Digitale Videokomprimierungsmethoden
Allmählich werden alle Geräte für die Produktion von Fernseh- und Videoprogrammen weltweit digitalisiert. Warum passiert das?
Es liegt überhaupt nicht an der Tatsache, dass jeder digitale Methoden bewundert und sich die Bildqualität radikal verbessert. Die Gründe für einen solchen Übergang sind hauptsächlich wirtschaftlicher Natur, da jetzt sowohl der Preis als auch die Kosten für den Betrieb eines digitalen Komplexes niedriger sind. als ein traditionelles Analog mit den gleichen Funktionen. Nachdem die digitale Technologie eine gewisse Reife erreicht hat, sind analoge Geräte plötzlich weniger effizient, weniger zuverlässig und viel weniger rentabel.
DE Die Grundlagen der Videoproduktion und der Bereitstellung von Bildern für den Betrachter werden derzeit überarbeitet, und die Dynamik des Wandels im gegenwärtigen Zeitalter – digital – ist viel höher als bei analog. Heute wird beispielsweise das 4: 3-Seitenverhältnis schrittweise durch das 16: 9-Seitenverhältnis ersetzt. Interlaced-Progressive-Scans (ohne Interlaced-Scan) und sich ändernde Codierungsstandards erhöhen die Bildqualität. Die Wirtschaft schreibt auch die Notwendigkeit vor, Videoinformationen zu komprimieren. Natürlich verschlechtert jede Komprimierung die Qualität des Renderings und wird nicht für ein gutes Leben angewendet, sondern aus Notwendigkeit.
Denken Sie nicht, dass die Videokomprimierung zuvor nicht verwendet wurde und dass sie erst mit dem Aufkommen digitaler Technologien auftrat. Nein, Komprimierung wurde immer verwendet, aber nur bevor sie analog war, und heute ist es notwendig, sie vollständig digital zu machen, um die doppelte Komprimierung, dh sowohl analoge als auch digitale, so weit wie möglich zu beseitigen.
Moderne digitale Komprimierungsmethoden, die analoge ersetzen, insbesondere in Kombination mit Computertechnologie, können nicht nur die Qualität des Videos selbst verbessern, sondern auch die Möglichkeiten der Videoproduktion erweitern und die Anzeige audiovisueller Produkte optimieren.
Grundbegriffe der digitalen Transformation
Im Wesentlichen ist eine digitale Darstellung oder Digitalisierung eine Aufteilung des Bereichs einer kontinuierlichen Funktion in einigen Intervallen und die Darstellung dieser Funktion als eine Menge von Werten am Ende dieser Intervalle. Für ein digitales Audiosignal wird das zweite Intervall auf der Zeitskala in 32, 44 oder 48 Intervalle unterteilt. In jedem dieser Samples wird der Ton gemessen und sein Wert mit einer bestimmten Darstellungsgenauigkeit gespeichert, im Allgemeinen 14 bis 20 Bit . Diese Operationen werden als Abtastprozesse bezeichnet, dh die Darstellung einer kontinuierlichen Größe (in diesem Fall Schall) durch periodische diskrete Messungen. Danach wird der Ton mit einer Abtastrate von 32 bis 48 kHz und einer Bittiefe von 14 bis 20 Bit digitalisiert. Daher der digitale Strom
Beim digitalen Video wird der Abtastvorgang für einen Wert einfach auf eine mehrwertige Funktion verallgemeinert, die einen Wertebereich aufweist, nicht eine Zahl, sondern ein Bild (dh es wird dreidimensional), um durchgezogene Linien eines Werts zu brechen. Bild (Abtaststrahl) in sogenannten Pixeln oder Bildelementen, unser dreidimensionaler Raum wird sein, weil, wenn das Bild zu jedem Zeitpunkt präsentiert wird, kein Wert wie beim Ton beteiligt ist, sondern das gesamte Bild – a Rahmen. Infolgedessen wird das Videosignal auch als eine Folge von ganzen Zahlen dargestellt, dh als ein Datenstrom.
Bei analogen Videosignalen mit (separaten) Komponenten muss jeder Kanal gleichzeitig drei Farbkomponenten (rot – rot, grün – grün und blau – blau, d. H. RGB) oder ein Luminanzsignal zusammen mit Signalen der Farbdifferenz (YUV) übertragen. Die Umwandlung von RGB-Farbkomponenten in YUV-Komponenten erfolgt nacheinander. Die letztere Methode ermöglicht es jedoch, die Änderung der Signalhelligkeit, für die das menschliche Auge einen separaten Wahrnehmungsmechanismus bereitstellt, mithilfe von Stabzellen in der Netzhaut hervorzuheben im Gegensatz zur Wahrnehmung von Farbe durch Kegelzellen. Stäbe sind empfindlicher als Zapfen, so dass in Systemen mit separater Komponentencodierung (z.
Die Abtasttheorie erfordert wiederum, dass die Abtastfrequenz mindestens doppelt so groß ist wie die Bandbreite des zu digitalisierenden Signals. Bei einem Breitbandsignal (für Ton, dh die gleichzeitige Wiedergabe mehrerer Oktaven von Frequenzen) muss die Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenz des analogen Eingangssignals (Abb. 1).
Abbildung: 1. Ein Beispiel für die Abtastung eines analogen Signals: a – richtig; b – falsch. Im ersten Fall kann das ursprüngliche Signal leicht in Form einer Abtasthüllkurve rekonstruiert werden, und im zweiten Fall, wenn die Signalfrequenz die Hälfte der Frequenz überschreitet