tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 210
Текст из файла (страница 210)
пот ебовало бы увеличения объемов хранимой и передаваемой информации. меспотр овало ь инин авве тки показываются на экране то этого был выбран другой подход. Линии раз р . Кажчала все нечетные, а затем все четные. ажтелевизора не подряд, а через одну: сначала . Экспе именты показали, что хотя люди дый такой полукадр называют полем. Экс р .
с зам ечают мерцание при частоте 25 кадров в с у у, р в в сек нд, п и частоте о0 полеи в сей взве тко . й. к нд оно же не заметно, т . Э от метод называется чересстрочно р р с использ ется чересстрочная разТелевидение илн видеосистема, в которои н . у ве тка, называется поступательным, Обратите вни. а м ние на то, что движущиеся изображения показываются со скоростью адр у вертка, на 24 к а в сек нду, но каждый кадр полностью виден в течение 1,г24 секунды. В цветном видео используется тот же принц р р ип азве тки, что и в монохромном (черно-белом), с той разницей, что вм д у есто о ного л ча изображение представляется синхронно двигающимися тремя луч: р чами: к асным, зеленым и синим (КО — год, ягееп, 'о)пе).
Комбинации этих трех цветов оказ оказывается достаточно передачи любого цвета благодаря особенностям устройства человеческого для передач ых сигнала объединяются глаза. При передаче по каналу связи этн три цветовых с в единый смешанный сигнал, аны ешили выбрать раз- П зобретении цветного телевидения разные страны решили в о сих по остающихся несо- личные методы, что привело к созданию систем, до р 784 Глава 7. Прикладной уровень вместимыми. (Не следует путать различные методы кодирования цвета с различными стандартами записи видеосигнэла, такими как ЧНБ, Ватагах и Р2000.) Во всех странах правительство требовало от разработчиков цветного телевидения, чтобы программы, передаваемые в цвете, могли также приниматься на черно-белых телевизорах.
Поэтому простейшая схема, представляющая собой просто раздельное кодирование ВОВ-сигналов, была неприемлема. Кроме того, такая схема не является самой эффективной, Первая система цветного телевидения была стандартизована в США Национальным комитетом по телевизионным стандартам, ХТВС (Наг!опа! Те1еч1з!оп ЗгапбапЬ Соппгпыее). Стандарт получил название по сокращенному имени комитета. Спустя несколько лет в Европе были разработаны свои системы цветного телевидения. К этому времени технология стала уже значительно совершеннее, что привело к созданию систем с более высокой помехозащищенностью и улучшенной цветопередачей. Во Франции и Восточной Европе был принят стандарт ВЕСАМ (ЗЕчпепсе с!е Сои!епгз Ачес Мето!ге — последовательные цвета с запоминанием), а в остальной части Европы — стандарт РАЕ (РЬазе А1гегпагьзп аде — построчное изменение фазы).
Различие в качестве передачи цвета между системами ХТЗС и РАЕ/БЕСАМ послужило причиной появления шутки, согласно которой ХТЗС следует расшифровывать как «никогда не повторяющийся цветь (Нечег Тчч!се гЬе Зале Со!ог). Для совместимости с черно-белыми телевизионными приемниками во всех трех системах сигналы ВОВ линейно объединяются в сигнал яркости и два сигнала цветности. Однако в каждой из этих систем эти сигналы формируются с использованием различных коэффициентов. Экспериментально доказано, что человеческий глаз обладает гораздо более высокой чувствительностью к изменению сигнала яркости, чем к изменению сигнала цветности.
В результате сигнал цвет- ности не обязательно кодировать так же точно, как сигнал яркости. Поэтому было решено передавать сигнал яркости в том же формате, что и черно-белый сигнал, а два узкополосных сигнала цветности — отдельно на более высокой частоте. Телевизоры обычно снабжаются регуляторами яркости и насыщенности цвета. Знакомство с сигналами яркости и цвстности важно для понимания принципов действия алгоритмов видеосжатия. В последние годы появился значительный интерес к телевидению высокой четкости НРТЧ (Н!ф Рейп!г!оп Те1еЧ!з!оп). Системы НРТЧ отличаются от обычных систем телевидения примерно двукратным увеличением числа строк Развертки.
США, Европа и япония уже успели создать собственные, как всегда совершенно не совместимые между собой, системы НРТЧ. Базовые принципы НРТЧ, касающиеся сканирования, яркости и цветности, подобны уже существующим системам. Однако в этих системах в основном используется формат экРана 16:9 вместо 4:3, что лучше соответствует стандарту, принятому в кинематографе для фильмов, снятых на ленте шириной 35 мм и имеющих формат 3:2. Цифровые видеосистемы Простейшая форма представления цифрового видео заключается в последовательности кадров, состоящих из прямоугольной сетки элементов рисунка (пиксе- Мультимедиа 788 лов). Если каждый пиксел представлять одним битом, то мы получим бинарное изображение, состоящее только из черного и белого цветов, без оттенков серого, Качество такого изображения можно оценить, если послать фотографию по факсу: оно будет ужасным.
(Попробуйте сделать так, если у вас есть возможность. Можно, кстати, вместо этого сделать фотокопию цветной фотографии на копировальном аппарате, который не умеет осуществлять преобразование в растровый формат.) Следующий шаг заключается в использовании 8 бит на пиксел, тогда можно получить, например, 256 различных оттенков серого цвета, что достаточно для черно-белого телевидения высокого качества. В цветном телевидении хорошие системы используют по 8 бит на каждый из трех цветов КСВ несмотря на то, что почти все системы передают смешанный сигнал.
Хотя числом, состоящим из 24 бит, можно обозначить около 16 миллионов цветовых оттенков, человеческий глаз не в состоянии даже различить такое огромное количество цветовых оттенков, не говоря уж о больших количествах. Цифровые цветные изображения создаются тремя сканирующими лучами, по одному на цвет. Геометрия сканирования кадра полностью совпадает с аналоговой системой, показанной на рис.
7.36, с той разницей, что непрерывные линии развертки заменяются аккуратными рядами дискретных пикселов. Для сглаживания при передаче движения, как и в аналоговом видео, в цифровом видео необходимо отображать по меньшей мере 25 кадров в секунду. Однако, поскольку качественные мониторы обычно сами сканируют по несколько раз изображения, хранящиеся в их памяти, с частотой 75 и более кадров в секунду, проблема мерцания изображения решается на уровне монитора сама собой, и чередование строк в цифровом видео не требуется. Другими словами, плавность движущегося изображения определяется количеством различающихся изображений в секунду, тогда как мерцание зависит от частоты перерисовки экрана.
Не следует путать эти два параметра. Неподвижное изображение, рисуемое с частотой 20 кадров в секунду, не будет дергаться, но будет мерцать, поскольку возбуждение сетчатки глаза успеет угаснуть, прежде чем появится следующий кадр. Фильм, в котором выводится 20 различных кадров в секунду, каждый из которых повторяется по четыре раза, не будет мерцать, но будет заметно отсутствие плавности движений. Важность этих двух параметров станет ясна, если мы попробуем оценить пропускную способность, необходимую для передачи цифрового видеосигнала по сети. Во всех современных компьютерных мониторах используется соотношение размеров экрана 4.'3, поэтому в них вполне могут использоваться недорогие серийные электронно-лучевые трубки, предназначенные для телевизоров. Стандартные используемые разрешения экрана составляют 1024х768, 1280к960 и 1600к1200. Для показа цифрового видео даже на экране с самым низким из этих разрешений при 24 битах на пиксел и 25 кадрах в секунду потребуется передавать поток данных со скоростью 472 Мбит/с.
С этим может справиться лишь канал БОХЕТ ОС-12, однако подведение таких линий в каждый дом пока что не стоит на повестке дня. Удвоение частоты, позволяющее избавиться от мерцания, выглядит еще менее привлекательно. Оптимальное решение состоит в том, что- 786 Глава 7, Прикладной уровень бы передавать 25 кадров в секунду, и позволить компьютеру самому хранить эти кадры и отображать их с удвоенной частотой. В обычном широковещательном телевидении такая стратегия почти не используется, так как у обычных телевизоров нет памяти. Кроме того, для хранения аналоговых сигналов в ОЗУ необходимо сначала преобразовать их в цифровую форму, что потреоует дополнительного оборудования.
Таким образом, чередование строк применяется в обычном широковещательном телевидении, но оно не нужно в цифровом видео, Сжатие видеоданных Итак, теперь должно быть очевидно, что о передаче мультимедийной информации в несжатом виде не может быть и речи. Есть лишь одна надежда: на повсеместное сжатие данных. К счастью, за несколько последних десятилетий было разработано множество методов сжатия, делающих возможной передачу мультимедийной информации. В данном разделе мы рассмотрим некоторые методы сжатия движущихся изображений. Для всех систем сжатия требуется два алгоритма: один для компрессии данных источником информации, а другой — для распаковки ее получателем.
В литературе эти алгоритмы называют, соответственно, алгоритмами кодирования и декодирования. Мы также будем пользоваться здесь этой терминологией. Эти алгоритмы обладают определенной асимметрией, которую следует хорошо понять. Во-первых, во многих приложениях мультимедийный документ, например фильм, кодируется всего один раз, при его создании и помещении на мультимедийный сервер, но декодируется тысячи раз при просмотре пользователями. Эта асимметрия означает, что алгоритм кодирования может быть довольно медленным и требовать дорогого оборудования, тогда как алгоритм декодирования должен быть быстрым и должен работать даже на дешевом оборудовании, В конце концов, оператор мультимедийного сервера может позволить себе арендовать на пару недель параллельный суперкомпьютер, чтобы закодировать всю свою видеотеку, но нельзя требовать от клиентов, чтобы они арендовали суперкомпьютер на 2 часа для просмотра видеофильма. В большинстве современных систем сжатия высокая скорость декодирования является основной задачей, достигаемой даже ценой большой сложности и медленности алгоритма кодирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
