1 Televizní obraz Digitální záznam Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem Hlavního.

Prezentace na téma: "1 Televizní obraz Digitální záznam Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem Hlavního."— Transkript prezentace:

1 1 Televizní obraz Digitální záznam Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem Hlavního města Prahy.

2 2 Lidské oko Lidské oko rozliší při dostatečně kvalitních podmínkách osvětlení dva body v úhlové vzdálenosti asi 1,5’-2’ (úhlové minuty), tj. asi 0,58 mrad. Tato hodnota odpovídá možnosti rozlišení dvou bodů, které jsou od sebe vzdáleny 1 mm, ze vzdálenosti 1,7 m. Lidské oko rozliší při dostatečně kvalitních podmínkách osvětlení dva body v úhlové vzdálenosti asi 1,5’-2’ (úhlové minuty), tj. asi 0,58 mrad. Tato hodnota odpovídá možnosti rozlišení dvou bodů, které jsou od sebe vzdáleny 1 mm, ze vzdálenosti 1,7 m. Oko má ohniskovou vzdáleností 23 mm a vzdálenost čípků 3  m Oko má ohniskovou vzdáleností 23 mm a vzdálenost čípků 3  m

3 3 Lidské oko vnímá barvu s nižší rozlišovací schopností než jasovou složku signálu. Lidské oko vnímá barvu s nižší rozlišovací schopností než jasovou složku signálu. Této vlastnosti se využívá při kompresi signálu, kdy se redukují především informace o barvě. Této vlastnosti se využívá při kompresi signálu, kdy se redukují především informace o barvě.

4 4 TV – video technika U spotřební elektroniky systému PAL VHS je obraz tvořený 300 až 400 horizontálními řádky s 400 až 530 pixely v každém řádku U spotřební elektroniky systému PAL VHS je obraz tvořený 300 až 400 horizontálními řádky s 400 až 530 pixely v každém řádku Systém PAL S-VHS nebo Hi8 má 400 až 480 řádků horizontálního rozlišení s 640 pixely v řádce. Systém PAL S-VHS nebo Hi8 má 400 až 480 řádků horizontálního rozlišení s 640 pixely v řádce. U digitální techniky DV je počet reprodukovatelných řádků 576 se 72O pixely v řádce. U digitální techniky DV je počet reprodukovatelných řádků 576 se 72O pixely v řádce. HDTV „high-definition television“ je tvořena tisíci horizontálními řádky a tisíci pixely v každém řádku. HDTV „high-definition television“ je tvořena tisíci horizontálními řádky a tisíci pixely v každém řádku.

5 5 Záznamová technika Hodnoty u většiny běžně používaných přístrojů se pohybovaly od 256 x 256 pixelů do 4 096 x 4 096 pixelů (a více). Hodnoty u většiny běžně používaných přístrojů se pohybovaly od 256 x 256 pixelů do 4 096 x 4 096 pixelů (a více). To v přepočtu znamená, že rozměry pixelů jsou v rozmezí od 40 x 40 μm do 5 x 5 μm. Použitím kamery osazené maticovým detektorem s větším počtem pixelů tedy dosáhneme většího rozlišení. To v přepočtu znamená, že rozměry pixelů jsou v rozmezí od 40 x 40 μm do 5 x 5 μm. Použitím kamery osazené maticovým detektorem s větším počtem pixelů tedy dosáhneme většího rozlišení.

6 6 TV obraz Základem zobrazení na obrazovce televizoru je rozklad obrazu na prvky  obrazové body. Základem zobrazení na obrazovce televizoru je rozklad obrazu na prvky  obrazové body. Ty jsou uspořádány do vodorovných řádků a snímány a zobrazovány vždy zleva doprava a shora dolů. Ty jsou uspořádány do vodorovných řádků a snímány a zobrazovány vždy zleva doprava a shora dolů. Rychlost rozkladu je určena podmínkou, aby sledovaný obraz nebyl rušen blikáním (zde se využívá setrvačnosti lidského oka, které nedokáže odlišovat rychlé změny obrazu) Rychlost rozkladu je určena podmínkou, aby sledovaný obraz nebyl rušen blikáním (zde se využívá setrvačnosti lidského oka, které nedokáže odlišovat rychlé změny obrazu)

7 7 TV obraz V televizi byl počet snímků za jednu sekundu stanoven na 25 snímků (50 půlsnímků za jednu sekundu). V televizi byl počet snímků za jednu sekundu stanoven na 25 snímků (50 půlsnímků za jednu sekundu). Norma udávající poměr šířky a výšky obrazu a tím i televizní obrazovky byla stanovena na 4:3. Norma udávající poměr šířky a výšky obrazu a tím i televizní obrazovky byla stanovena na 4:3. televizní norma CCIR 625 stanovila počet řádek na 625 (jeden řádek se zobrazí za 64  s) televizní norma CCIR 625 stanovila počet řádek na 625 (jeden řádek se zobrazí za 64  s)

8 8 TV obraz - vykreslení

9 9 4/3 x 625 = 832 bodů  pixelů na jednom řádku 4/3 x 625 = 832 bodů  pixelů na jednom řádku Při zobrazení 50 snímků za sekundu by bylo zapotřebí 50 x 625 = 31 250 řádků Při zobrazení 50 snímků za sekundu by bylo zapotřebí 50 x 625 = 31 250 řádků což by s informacemi v jednotlivých řádcích znamenalo přenos 416 x 31 250 = 13 000 000 period/sekundu což by s informacemi v jednotlivých řádcích znamenalo přenos 416 x 31 250 = 13 000 000 period/sekundu nutná šíře televizního kanálu 13 MHz – redukce na 6,5 MHz nutná šíře televizního kanálu 13 MHz – redukce na 6,5 MHz snímek rozdělen na dva půlsnímky, které mají každý 312,5 řádku. Počet řádků zobrazených za jednu sekundu je tak 50 x 312,5 = 15 625 snímek rozdělen na dva půlsnímky, které mají každý 312,5 řádku. Počet řádků zobrazených za jednu sekundu je tak 50 x 312,5 = 15 625

10 10

11 11 Digitální záznam Vzorkování analogového signálu Vzorkování analogového signálu

12 12 Digitalizace

13 13 Video komprese Jeden snímek video záznamu v TV normě má 625 řádek a v každém řádku 720 bodů Jeden snímek video záznamu v TV normě má 625 řádek a v každém řádku 720 bodů pro jeden snímek je zapotřebí zaznamenat 450 000 bodů a pro každý bod ještě 3 bajty RGB barevné informace pro jeden snímek je zapotřebí zaznamenat 450 000 bodů a pro každý bod ještě 3 bajty RGB barevné informace Z toho vychází nárok na paměťový prostor více než 1 MB na jeden snímek Z toho vychází nárok na paměťový prostor více než 1 MB na jeden snímek

14 14 Video komprese Při běžné snímkové rychlosti 25 snímků za sekundu je zapotřebí pro každou sekundu záznamu 25 MB a pro každou minutu záznamu 1,5 GB datového prostoru. Při běžné snímkové rychlosti 25 snímků za sekundu je zapotřebí pro každou sekundu záznamu 25 MB a pro každou minutu záznamu 1,5 GB datového prostoru. Zmenšování objemu dat se nazývá komprese a je určováno pomocí poměru mezi původní a nově vzniklou velikostí. Zmenšování objemu dat se nazývá komprese a je určováno pomocí poměru mezi původní a nově vzniklou velikostí. Běžný DV formát používá kompresi 5:1, takže výsledný záznam je 5x menší oproti původní velikosti. Běžný DV formát používá kompresi 5:1, takže výsledný záznam je 5x menší oproti původní velikosti.

15 15 Typy komprese zmenšování velikosti snímku Zmenšením klasického počítačového snímku velikosti 640x480 pixelů na velikost 320x240 se dosáhne redukce na čtvrtinu původní velikosti zmenšování velikosti snímku Zmenšením klasického počítačového snímku velikosti 640x480 pixelů na velikost 320x240 se dosáhne redukce na čtvrtinu původní velikosti snižování snímkovací frekvence Záznam s 12 snímky za sekundu bude mít poloviční velikost oproti běžnému záznamu 25 snímků za sekundu snižování snímkovací frekvence Záznam s 12 snímky za sekundu bude mít poloviční velikost oproti běžnému záznamu 25 snímků za sekundu redukce nadbytečných čili redundantních informací redukce nadbytečných čili redundantních informací

16 16 Komprese Intra-frame x Inter-frame Komprese intra-frame provádí potřebné úpravy v každém snímku zvlášť, probíhá snímek po snímku. Komprese intra-frame provádí potřebné úpravy v každém snímku zvlášť, probíhá snímek po snímku. Komprese inter-frame využívá toho, že všechny změny v sekvencích stejného záběru probíhají postupně, takže existuje vysoká podobnost sousedních snímků Komprese inter-frame využívá toho, že všechny změny v sekvencích stejného záběru probíhají postupně, takže existuje vysoká podobnost sousedních snímků