Платы для работы с видео

Устройства ввода видеокадров в компьютер должны обеспечивать следующие потребительские свойства:

· прием низкочастотного видеосигнала (от видеокамеры, магнитофона или телевизионного тюнера);

· отображение принимаемого видео в реальном времени в масштабируемом окне среды Windows (SVGA–монитор можно использовать вместо ТВ для просмотра и контроля);

· замораживание кадра оцифрованного видео;

· сохранение захваченного кадра на винчестере или другом доступном устройстве хранения информации в виде файла в одном из принятых графических стандартов (*.TIF, *.TGA, *.PCX,.GIF и др.).

Эти видеоплаты называются захватчиками изображений, устройствами видеоввода, ТВ–грабберами, имиджкепчерами, просто видеобластерами. Их принципиальная схема с определенными оговорками сводится к следующим базовым элементам, реализованным соответствующими наборами микросхем.

Первым и самым важным из них является видеодекодер, обеспечивающий прием сигнала с одного из видеовходов, его оцифровку, цифровое кодирование согласно телевизионному стандарту и передачу полученных данных следующему элементу — видеоконтроллеру.

Низкочастотный телевизионный видеосигнал является композитным, то есть представляет собой результат сложения яркостного сигнала Y, двух цветовых поднесущих, модулированных сигналами цветности U и V, а также синхроимпульсов.

Полезной особенностью декодера является возможность регулировки принимаемого видеосигнала по яркости, насыщенности, контрастности и другим телевизионным параметрам. Это позволяет учитывать конкретные условия съемки и в определенных рамках компенсировать недостатки изображения до его сохранения. При этом визуальный контроль процесса настройки можно осуществлять по формируемому изображению в ТВ–окне SVGA–монитора.

Еще одной важной характеристикой декодера является глубина оцифровки, задаваемая числом бит на отсчет. Для получения полноценного изображения считается необходимым 16 млн цветовых оттенков.

Видеоконтроллер выполняет ключевую роль в организации потоков оцифрованных данных между элементами видеоплаты. Он осуществляет необходимые цифровые преобразования данных (например, YUV в RGB, масштабирование) и организует их хранение в буфере памяти видеоокна — третьем элементе.

Необходимо отметить, что существует два варианта: буфер памяти под видеоокно может быть выделенным и располагаться на плате видеоввода или для буфера видеоокна может использоваться основная память видеоадаптера.

. До сих пор мы рассматривали только задачу захвата и сохранения отдельных ТВ–кадров. Но нередко возникает необходимость оцифровки видеофрагмента продолжительностью от нескольких секунд до минут. Прямое решение поставленной задачи ввода видеопоследовательности пока не представляется возможным.

Первые два являются наиболее очевидными, но приводят к резкому ухудшению визуального качества видео — действительно, трудно примириться с «дергающейся» картинкой этикеточного размера. Поэтому последний метод представляется наиболее эффективным. Существует множество различных алгоритмов видеокомпрессии.

Компрессия отдельных кадров без потери информации на реальных сюжетах, содержащих много мелких деталей и цветовых неоднородностей, обеспечивает коэффициент сжатия не более двух. Дальнейшее повышение компрессии неизбежно связано с потерей информации и определенным понижением качества: размыванием границ, искажением цветов, возникновением различного рода артефактов.

Общепризнанным стандартом сжатия отдельных кадров стал JPEG–алгоритм, основанный на разбиении изображения на блоки 8х8, их дискретном косинусном преобразовании и высокочастотной фильтрации полученного спектра. В результате на границах отдельных блоков нарушается гладкость представления, поэтому характерным признаком JPEG–изображения является его видимая блочная структура. Однако при коэффициенте сжатия не более 1:15 данные погрешности почти незаметны. Более того, считается, что сжатие до 1:5 (видеопоток 4—6 Мбайт/с) соответствует профессиональному качеству, обеспечиваемому видеоаппаратурой класса Betacam, а до 1:10 (видеопоток 2—3 Мбайт/с) — качеству, характерному для S–Video. Существенным достоинством данного алгоритма является его симметричность — восстановление производится обратным косинусным преобразованием и требует тех же ресурсов и временных затрат, что и компрессия.

Но к поистине революционному изменению мира цифрового видео привело появление недорогих микросхем M–JPEG–компрессии (фирм LSI Logic и Zoran), аппаратно реализующих JPEG–компрессию отдельных телевизионных полей 768х576 с частотой до 50 Гц в реальном масштабе времени. На их базе было создано множество доступных по цене видеоплат, позволяющих как записывать на винчестер, так и воспроизводить с него реальное видео с коэффициентами компрессии от 120 до 5.

Привод CD-ROM, как накопитель информации?

Как уже отмечалось выше, приложения мультимедиа требуют хранения огромных объемов информации, поэтому реальное применение мультимедиа потребовало разработки дисковых накопителей с большой емкостью.

В начале 90-х годов уже были изобретены звуковые компакт диски CD

с лазерным считыванием информации. При времени проигрывания до 90 минут они имели объем памяти около 700 Мбайт.

Запись информации на них идет только в заводских условиях, так что пользователь довольствуется только ее считыванием. Отсюда и название дисков CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory - компакт-диски с памятью, доступной только для чтения). Для считывания информации с таких дисков служат дисководы или CD-ROM приводы.

Внешне CD-ROM напоминает накопитель для гибких пятидюймовых дисков. Только вместо щели для установки гибкого диска используется выдвигаемый вручную или автоматически поддон, на который устанавливается компакт-диск. На передней панели CD-ROM обычно устанавливаются и следующие органы управления и контроля: кнопка выброса поддона или кассеты, светодиодный индикатор работы дисковода, регулятор громкости и разъем для подключения стереотелефонов (используются только при проигрывании звуковых CD).

CD-ROM-приводы бывают внешними и внутренними (встроенными). Внешние имеют свой корпус и источник питания и подключаются к ПК через параллельный порт. Помимо того что они дороги, скорость работы таких приводов ограничена пропускной способностью параллельного порта, сейчас они почти не используются. Встроенный привод вставляется в стандартный отсек для пятидюймовых накопителей и закрепляется в нем четырьмя боковыми винтами.

На скорость работы привода в реальных условиях большое влияние оказывает установленная в приводе буферная память. Ее емкость обычно в пределах от 32 Кбайт и у простых и дешевых приводов до 256/512 Кбайт у дорогих моделей. В эту память, именуемую кешем привода, автоматически заносятся наиболее часто используемые данные и по мере необходимости быстро извлекаются из нее

На CD-ROMе обычно хранится 640 – 700 кб. информации. Если это компьютерный CD-ROM, данные на нем запаисываются в стандарте файловой системы ОС WINDOWS 98 и доступны любой программе под этой ОС

Полное время звучания - 74 мин. Компьютер автоматически распознает тип CD-ROMа при его монтаже в привод - файловый или звуковой, и при установке звукового автоматически сразу начинает его проигрывать, начиная с первого записанного произведения. Пользователь может управлять порядком проигрывания записей.

DVD - диски

Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый, более продвинутый, уровень в области хранения и использования данных, звука и видео.

Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же полнометражных фильмов и высококачественного звука.

расшифровка аббревиатуры DVD, как digital versatile disc, т.е. универсальный цифровой диск

Снаружи, диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области увеличения емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 640MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел -- DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB.

Для записи видео и звука на DVD применяется очень сложная технология компрессии данных, носящая имя MPEG-2.

Существуют следующие структурные типы DVD:

· Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный): это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Кстати, эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.

· Single Side/Dual Layer (односторонний/двуслойный): этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.

· Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный): на таком диске помещается 9.4 Гб данных (по 4.7 Гб на каждой стороне). Нетрудно заметить, что емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD диска. Между тем, из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.

· Double Side/Double Layer (двусторонний/двуслойный): структура этого диска обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных (по 8.5 Гб на каждой стороне).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: