Video

Video (fra lat.  video  - jeg ser, jeg ser) - en elektronisk teknologi til dannelse, optagelse, behandling, transmission, lagring og afspilning af et levende billede, baseret på tv- principperne , samt et audiovisuelt værk optaget på et fysisk medie (videokassette, videodisk osv. .).

Videooptagelse  er en elektronisk teknologi til optagelse af visuel information, præsenteret i form af et videosignal eller en digital videodatastrøm , på et fysisk medie for at gemme denne information og for at kunne gengive den og vise den på skærmen. Resultatet af en videooptagelse er et videogram eller videofonogram [1] .

Videosignalkarakteristika

Billedhastighed

Antallet (frekvensen) af billeder per sekund er antallet af stillbilleder, der ændrer hinanden under visningen af ​​1 sekunds video og skaber effekten af ​​bevægelsen af ​​objekter på skærmen. Jo højere billedhastigheden er, jo mere jævn og naturlig vil bevægelsen fremstå. Minimumshastigheden, hvormed bevægelsen vil blive opfattet som homogen, er cirka 16 billeder i sekundet (denne værdi er individuel for hver person). Inden for lydbiografi har film- og projektionsfrekvensen været standardiseret siden 1932 til 24 billeder i sekundet [2] . PAL- og SÉCAM -tv-systemerne bruger 25 billeder pr. sekund (25 fps eller 25  Hz ), mens NTSC-systemet bruger 30 billeder pr. sekund (29,97 fps for at være præcis på grund af behovet for at matche underbærefrekvensen flere gange). Computervideo af god kvalitet bruger typisk 30 billeder i sekundet. Den øvre tærskelflimmerfrekvens opfattet af den menneskelige hjerne er i gennemsnit 39-42 Hz og er individuel for hver person og afhænger også af observationsbetingelserne [3] . Nogle moderne professionelle videokameraer kan optage med op til 120 billeder i sekundet. Specielle kameraer skyder med en frekvens på op til 1000 billeder i sekundet, hvilket er nødvendigt for eksempel for en detaljeret undersøgelse af en kugles bane eller strukturen af ​​en eksplosion. Ultrahurtige filmkameraer kan optage flere millioner billeder i sekundet. I dem er filmen ubevægelig og er placeret på den indre overflade af en speciel tromle, og billedet udfoldes af et roterende prisme. Der er også en rammeløs video, hvis princip er som følger: lysfølsomme sensorer transmitterer data om deres tilstand med høj frekvens, som samtidig optages på mediet. I dette tilfælde er der ingen separate rammer - kun rækker af information fra hver af sensorerne ( pixels ) om deres ændring i tid. Under afspilning er der heller ingen rammer - på skærmen ændrer pixels farve i overensstemmelse med de optagede arrays. Hvis pixlen ikke ændrede farve, opdateres den ikke. For den bedste visning af en sådan video kræves en speciel skærm.

Dekomponeringsstandard

Dekomponeringsstandarden definerer parametrene for tv-scanningen , der bruges til at konvertere et todimensionalt billede til et endimensionelt videosignal eller datastrøm. I sidste ende afhænger antallet af billedelementer og billedhastigheden af ​​dekomponeringsstandarden.

Scanning kan være progressiv (interlaced) eller interlaced . Ved progressiv scanning vises alle vandrette linjer (linjer) i et billede efter hinanden på skift. Med interlacing er hver frame opdelt i to felter (halv-frames), som hver indeholder lige eller ulige linjer. I løbet af et billede transmitteres to felter, hvilket øger kineskopets flimmerfrekvens over den fysiologiske tærskel for synlighed. Interlacing var et kompromis for at kunne transmittere et billede med en tilstrækkelig høj opløsning over en kanal med begrænset båndbredde [4] . Tilsvarende bruger filmprojektorer en to-blads obturator , der hæver flimmerhastigheden på skærmen fra 24 Hz til 48 Hz.

På trods af dets mangler er sammenfletning blevet brugt til denne dag i standardopløsnings-tv på grund af de allestedsnærværende fjernsyn, der kun understøtter sådanne standarder. Sådanne mangler er som regel opsplitning af de lodrette grænser for vandret bevægelige objekter (“kam” eller “kam”-effekten) og synligheden af ​​flimren på fine teksturer.

Interlacing kaldes ofte på engelsk manér interlacing ( engelsk  interlace ) eller interlacing . TV'er med kinescope, der har en scanning på 100 Hz, flimrer med en frekvens, der ikke opfattes af øjet. I sådanne modtagere vises det sammenflettede billede med rammefordobling. LCD- og LED -skærme ( TV'er ) er generelt fri for flimmer. I sådanne enheder kan vi kun tale om billedopdateringshastigheden, så sammenfletning i dem er kun et mål for konventionen, der ikke påvirker skærmen. For at undertrykke de ubehagelige effekter, der opstår, når man ser interlaced video på en progressiv scanningsskærm, bruges specielle matematiske metoder kaldet deinterlacing .

Nye digitale tv-standarder, såsom HDTV , giver mulighed for progressiv scanning. Den nyeste teknologi giver dig mulighed for at simulere progressiv scanning, når du viser interlaced video. Sidstnævnte er normalt angivet med et "i" efter den lodrette opløsning, såsom 720x576ix50. Progressiv scanning er angivet med symbolet "p", for eksempel 720p (betyder video med en opløsning på 1280 × 720 progressiv scanning). For at skelne mellem billedhastigheden eller felterne kan billedhastigheden også angives med de samme symboler, for eksempel 24p , 50i, 50p.

Opløsning

Før fremkomsten af ​​den digitale video-æra blev den horisontale opløsning af et analogt videooptagelsessystem målt i tv-lodrette linjer (TVL) ved hjælp af specielle tv-testdiagrammer og angivet antallet af elementer pr. linje i et videobillede, afhængigt af frekvensen optageenhedens egenskaber. Den lodrette opløsning i billedet er fastlagt i dekomponeringsstandarden og bestemmes af antallet af linjer.

Skærmformatforhold

Forholdet mellem rammens bredde og højde ( engelsk  billedformat ) er den vigtigste parameter for enhver videooptagelse. Siden slutningen af ​​det 19. århundrede har stumfilm og efterfølgende film af det "klassiske" format haft et billedformat på 4:3 (4 enheder bredt og 3 enheder højt; i biografen skrives det som 1,33:1 ). Det blev antaget, at en skærm med et sådant billedformat var tæt på synsfeltet for det menneskelige øje. Fjernsyn, som dukkede op kort efter, overtog dette forhold, og næsten alle analoge tv-systemer (og derfor fjernsyn ) havde et skærmformatforhold på 4:3. De første computerskærme arvede også standarden for tv-formatforhold. Men i biografen allerede i begyndelsen af ​​1950'erne, med fremkomsten af ​​panorama- , widescreen- og widescreen -biografer, blev ideen om den ideelle skærm rystet. Widescreen biografsystemer har haft billedformater op til 2,75:1, der sigter mod maksimal "tilstedeværelse" for at gøre billedkanterne mindre synlige. Hovedårsagen er, at det menneskelige kikkertsynsfelt nærmer sig forholdet 2:1. For at bringe rammens form tættere på det naturlige synsfelt (og derfor forbedre opfattelsen af ​​filmen), blev der udviklet biografsystemer med en panoramisk ramme. Fremvisning af widescreen-film på fjernsyn krævede enten pan-scanning af billedet eller tilføjelse af tomme margener øverst og nederst for at passe filmen ind på skærmen med letterboxing . Begge metoder resulterede i tab af dele af billedet eller dets kvalitet. Til dato er det klassiske 1.33:1-format slet ikke brugt i biografen, da det helt har givet plads til 1.85:1 - cache -billedet. Derfor blev standarden 16:9 (1,78:1) godkendt, når man valgte billedformatet på HDTV -skærmen , hvilket er tættere på almindelige filmformater. Digital-tv i standardopløsning fokuserer generelt også på billedformatet 16:9 ved hjælp af digital anamorfi . Alt dette, som skabt af skaberne, er designet til at fordybe seeren dybere ind i atmosfæren af ​​den video, der bliver set. Der er også alternative forklaringer på overgangen til et bredt format: Muligheden for visning i sale, der ikke oprindeligt var indrettet til biografen, ønsket om at forringe kvaliteten af ​​piratkopierede videokopier og tv-kopier.

Komposit- og komponentvideo

Farvevideosignaler kan transmitteres og optages på to forskellige måder: uden adskillelse af farve- og monokrome komponenter og separat. Historisk set var den første, der dukkede op, sammensat video, kaldet Full Color TV Signal , indeholdende et sort-hvidt videosignal, en farveunderbærer og synkroniseringssignaler. Imidlertid er denne lagrings- og transmissionsmetode forbundet med den uundgåelige akkumulering af krydstale mellem luminans- og krominanssignalerne, derfor transmitteres og optages disse videokomponenter separat i de mest avancerede enheder.

Digital videooptagelse

Den største forskel fra analog videooptagelse er, at digitale data optages i stedet for analog video . Digital video kan distribueres på forskellige videomedier via digitale videogrænseflader i form af en datastrøm eller filer .

Opløsning

Ethvert digitalt videosignal, analogt med opløsningen på computerskærme , er også karakteriseret ved opløsning ( engelsk  opløsning ), vandret og lodret, målt i pixels . Ved digitalisering af analog video med standardopløsning er opløsningen 720x576 pixels for europæisk 625/50 opløsning ( PAL og SÉCAM ), ved en billedhastighed på 50 Hz (to felter, 2x25); og 720x480 pixels for US 525/60 ( NTSC ) opløsning ved 59,94 Hz (to felter, 2x29,97). I udtrykket 720×480 er det første tal antallet af punkter pr. linje (vandret opløsning), og det andet tal er antallet af aktive linjer involveret i billedkonstruktionen (lodret opløsning). Den nye high - definition HDTV digital tv-standard antager opløsninger op til 1920 × 1080 ved en opdateringshastighed på 50 Hz (60 Hz for USA) med progressiv scanning. Det er 1080 linjer med 1920 pixels pr. linje. For standardopløsnings-tv er den digitale opløsning ikke den samme som dekomponeringsstandardbetegnelsen, fordi den ikke tager højde for den redundante information, der kun transmitteres i analogt tv.  

Opløsning i tilfælde af tredimensionel video måles i voxels  - billedelementer, der repræsenterer punkter (kuber) i tredimensionelt rum. For eksempel, til simpel 3D-video, bruges opløsningen på 512×512×512 nu hovedsageligt, demo-eksempler på sådan video er tilgængelige i dag selv på PDA'er .

Antal farver og farveopløsning

Antallet af farver og farveopløsning på en videooptagelse er beskrevet af farvemodeller . Til PAL -standarden bruges YUV -farvemodellen , til SÉCAM YDbDr- modellen , til NTSC YIQ - modellen , i computerteknologi bruges det hovedsageligt RGB (og αRGB ), sjældnere HSV , og i printteknologi - CMYK . Antallet af farver, som en skærm eller projektor kan vise, afhænger af kvaliteten af ​​skærmen eller projektoren. Det menneskelige øje kan ifølge forskellige skøn opfatte fra 5 til 10 millioner nuancer af farver. Antallet af farver i en videooptagelse bestemmes af antallet af bits, der er allokeret til at kode farven på hver pixel ( engelsk  bits pr. pixel, bpp ). 1 bit giver dig mulighed for at kode 2 farver (normalt sort og hvid), 2 bit - 4 farver, 3 bit - 8 farver, ..., 8 bit - 256 farver (2 8 \u003d 256), 16 bit - 65.536 farver ( 2 16 ), 24 16.777.216 farver ( 224 ). Computerteknologi har en standard og 32 bits pr. pixel ( αRGB ), men denne ekstra α - byte (8 bits) bruges til at kode pixlens (α) gennemsigtighedskoefficient, ikke til at repræsentere farven (RGB). Når pixlen behandles af videoadapteren , ændres RGB-værdien afhængigt af værdien af ​​α-byte og farven på den underliggende pixel (som bliver "synlig" gennem den "gennemsigtige" pixel), og derefter α-byte vil blive kasseret, og kun RGB-farvesignalet vil gå til skærmen.

Bitrate (bredde af videostream eller optagelsesinformationshastighed)

Bredde (ellers siger man hastighed ) videostream eller bitrate ( eng.  bitrate ) er antallet af behandlede bits videoinformation pr. sekund (målt ved " bit/s " - bits pr. sekund eller, oftere, " Mbps " - megabits sekund; på henholdsvis engelsk bit/s og Mbit/s). Jo bredere videostrømmen er, jo bedre er kvaliteten af ​​videoen som regel. For eksempel for VideoCD -formatet er videostreambredden kun omkring 1 Mbps, og for DVD  er den omkring 5 Mbps. Selvfølgelig kan kvalitetsforskellen subjektivt ikke vurderes som femdobbelt, men objektivt set er den det. Og det digitale tv- format i HDTV bruger en videostreambredde på omkring 10 Mbps. Hastigheden på videostreamen gør det også meget bekvemt at evaluere kvaliteten af ​​videoen, når den transmitteres over internettet .

Der er to typer strømbreddekontrol i en video-codec  - konstant bithastighed ( eng.  constant bit rate, CBR ) og variabel bitrate ( eng.  variabel bitrate, VBR ). VBR-konceptet, der nu er meget populært, er designet til at bevare videokvaliteten så meget som muligt, samtidig med at den samlede volumen af ​​den transmitterede videostream reduceres. Samtidig øges videostrømmens bredde på scener med hurtige bevægelser, og på langsomme scener, hvor billedet ændrer sig langsomt, falder bredden af ​​strømmen. Dette er meget nyttigt til bufferlagrede videoudsendelser og transmission af lagret video over computernetværk . Men for bufferløse realtidssystemer og til live-udsendelser (for eksempel til telekonferencer ) er dette ikke egnet - i sådanne tilfælde er det nødvendigt at bruge en konstant videostreamhastighed.

Videokvalitet

Videokvalitet måles ved hjælp af formelle metrics såsom PSNR eller SSIM , eller ved hjælp af subjektiv sammenligning af jævnaldrende.

Subjektiv videokvalitet måles ved hjælp af følgende metode:

• Videosekvenser udvælges til brug i testen
• Målesystemets parametre vælges
• Videovisningsmetoden og beregning af måleresultater er valgt
• Det nødvendige antal eksperter inviteres (normalt mindst 15)
• Selve testen
• Den gennemsnitlige score er beregnet ud fra ekspertvurderinger.

Flere subjektive vurderingsmetoder er beskrevet i ITU-T BT.500 anbefalinger. En af de meget anvendte evalueringsmetoder er DSIS ( Double Stimulus Impairment Scale ), hvor eksperter først får vist det originale videomateriale, og derefter det bearbejdede .  Eksperterne evaluerer derefter kvaliteten af ​​behandlingen, lige fra "behandling er umærkelig" og "behandling forbedrer videobilledet" til "bearbejdet video er meget irriterende."

Stereoskopisk video

Stereoskopisk video eller blot stereovideo ( eng.  stereoskopisk video eller 3D-video ) var meget populær i slutningen af ​​det 20. århundrede , og nu er der regelmæssige bølger af interesse for det. Der er biografer over hele verden , der afspiller stereoskopisk video ved hjælp af en form for teknologi. Stereovideo kræver to videokanaler, ofte omtalt som lag : en til venstre øje og en til højre. Det er også nødvendigt at sikre, at dit eget billede kommer ind i "dit" øje. Således har seeren en følelse af volumen, tredimensionalitet af videomaterialet, realismen af ​​følelsen af ​​at se øges. Omtrent den samme, men kvalitetssvagere effekt opnås ved at se en video i plastikglas, hvor der bruges et rødt lysfilter til det ene øje og et grøn-blåt filter til det andet. Dette er det gamle princip for anaglyph stereofotografering. Nye teknologier introduceret i 2006, såsom HD DVD og Blu-Ray- diske , gør det muligt at medbringe mere stereoindhold og er beregnet til at gøre stereoskopisk hjemmevideo mere tilgængelig.

Interessante fakta

I den første indenlandske stereobiograf "Moscow", som åbnede den 4. februar 1941, blev der brugt en skærm med en slidset trådskærm [5] . Siden 1947 har en glasrasterskærm med et meget stort antal mikroprismer været brugt i Stereokino-biografen. Rasterskærme gjorde det muligt at observere et tredimensionelt billede uden specielle briller.

Efter perestrojka blev den unikke skærm ført til Odessa og forsvundet .

Videoformater

Videooptagelser kan være analoge eller digitale .

Sammenligning af tekniske karakteristika for videooptagelsesformater

Computer video filtypenavn

3gp , avi , mpeg , mpg , mov , swf , asf , mp2 , mp4 , wmv , mts , mkv , flv

Se også

• Video-optager
• videosignal
• Computer videobehandling
• Video redigering

Noter

1. ↑ Fjernsyn, 2002 , s. 468.
2. ↑ Filmprojektion i spørgsmål og svar, 1971 , s. 186.
3. ↑ Medicinske og psykologiske aspekter af brugen af ​​lys-lyd-stimulering og biofeedback (utilgængeligt link) . Hentet 9. juni 2009. Arkiveret fra originalen 3. maj 2009. (ubestemt) 
4. ↑ Fjernsyn, 2002 , s. 34.
5. ↑ Nikolai Mayorov. I anledning af 70-året for starten af ​​den regulære demonstration af stereofilm i Rusland  // "MediaVision" : magazine. - 2011. - Nr. 8 . - S. 65-67 . (Russisk)

Litteratur

• V. E. Jaconia. TV. - M . : "Hot Line - Telecom", 2002. - S. 311-316. — 640 s. - ISBN 5-93517-070-1 .
• E. M. Goldovsky. Filmprojektion i spørgsmål og svar. - M . : "Kunst", 1971. - 220 s.
• GOST 13699. Registrering og gengivelse af information. Begreber og definitioner.

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk jorden rundt schweizisk historisk
I bibliografiske kataloger BNF : 11933779d GND : 4063466-8 J9U : 987007558512305171 LCCN : sh92003035 LNB : 000051593 NKC : ph127097