Способы цифровой видеозаписи основные

Методы цифровой видеозаписи на физические носители

Дата добавления: 2015-07-23 ; просмотров: 1935 ; Нарушение авторских прав

Конечным результатом процесса записи видеосигнала является размещение информации на каком-либо физическом носителе.

В настоящее время используются физические носители, использующие один из трех основных методов [13]:

— Метод магнитной записи основан на перемагничивании участков носителя в соответствии со значениями битов записываемой информации. Этот принцип реализуется в устройствах с подвижным носителем в виде диска или ленты, где запись и считывание производится на дорожку (трек). Головка записи вызывает изменение намагниченности участков трека в соответствии с записываемой битовой последовательностью. При считывании регистрируется изменение магнитного поля, связанное с прохождением под головкой участков трека.

— Метод оптической записи основан на изменении оптических свойств участка носителя: степени прозрачности или коэффициента отражения. Способы, какими эти изменения достигаются, различны. В современных оптических устройствах на дисках CD, DVD, BR (Blu-ray) изменение оптических свойств достигается с помощью лазера, выжигающего питы (необратимо, однократно) или изменяющего состояние участка (при многократной записи). К оптическому методу записи можно отнести и технологию голографической записи, при которой запись осуществляется в объеме, а не на поверхности.

— Метод электрической записи на твердотельный полупроводниковый носитель. Метод используется в твердотельной памяти – Flash. Здесь для изменения состояния хранящей ячейки требуется воздействие электрического поля, что и используется при перезаписи информации. Как правило, процесс записи требует значительно большего времени и энергии, чем процесс чтения.

Общим для всех трех методов является необходимость работы с блоками данных. Это значит, что при записи и чтении информации можно прочитать не произвольный байт или бит информации, а некоторый блок данных, к которому возможен произвольный доступ. Обычно размер блока фиксирован, например значением 512 байт.

С аппаратной точки зрения любое устройство хранения прямого доступа можно представить как совокупность секторов, адресуемых тем или иным способом, и каждый сектор может быть записан или считан только целиком независимо от других. Но для большинства применений, включая и цифровую видеозапись, интерес представляет обращение не к отдельным секторам, а к файлам, которые могут занимать произвольное количество секторов. Для облегчения обращения к файлам и упорядочения использования пространства секторов служит файловая система, тесно связанная с логической структурой накопителя.

Метод магнитной записи используется накопителями на жестких дисках и лентах. Первые используются значительно чаще вследствие наличия произвольного доступа к информации.

Рисунок 5.1 Устройство накопителя на жестком магнитном диске.

Схематически устройство накопителя на жестком магнитном диске представлено на рис. 5.1. Носителем информации является диск, на который нанесен ферромагнитный слой. Хранимую информацию представляет состояние намагниченности отдельных участков рабочей поверхности. Диск вращается с помощью двигателя шпинделя, обеспечивающего требуемую частоту вращения, например 7200 оборотов в минуту. На диске имеется индексный маркер, которым отмечается начало каждого оборота диска. Информация на диске располагается на дорожках (треках), которые в свою очередь разбивается на секторы фиксированного размера. Для записи на носитель используются различные методы модуляции сигнала.

Для записи данных необходимо сформировать последовательный код, который должен быть самосинхронизирующимся, т.е. при считывании из него должны извлекаться и данные и синхросигнал, позволяющий восстановить записанную цепочку бит.

Собственно процесс намагничивания участков записи и последующее считывание производятся магнитными головками. При этом возможны различные сбои, связанные с дефектами поверхности, внешними помехами, механическими воздействиями. Поэтому этот процесс не является абсолютно надежным и для повышения надежности применяются различные методы.

Метод кодирования RLL (Run Length Limited Encoding – кодирование с ограничением длины серий) построен на ограничении длины неперемагничиваемых участков трека. Как известно, одним из главных недостатков метода магнитной записи является высокий уровень нелинейности АЧХ пары головка-лента. Для уменьшения влияния неравномерности следует в записываемой последовательности устранить низкочастотные составляющие, которые образуются слишком длинными сериями нулей или единиц.

Дополнительную защиту обеспечивает использование контрольного кода поля данных, например контроль с помощью циклического избыточного кода (CRC), который позволяет обнаруживать ошибки записи. Другой метод – обнаружения и коррекции ошибок (ЕСС) – дополнительно позволяет исправлять ошибки небольшой кратности. Обычно для этого используются избыточные коды Рида-Соломона, который позволяет исправлять ошибки в реальном времени и не требует повторного считывания данных.

Методы магнитной записи цифрового видеосигнала используются также и при записи на ленточные носители.В этом случае обычно используется метод наклонно-строчной записи (Рис. 5.2) . Существуют множество форматов такой записи, среди которых наиболее известным является формат записи DV и его вариант mini-DV. Метод основан на использовании вращающегося барабана с магнитными головками, установленного под небольшим углом к направлению движения ленты. В результате при относительно небольшой скорости движения ленты в лентопротяжном механизме удается получить высокую скорость движения магнитных головок относительно магнитной ленты.

Сигналограмма записи на ленту приведена на рис.5.3. Запись осуществляется на наклонные строчки, между которыми отсутствует защитный промежуток. Каждая строчка записи вмещает в себя видеосектор, звукосектор и служебные области.

Следует отметить, что для борьбы с ошибками здесь используются те же самые методы, что и при записи на магнитные диски, т.е. кодирование с ограничением длины серий, а также код Рида-Соломона.

Рисунок 5.2. Принцип наклонно-строчной записи

Рис. 5.3. Сигналограмма формата DV.

Оптические методы записи используются только на дисковых носителях. В основе этих методов лежит изменение оптических свойств (обычно степень отражения) поверхности носителя (Рис. 5.4.).

Рисунок 5.4. Иллюстрация принципа работы оптического устройства записи и считывания информации.

В процессе считывания при освещении трека лазерным лучом возникает модуляция интенсивности отраженного луча, воспринимаемого фотоприемником. В модулированном луче закодирована двоичная информация, размещенная на треке. На этом принципе функционируют оптические диски CD, DVD, HD-DVD, Blu-Ray.

Сначала оптическая запись информации производилась в аналоговом виде. Этот вариант был предожен фирмой Philips и использовался в видеопроигрывателях стандарта Laser Vision. На этих устройствах была отработана технология записи и воспроизведения сигналов с использованием лазерного луча, разработаны основные элементы оптического сигналоснимателя, устройств автотрекинга и автофокусировки.

Позже был предложен дисковый носитель для записи звука Compact Disc (CD), который представлял собой уже цифровое устройство. Затем оптические диски этого типа стали использоваться для записи, хранения и воспроизведения данных любого типа. Более поздние варианты оптических дисков (DVD, Blu-Ray) является развитием метода оптической записи, используемого в дисках CD с целью увеличения информационной емкости и скорости записи и воспроизведения (Рис. 5.5).

Рисунок 5.5. Основные технологические отличия форматов CD, DVD и Blu-Ray.

Главным достоинством оптической записи информации является его низкая относительная стоимость. Однако, скорость записи информации сравнительно невелика, что препятсятвует, например, реализации прямой записи несжатого цифрового видеосигнала в реальном времени.

Метод записи на полупроводниковые носители имеет наиболее широкое распространение в технике. В основе этого метода лежит технология электрически перепрограммируемой полупроводниковой памяти. В этом случае используется специальная полупроводниковая структура на основе КМОП-транзистора с плавающим затвором (Рис. 5.6.)

Рисунок 5.6. Структура КМОП-транзистора с плавающим затвором.

Изменение заряда производится приложением между затвором и истоком напряжения потенциала, достаточного, чтобы между каналом транзистора и карманом возник туннельный эффект. После записи заряд в такой ячейке может храниться длительное время. Обычно используется бинарная система, в которой два состояния – условно есть заряд в ячейке и нет его.

Чтение выполняется полевым транзистором, у которого карман выполняет функцию затвора.

Массив таких КМОП-транзисторов объединяется с помощью специальных шин, представляющих собой двумерную матрицу. С помощью этой системы шин осуществляется произвольная адресация к ячейкам памяти. Для этого имеется система демультиплексоров, которые выбирают соответствующие строку и столбец матрицы в соответствии с кодом адреса ячейки памяти.

При одновременной адресации к нескольким ячейкам можно организовать параллельные запись и считывание информации и обеспечить, например, 8, 16 или 32 разрядную организацию цифровых данных.

Полупроводниковая память имеет наиболее высокую скорость записи и считывания информации. Поэтому такие устройства все чаще используются в цифровой видеозаписи.

Среди недостатков следует отметить сравнительно высокую стоимость по сравнению с магнитными и оптическими носителями информации (по состоянию на момент выхода данного учебного пособия). Кроме того запись производится заметно медленнее, чем считывание.

Следует также отметить, что полупроводниковая память имеет свойство постепенной деградации. Обычно каждую ячейку можно перепрограммировать не более 100 тысяч раз. Поэтому при работе с полупроводниковой памятью используют аппаратные или программные методы для равномерного использования всего массива данных в полупроводниковой структуре.

Источник

Цифровое видео — Digital video

Цифровое видео — это электронное представление движущихся визуальных образов ( видео ) в виде закодированных цифровых данных . Это отличается от аналогового видео , которое представляет движущиеся визуальные изображения в виде аналоговых сигналов . Цифровое видео представляет собой серию цифровых изображений, отображаемых в быстрой последовательности.

Цифровое видео было впервые коммерчески представлено в 1986 году с форматом Sony D1 , который записывал несжатый компонентный видеосигнал стандартной четкости в цифровой форме. В дополнение к несжатым форматам, популярные сегодня сжатые цифровые видеоформаты включают H.264 и MPEG-4 . Современные стандарты межсоединений, используемые для воспроизведения цифрового видео, включают HDMI , DisplayPort , цифровой визуальный интерфейс (DVI) и последовательный цифровой интерфейс (SDI).

Цифровое видео можно копировать и воспроизводить без ухудшения качества. Напротив, когда копируются аналоговые источники, они испытывают потерю генерации . Цифровое видео может храниться на цифровых носителях , таких как Blu-Ray Disc , на хранение компьютерных данных или потоковым над Интернет для конечных пользователей , которые смотрят контент на рабочем столе компьютера или экрана цифровой смарт — ТВ . Сегодня цифровой видеоконтент, такой как телешоу и фильмы, также включает звуковую дорожку в цифровом формате .

СОДЕРЖАНИЕ

История

Цифровые видеокамеры

Основой цифровых видеокамер являются металлооксидно-полупроводниковые (МОП) датчики изображения . Первым практическим полупроводниковым датчиком изображения был прибор с зарядовой связью (ПЗС), изобретенный в 1969 году Уиллардом С. Бойлом, получившим Нобелевскую премию за свои работы по физике. на основе технологии МОП-конденсаторов . После коммерциализации ПЗС-сенсоров в конце 1970-х — начале 1980-х годов индустрия развлечений постепенно начала переходить на цифровое изображение и цифровое видео от аналогового видео в следующие два десятилетия. За ПЗС-матрицей последовала КМОП — матрица с активными пикселями ( КМОП-датчик ), разработанная в 1990-х годах. CMOS выгодны из-за их небольшого размера, высокой скорости и низкого энергопотребления. Сегодня CMOS чаще всего используются в цифровых камерах iPhone и используются в качестве цензора изображения на устройстве.

Кодирование цифрового видео

Самые ранние формы цифрового видеокодирования начались в 1970-х годах с несжатого видео с импульсно-кодовой модуляцией (PCM), требующего высоких битрейтов от 45 до 140 Мбит / с для контента стандартной четкости (SD). Практическое кодирование цифрового видео в конечном итоге стало возможным благодаря дискретному косинусному преобразованию (DCT), форме сжатия с потерями . Сжатие DCT было впервые предложено Насиром Ахмедом в 1972 году, а затем разработано Ахмедом с Т. Натараджаном и К.Р. Рао в Техасском университете в 1973 году. К 1980-м годам DCT стал стандартом для сжатия цифрового видео .

Первым стандартом кодирования цифрового видео был H.120 , созданный (Международным консультативным комитетом по телеграфной и телефонной связи) или CCITT (ныне ITU-T) в 1984 году. H.120 не был практичным из-за слабой производительности. H.120 был основан на дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (DPCM), алгоритме сжатия, который был неэффективен для кодирования видео. В конце 1980-х годов ряд компаний начали экспериментировать с DCT, гораздо более эффективной формой сжатия для кодирования видео. CCITT получил 14 предложений по форматам сжатия видео на основе DCT, в отличие от одного предложения, основанного на сжатии с векторным квантованием (VQ). Стандарт H.261 был разработан на основе сжатия DCT и стал первым практическим стандартом кодирования видео. Начиная с H.261, сжатие DCT было принято всеми последующими основными стандартами кодирования видео.

MPEG-1 , разработанный Группой экспертов по кинематографии (MPEG), последовавший за ним в 1991 году, был разработан для сжатия видео с качеством VHS . На смену ему в 1994 году пришел MPEG-2 / H.262 , который стал стандартным видеоформатом для цифрового телевидения DVD и SD . За ним последовал MPEG-4 / H.263 в 1999 году, а затем в 2003 году за ним последовал H.264 / MPEG-4 AVC , который стал наиболее широко используемым стандартом кодирования видео.

Производство цифрового видео

Начиная с конца 1970-х — начала 1980-х годов было внедрено оборудование для видеопроизводства , внутреннее функционирование которого было цифровым. К ним относятся корректоры временной развертки (TBC) и блоки цифровых видеоэффектов (DVE). Они работали, взяв стандартный аналоговый композитный видеовход и внутренне оцифровав его. Это упростило исправление или улучшение видеосигнала, как в случае TBC, или манипулирование и добавление эффектов к видео в случае устройства DVE. Оцифрованная и обработанная видеоинформация затем конвертировалась обратно в стандартное аналоговое видео для вывода.

Позже, в 1970-х, производители профессионального оборудования для видеовещания, такие как Bosch (через свое подразделение Fernseh ) и Ampex, разработали прототипы цифровых видеомагнитофонов (VTR) в своих исследовательских и опытно-конструкторских лабораториях. В аппарате Bosch использовался модифицированный 1-дюймовый транспортер для видеоленты типа B и был записан ранний вариант цифрового видео CCIR 601 . В прототипе цифрового видеомагнитофона Ampex использовалась модифицированная 2-дюймовая квадруплексная видеомагнитофон (Ampex AVR-3), оснащенная специальной цифровой видеоэлектроникой и специальным восьмиголовым колесом типа «октаплекс» (обычные аналоговые 2-дюймовые четырехъядерные машины использовали только 4 головки). Подобно стандартному 2-дюймовому квадроциклу, звук на прототипе цифровой машины Ampex, прозванной разработчиками как «Энни», по-прежнему записывал звук в аналоговом виде в виде линейных дорожек на ленту. Ни одна из этих машин этих производителей никогда не продавалась на рынке.

Цифровое видео было впервые коммерчески представлено в 1986 году с форматом Sony D1 , который записывал несжатый компонентный видеосигнал стандартной четкости в цифровой форме. Для подключения компонентного видео требовалось 3 кабеля, но большинство телевизионных устройств были подключены к композитному видео NTSC или PAL с использованием одного кабеля. Из-за этой несовместимости стоимости рекордера D1 использовался в основном в крупных телевизионных сетях и других видеостудиях с поддержкой компонентного видео.

В 1988 году Sony и Ampex совместно разработали и выпустили формат цифровых видеокассет D2 , который записывал видео в цифровом виде без сжатия в формате ITU-601 , как и D1. Для сравнения, D2 имел основное отличие кодирования видео в композитной форме от стандарта NTSC, тем самым требуя только однокабельные подключения композитного видео к видеомагнитофону D2 и от него. Это сделало его идеальным для большинства телевизионных заведений того времени. Формат D2 был успешным в индустрии телевизионного вещания в конце 80-х и 90-х годах. D2 также широко использовался в ту эпоху как формат мастер-ленты для мастеринга лазерных дисков .

В конечном итоге D1 и D2 будут заменены более дешевыми системами, использующими сжатие видео , в первую очередь Sony Digital Betacam , которые были введены в телевизионные студии сети . Другими примерами цифровых видеоформатов, использующих сжатие, были DCT от Ampex (первые такие, когда они были представлены в 1992 году), отраслевые стандарты DV и MiniDV и их профессиональные варианты, Sony DVCAM и Panasonic DVCPRO и Betacam SX , более дешевый вариант. Digital Betacam с использованием сжатия MPEG-2 .

Одним из первых цифровых видеопродуктов, запускаемых на персональных компьютерах, был PACo: The PICS Animation Compiler от The Company of Science & Art в Провиденсе, Род-Айленд. Он был разработан в 1990 году и впервые выпущен в мае 1991 года. PACo мог передавать видео неограниченной длины с синхронизированным звуком из одного файла (с расширением файла «.CAV» ) на CD-ROM. Для создания требовался Mac, а воспроизведение было возможно на Mac, ПК и Sun SPARCstations .

QuickTime , мультимедийный фреймворк Apple Computer , был выпущен в июне 1991 года. Audio Video Interleave от Microsoft последовал в 1992 году. Первоначальные инструменты создания контента потребительского уровня были грубыми, требовавшими преобразования аналогового видеоисточника в компьютерно-читаемый формат. Хотя сначала качество потребительского цифрового видео было низким, качество потребительского цифрового видео быстро увеличивалось, во-первых, с появлением стандартов воспроизведения, таких как MPEG-1 и MPEG-2 (принятые для использования в телевизионных передачах и DVD- носителях), а также с появлением ленты DV. формат, позволяющий передавать записи в этом формате напрямую в цифровые видеофайлы через порт FireWire на монтажном компьютере. Это упростило процесс, позволяя дешево и широко развертывать системы нелинейного монтажа (NLE) на настольных компьютерах без необходимости во внешнем оборудовании для воспроизведения или записи.

Широкое распространение цифрового видео и сопутствующих форматов сжатия привело к сокращению полосы пропускания, необходимой для видеосигнала высокой четкости (с HDV и AVCHD , а также с несколькими коммерческими вариантами, такими как DVCPRO -HD, все они используют меньшую полосу пропускания, чем аналоговый сигнал стандартной четкости. ). Эти сбережения увеличили количество каналов , доступных на кабельном телевидении и прямой трансляцию спутниковых систем, созданные возможности для спектра перераспределения из наземных телевизионных частот вещания и сделали Безленточные видеокамеры на основе флэша — память , возможно, среди других инноваций и эффективности.

Цифровое видео и культура

В культурном отношении цифровое видео позволило видео и фильмам стать широко доступными и популярными, полезными для развлечений, образования и исследований. Цифровое видео становится все более распространенным в школах, и учащиеся и учителя заинтересованы в том, чтобы научиться использовать его соответствующим образом. Цифровое видео также применяется в медицине, позволяя врачам отслеживать частоту сердечных сокращений и уровень кислорода у младенцев.

Кроме того, переход с аналогового видео на цифровое повлиял на медиа по-разному, например, в том, как бизнес использует камеры для наблюдения. Замкнутое телевидение (CCTV) перешло на использование цифровых видеомагнитофонов (DVR), что поставило вопрос о том, как хранить записи для сбора доказательств. Сегодня цифровое видео можно сжимать , чтобы сэкономить место для хранения.

Цифровое телевидение

Цифровое телевидение , также известное как DTV, — это производство и передача цифрового видео из сетей потребителям. Этот метод использует цифровое кодирование вместо аналоговых сигналов, используемых до 1950-х годов. По сравнению с аналоговыми методами, DTV работает быстрее и предоставляет больше возможностей и возможностей для передачи и совместного использования данных.

Обзор

Цифровое видео представляет собой серию цифровых изображений, отображаемых в быстрой последовательности. В контексте видео эти изображения называются кадрами . Скорость отображения кадров называется частотой кадров и измеряется в кадрах в секунду (FPS). Каждый кадр представляет собой цифровое изображение и, следовательно, состоит из пикселей . У пикселей есть только одно свойство — их цвет. Цвет пикселя представлен фиксированным количеством бит этого цвета. Чем больше битов, тем более тонкие вариации цветов могут быть воспроизведены. Это называется глубиной цвета видео.

Переплетение

В чересстрочном видео каждый кадр состоит из двух половин изображения. Первая половина содержит только строки с нечетными номерами полного кадра. Вторая половина содержит только четные строки. Эти половинки по отдельности называются полями . Два последовательных поля составляют полный кадр. Если чересстрочное видео имеет частоту кадров 30 кадров в секунду, частота полей составляет 60 полей в секунду, хотя обе части чересстрочного видео, кадры в секунду и поля в секунду являются отдельными числами.

Битрейт и BPP

По определению, битрейт — это мера скорости передачи информации из цифрового видеопотока. В случае несжатого видео скорость передачи данных напрямую соответствует качеству видео, поскольку скорость передачи данных пропорциональна каждому свойству, влияющему на качество видео . Скорость передачи данных является важным свойством при передаче видео, поскольку канал передачи должен поддерживать эту скорость передачи данных. Битрейт также важен при хранении видео, потому что, как показано выше, размер видео пропорционален битрейту и продолжительности. Сжатие видео используется для значительного снижения скорости передачи данных, не влияя при этом на качество.

Бит на пиксель (BPP) — это показатель эффективности сжатия. Видео с истинным цветом без сжатия может иметь BPP 24 бит / пиксель. Субдискретизация цветности может уменьшить BPP до 16 или 12 бит / пиксель. Применение сжатия jpeg к каждому кадру может снизить BPP до 8 или даже 1 бит / пиксель. Применение алгоритмов сжатия видео, таких как MPEG1 , MPEG2 или MPEG4, позволяет использовать дробные значения BPP.

Постоянная скорость передачи по сравнению с переменной скоростью передачи

BPP представляет собой среднее количество бит на пиксель. Существуют алгоритмы сжатия, которые поддерживают практически постоянное значение BPP на протяжении всего видео. В этом случае мы также получаем видеовыход с постоянным битрейтом (CBR). Это видео CBR подходит для потоковой передачи видео в реальном времени без буферизации с фиксированной полосой пропускания (например, в видеоконференцсвязи). Поскольку не все кадры могут быть сжаты на одном уровне, поскольку качество более сильно ухудшается для сцен высокой сложности, некоторые алгоритмы пытаются постоянно корректировать BPP. Они поддерживают высокое значение BPP при сжатии сложных сцен и низкое для менее требовательных сцен. Таким образом обеспечивается наилучшее качество при наименьшей средней скорости передачи данных (и наименьшем размере файла соответственно). Этот метод обеспечивает переменный битрейт, поскольку он отслеживает вариации BPP.

Технический обзор

Стандартные кинопленки обычно записывают со скоростью 24 кадра в секунду . Для видео существует два стандарта частоты кадров: NTSC , 30 / 1,001 (около 29,97) кадров в секунду (около 59,94 поля в секунду), и PAL , 25 кадров в секунду (50 полей в секунду). Цифровые видеокамеры имеют два разных формата захвата изображения: чересстрочную и прогрессивную развертку . Камеры с чересстрочной разверткой записывают изображение в виде чередующихся наборов строк: сканируются строки с нечетными номерами, затем сканируются строки с четными номерами, затем снова сканируются строки с нечетными номерами и так далее.

Один набор нечетных или четных строк называется полем , а последовательное соединение двух полей с противоположной четностью называется фреймом . Камеры с прогрессивной разверткой записывают все строки в каждом кадре как единое целое. Таким образом, чересстрочное видео захватывает движение сцены в два раза чаще, чем прогрессивное видео с той же частотой кадров. Прогрессивная развертка обычно дает немного более четкое изображение, однако движение может быть не таким плавным, как чересстрочное видео.

Цифровое видео можно копировать без потери поколения; что снижает качество аналоговых систем. Однако изменение таких параметров, как размер кадра или изменение цифрового формата, может снизить качество видео из-за потерь при масштабировании изображения и перекодировании . Цифровое видео можно обрабатывать и редактировать в системах нелинейного монтажа .

Цифровое видео имеет значительно меньшую стоимость, чем 35-мм пленка. По сравнению с высокой стоимостью кинопленки , цифровые носители, используемые для цифровой видеозаписи, такие как флэш-память или жесткий диск, очень недороги. Цифровое видео также позволяет просматривать отснятый материал на месте без дорогостоящей и трудоемкой химической обработки, необходимой для пленки. Передача цифрового видео по сети делает ненужной физическую доставку лент и кинопленок.

Цифровое телевидение (включая HDTV более высокого качества ) было введено в большинстве развитых стран в начале 2000-х годов. Сегодня цифровое видео используется в современных мобильных телефонах и системах видеоконференцсвязи . Цифровое видео используется для интернет — распределения средств массовой информации, в том числе потоковое видео и равный-равному распределению фильмов.

Существует множество типов сжатия видео для обслуживания цифрового видео через Интернет и на оптических дисках. Размеры файлов цифрового видео, используемого для профессионального редактирования, обычно не подходят для этих целей, и видео требует дальнейшего сжатия кодеками для использования в развлекательных целях.

По состоянию на 2011 год максимальное разрешение, продемонстрированное для генерации цифрового видео, составляет 35 мегапикселей (8192 x 4320). Наивысшая скорость достигается в промышленных и научных высокоскоростных камерах , которые способны снимать видео 1024×1024 со скоростью до 1 миллиона кадров в секунду в течение коротких периодов записи.

Технические свойства

Живое цифровое видео потребляет полосу пропускания. Записанное цифровое видео требует хранения данных. Требуемый объем полосы пропускания или хранилища определяется размером кадра, глубиной цвета и частотой кадров. Каждый пиксель потребляет количество битов, определяемое глубиной цвета. Данные, необходимые для представления кадра данных, определяются умножением на количество пикселей в изображении. Пропускная способность определяется путем умножения требований к хранению для кадра на частоту кадров. Общие требования к памяти для программы затем могут быть определены умножением пропускной способности на продолжительность программы.

Эти расчеты точны для несжатого видео , но из-за относительно высокой скорости передачи несжатого видео широко используется сжатие видео . В случае сжатого видео для каждого кадра требуется лишь небольшой процент исходных битов. Обратите внимание, что не обязательно, чтобы все кадры были одинаково сжаты на один и тот же процент. Вместо этого рассмотрите средний коэффициент сжатия для всех кадров вместе.

Интерфейсы и кабели

Специальные цифровые видеоинтерфейсы

Универсальные интерфейсы для передачи цифрового видео

Для передачи сжатого видео MPEG -Transport был разработан следующий интерфейс :

Сжатое видео также передается с использованием UDP — IP over Ethernet . Для этого существует два подхода:

• Использование RTP в качестве оболочки для видеопакетов, как в SMPTE 2022
• 1–7 Транспортные пакеты MPEG помещаются непосредственно в пакет UDP.

Источник