprese (predikce následujícího pixelu; rozdíl je zakódován) → menší paměťové nároky • Nevýhoda: nízký kompresní poměr • Od roku 2002 nevyvíjen Bezztrátové kodeky

25 • LAGARITH • GPL licence • Primárně pro Win, existují utility pro Mac OS • Podpora multivláknového zpracování • Rychlost kódování obdobná,dekódování pomalejší • Nepoužívá predikci ale kóduje zvlášť každý snímek → vhodnější na editaci (posouvání, střih) než Huffyuv Bezztrátové kodeky

26 • LCL • Lossless codec library • Freeware • Pro Win • Skládá se z AVIzlib a AVImshz • Vhodný ke kompresi digitální animace Bezztrátové kodeky

27 • DivX • soubor produktů od společnosti DivX, Inc. včetně kodeku kompatibilního s MPEG-4 • poskytuje velmi příznivé výsledky mezi kvalitou a velikostí • Nahradil oblíbený DIvX ;-) • velmi oblíben, díky čemuž je i podporován většinou DVD přehrávačů • film z 4,7Gb DVD je schopen zkomprimovat na cca 700Mb při akceptovatelné kvalitě • aktuální verze dostupná zdarma obsahuje: DivX Player, DivX comunity codec, DivXweb player • placená navíc: DivX conventor a možnosti využití více vlastností ze základního balíku Ztrátové kodeky

28 • Xvid • dříve XviD • open-source kodek kompatibilní s formátem MPEG-4 • navázal na OpenDivX ukončení v roce 2001 • multiplatformní • soubory zakódované Xvid mohou být přehrány DivX • lze využít řadu pokročilých vlastností, ty ovšem snižují kompatibilitu. • kodek podporuje libovolné rozlišení až do velikosti obrazu 1920×1088 bodů Ztrátové kodeky

29 • FFmpg • kolekce svobodného softwaru pro konverzi a streamování videa • zahrnuje libavcodec -nejdůležitější knihovna pro kompresi videa • vyvíjen pro Linux, ale může být zkompilován i do jiných OS • MPEG-4 ASP kodek FFmpegu plně podporuje dekódování videa kódovaného všemi běžnými MPEG-4 kodeky jako je DivX nebo Xvid Ztrátové kodeky

30 • Windows Media Video • kodeky WMV vyvinula firma Microsoft jako odpověď na úspěch formátů QuickTime a RealVideo • při kompresi udržuje datový tok (některé snímky může zahazovat, a nebo tok vyplňovat nadbytečnými informacemi. • aktuální verze umí pracovat s videem standardu VC-1 (alternativa k MPEG-4) Ztrátové kodeky

31 • Časově a výpočetně náročný proces • Převádí se při potřebě snížení velikosti, nebo podpoře jiného formátu • Existuje řada programů • File Factory • Freeware • 3gp, mpg, mkv, flv, swf, mp4, • avi, wmv, rmvb,vob,mov • Velmi široké spektrum možností nastavení Převody mezi formáty videa

32 Děkujeme Vám za pozornost.


Stáhnout ppt "MULTIMEDIÁLNÍ TECHNOLOGIE PETRA TICHÁ MICHAL DLOUHÝ Datové formáty videa, jejich specifikace a možnosti využití."

Podobné prezentace


Reklamy Google