Телевизионный кадр стандарта PAL содержит 576 активных строк (всего их 625, но часть из них – служебные). Каждая строка содержит 720 независимых отсчетов. Таким образом, телевизионный кадр представляет собой матрицу из 720 на 576 точек, а предельно достижимое разрешение ограничено 700 линиями. В оцифрованном телевизионном сигнале каждый кадр представляет собой точечный рисунок, где точка образована отсчетом в горизонтальной строке. Таких рисунков должно проходить 25 за секунду (50 полукадров полей, состоящих из четных и нечетных строк соответственно). Следовательно, информационный объем одной минуты цифрового видеосигнала с разрешением, соответствующим вещательному, и при глубине цвета 24 бита (True Color) составит 720x576 точек х 24 бита цветности х 25 кадров/сек х 60 с = 1866 Мбайт, т. е. примерно 2 Гбайт. При этом скорость цифрового видеопотока будет равна 250 Мбит/с. Объем минуты видеопрограммы займет 467 Мбайт, а соответствующая скорость цифрового потока составит более 60 Мбит/с. Надо учесть, что мы принимали в расчет только видео, а ведь каждый фильм имеет и звуковое сопровождение. Получается, что такой сигнал слишком громоздкий для прямого использования в современных коммуникациях или на современных носителях. Очевидно, что необходимо использовать
Коэффициент сжатия – это цифровое выражение соотношения между объемом сжатого и исходного видеоматериала. Для примера, коэффициент 100:1 означает, что если принять объем полученного после компрессии ролика за единицу, то исходный оригинал занимал объем, в 100 раз больший.
Существуют различные алгоритмы сжатия видеоизображений. Так, вариант сжатия по алгоритму Motion-JPEG работает с коэффициентами сжатия от 5:1 до 100:1, хотя уже при уровне 20:1 трудно добиться нормального качества изображения (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Видеофайл недопустимо низкого качества с компрессией выше нормы
Стандарт компрессии JPEG был разработан объединенной группой экспертов по фотографии (JPEG – Joint Photographic Expert Group) международной организации стандартов (ISO). Схема компрессии была разработана для неподвижных изображений, но телевидение – последовательность неподвижных изображений, поэтому такое кодирование может применяться и для компрессии видеоизображений. Иногда этот стандарт называют Motion-JPEG (динамический JPEG).
Чем больше степень сжатия (компрессия), тем хуже качество видео. Как правило, приходится искать компромисс между объемом файла и допустимой потерей качества изображения. Надо отметить, что в профессиональном видео действует простое правило – чем ниже коэффициент сжатия изображения, тем лучше.
Форматы сжатого цифрового видео
AVI
Формат AVI – технология фирмы Microsoft, это самый распространенный и наименее сжатый из видеоформатов. Файлы, созданные с использованием этого метода, имеют расширение avi. Видео– и аудиоданные записываются в один файл на диске следующим образом: все информационные потоки разбиваются на множество равных частей (chunks) и затем записываются в один файл друг за другом по очереди. Сначала записывается заголовок, а затем 1-я часть видео и 1-я часть звука; затем 2-я часть видео и 2-я часть звука и т. д. Иначе говоря, используется технология чередования видеокадров и звука, которой, собственно, и определяется аббревиатура AVI (Audio Video Interleaved). В среднем одна секунда AVI-изображения занимает примерно 2 Мбайт на жестком диске.
QuickTime
Под «QuickTime» одновременно понимают и мультимедийный плеер производства компании Apple, и технологию сжатого видео, предоставляющую возможность захватывать, сжимать и проигрывать широкий спектр цифрового видео– и аудиоконтента. QuickTime включает три основополагающих элемента – QuickTime видеоформат (Movie file format), слой абстрактного носителя (Media Abstraction Layer) и набор встроенных медиаслужб. Слой абстрактного носителя определяет набор сервисных функций для создания, редактирования и воспроизведения цифрового материала. Среди них:
• синхронизация по времени;