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Digitale Videobearbeitung

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Digitale Videobearbeitung

DIGITAL VIDEO EDITING

Um die Situation zu verstehen, die sich im Bereich der professionellen Videobearbeitung entwickelt hat, müssen Sie zunächst verstehen, wie sich Videos in Sendequalität für das Fernsehen von Videos unterscheiden, die auf PCs implementiert sind. Im Laufe der Jahre wurden professionelle Standards für qualitativ hochwertige Fernsehvideos entwickelt. Strenge Anforderungen an die Bildqualität im Fernsehen haben den technologischen Fortschritt vorangetrieben, weshalb die Leistung digitaler Videos in Sendequalität erheblich höher ist als die von Computervideos.

Digital Video Editing

Analoges Video
Die älteste Methode zur Übertragung von Videosignalen ist die analoge Methode. Composite-Video war eines der ersten Videoformate, die auf diesem Prinzip basierten. Analoges Composite-Video kombiniert alle Videokomponenten (Helligkeit, Farbe, Synchronisation usw.) zu einem einzigen Signal. Durch die Kombination dieser Elemente zu einem einzigen Signal ist die Qualität von Composite-Videos alles andere als perfekt. Infolgedessen haben wir eine ungenaue Farbwiedergabe, ein unzureichend “sauberes” Bild und andere Qualitätsverlustfaktoren.

Composite-Video wurde schnell zu Component-Video, bei dem mehrere Videokomponenten als separate Signale dargestellt werden. Andere Verbesserungen dieses Formats haben dazu geführt, dass verschiedene Variationen davon erschienen sind: S-Video, RGB, Y, Pb, Pr usw.

Alle oben genannten Formate sind jedoch immer noch analoger Natur und haben daher einen großen Nachteil: Beim Kopieren ist die Qualität der Aufnahme immer schlechter als das Original. Der Qualitätsverlust beim Kopieren eines Videos ähnelt dem Fotokopieren: Die Kopie ist niemals so klar und lebendig wie das Original.

Digitales Video
Die inhärenten Nachteile der analogen Wiedergabe von Videos führten schließlich zur Entwicklung des digitalen Videoformats. Analoges Video wurde durch digitales ersetzt. Im Bereich des professionellen Videos werden verschiedene digitale Videoformate verwendet: D1, D2, Digital BetaCam usw. Im Gegensatz zu analogen Videos, deren Qualität beim Kopieren abnimmt, ist jede digitale Videokopie mit dem Original identisch.

Obwohl modernes Video auf digitaler Basis basiert, verwenden praktisch alle digitalen Videoformate immer noch sequentielles Band als Träger des Quellensignals. Daher sind die meisten Videoprofis immer noch eher an die Arbeit mit Filmen als an einen Computer gewöhnt.

Natürlich ist Film als Datenquelle noch bevorzugter als eine Computerfestplatte, da er eine viel größere Datenmenge aufnehmen kann. Andererseits bringt die Verwendung von Computern für die digitale Videobearbeitung eine Reihe bedeutender Vorteile: Sie bietet nicht nur direkten Zugriff auf jedes Videofragment (was bei der Arbeit mit Filmen aufgrund der erforderlichen Bereiche unmöglich ist) kann nur durch sequentielles Betrachten des Videomaterials erreicht werden), übernimmt aber auch umfangreiche Bildverarbeitungsfunktionen (Bearbeiten, Komprimieren).

Dies sind Gründe genug, um die Videoproduktion von herkömmlichen Geräten auf Computergeräte umzustellen.

Digitales Computervideo ist eine Folge von digitalen Bildern und zugehörigem Ton. Videoelemente werden digital gespeichert.

Es gibt viele Möglichkeiten, Videos auf Ihrem Computer aufzunehmen, zu speichern und abzuspielen. Mit dem Aufkommen des digitalen Computervideos entstand spontan eine Vielzahl von Videoformaten, die zunächst zu Verwirrung und Interoperabilitätsproblemen führten. In den letzten Jahren wurden jedoch dank der Bemühungen der International Standards Organization (ISO) einheitliche Standards für Videodatenformate entwickelt, die wir später betrachten werden.

Video komprimieren
Bei der Bestimmung des erforderlichen Kompressionsverhältnisses muss eine angemessene Ausreichend- keit berücksichtigt werden. Sie müssen jedoch berücksichtigen, wie sich alle vier Merkmale (Bildrate, Bildschirmauflösung, Farbtiefe und Bildqualität) auf die Lautstärke und Qualität des Videos auswirken. Sie müssen sich über den “Preis” im Klaren sein, den Sie für ein qualitativ hochwertiges Bild zahlen müssen. Je höher die Farbtiefe, desto höher die Auflösung und desto besser die Qualität, desto mehr Leistung des Computers benötigen Sie, ganz zu schweigen von dem enormen Speicherplatz, der für digitales Video benötigt wird. Unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften können Sie das optimale Kompressionsverhältnis auswählen. Es sollte beachtet werden, dass es in professionellen Videos eine einfache Regel gibt: Je niedriger das Komprimierungsverhältnis, desto besser.

Einfache Berechnungen zeigen, dass 24-Bit-Farbvideos mit einer Auflösung von 640 x 480 und 30 Bildern pro Sekunde 26 MB Datenübertragung pro Sekunde erfordern. Dieser Fluss geht nicht nur über die Bandbreite des Computerbusses hinaus, sondern auch

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Die Ära des digitalen Videos

Die Ära des digitalen Videos

Digital Video

1989 produzierte die Fabrik in Svema die letzte Serie von Amateurfilmen im 8-mm-Format. Vor fünf Jahren wurde das letzte Labor für die Entwicklung dieses Films geschlossen, und bald darauf verschwanden alle notwendigen Chemikalien aus dem Verkauf … So endete vor unseren Augen die Ära des Heimkinos und die Ära des Amateurvideos. . Letzteres wiederum existierte jedoch noch weniger und es scheint, dass genau dasselbe Schicksal auf Sie wartet: Video bewegt sich in digitale Formate.

Digital Video

Wenn Sie also einen Computer haben, scheint der Kauf einer analogen Videokamera und einer Karte zur Digitalisierung eines analogen Signals (selbst eines relativ billigen wie MiroVideo DC20 / 30) heutzutage zumindest eine sinnlose Geldverschwendung zu sein. Das Zeitalter des analogen Videos gehört unwiderruflich der Vergangenheit an, und wir empfehlen unseren Zeitschriftenlesern, veraltete analoge Hardware zu verkaufen, bevor es zu spät ist. Heute können Sie noch ein Drittel des Preises für sie bekommen, und wenn Sie Glück haben, sogar die Hälfte …

Das gleiche Schicksal erwartet auch das Fernsehen. Beispielsweise wurde der Ende 1996 in den USA verabschiedete staatliche Standard für hochauflösendes Farbfernsehen (1.125 Zeilen pro Bild) in den letzten drei Jahren erfolgreich in den regulären Fernsehsender eingeführt. Für bestehende analoge Farbfernseher mit 525 Zeilen wurden kostengünstige Set-Top-Boxen auf den Markt gebracht, und 2006 wurde beschlossen, die Ausstrahlung im analogen Format vollständig einzustellen.

All diese Innovationen werden nach und nach dazu führen, dass sich Fans traditioneller Videobänder von ihren ungeschickten “Videoboxen” verabschieden müssen: Aktuelle alternative Technologien sind von viel besserer Qualität, und außerdem neigen sie ständig dazu, billiger zu werden. (Möglicherweise kosten sie mit zunehmender Beliebtheit sogar noch weniger als analoge Formate, die bereits ihre “Obergrenze” erreicht haben).

Die hervorragende Qualität von DVD-Videos, die im MPEG-2-Format aufgenommen wurden, kann den durchschnittlichen Betrachter bereits zum Umschalten ermutigen. Der einzige einschränkende Faktor im Moment ist, dass DVDs zu Hause noch nicht gebrannt werden können.

Die Hürde ist ziemlich ernst: Viele von uns drehen gerne Heimvideos auf Amateur-Camcordern, schreiben Filme neu und spielen mit der Videobearbeitung herum. Selbst angesichts der massiven Verbreitung von DVD-RAM in absehbarer Zeit ist es unwahrscheinlich, dass Camcorder auf neue Medien umsteigen (obwohl Sony bereits Digitalkameras herausgebracht hat, die MD-Discs als Medien verwenden).

Zusätzlich zu digitalen Video-DVDs wird der MPEG-2-Komprimierungsalgorithmus (wenn auch etwas vereinfacht und modifiziert) in modernen digitalen Videos im DV-Format verwendet (im Gegensatz zum klassischen MPEG-Algorithmus mit I-, B- und P-Frames). In DV werden die Daten auf Kassetten aufgezeichnet, wobei die Komprimierung nur auf I-Frames basiert. Darüber hinaus gelten im DV-Format im Gegensatz zu Motion-JPEG sowohl die Intra-Frame-Komprimierung, bei der jedes Frame für sich komprimiert wird, ohne die Informationen benachbarter Frames zu berücksichtigen, als auch die Inter-Field-Komprimierung Analysieren von Standbildern in benachbarten Bildern mit demselben Hintergrund. Diese Komprimierungsalgorithmen erzeugen nur sehr wenige Artefakte. Gleichzeitig sieht Video im DV-Format (I-MPEG) viel besser aus als der derzeitige De-facto-Standard für nichtlineare Bearbeitungssysteme: M-JPEG (Motion-JPEG) und,

Zum Speichern großer Mengen von Videodaten mit einer Auflösung von 500 TVL (TVL) im Komponentenformat mit separaten Chrominanz- und Luminanzsignalen (Y, RY und BY) und 4: 1: 1-Abtastung (4: 2: 0) ) Auf kleinen Medien verwendet das DV-Format eine 5: 1-Komprimierung (fester Stream – 3,6 MB / s). Gleichzeitig sagen Sony-Experten, dass die Qualität von DV-Bildern nicht unter dem modernen professionellen Standard Betacam SP liegt, der in Studio-Videogeräten verwendet wird (Unterschiede treten nur bei zusätzlicher Videoverarbeitung aufgrund von Komprimierung auf Bild und ein gewisser Verlust an Farbinformationen während der Probenahme). Professionelle Änderungen am DV-Standard werden ebenfalls erfolgreich eingeführt: Sony DVCAM und Panasonic DVCPRO (in den neuesten Implementierungen dieser Formate wird das gleiche 4: 2: 2-Sampling wie in Betacam SP verwendet).

Auf dem Massenmarkt gibt es bereits hervorragende Digitalkameras für Verbraucher.

Digitales Video

Digitales Video

Digital Video

Nach und nach werden alle Geräte für die Produktion von Fernseh- und Videoprogrammen weltweit digitalisiert. Warum passiert das? Überhaupt nicht aufgrund der Tatsache, dass digitale Methoden von allen bewundert werden und sich die Bildqualität radikal verbessert, sind die Gründe für einen solchen Übergang hauptsächlich wirtschaftlicher Natur, da jetzt sowohl der Preis als auch die Kosten für den Betrieb eines digitalen Komplexes geringer sind als ein traditionelles analoges 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.

DIGITAL VIDEO

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 ersetzt haben, 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
P Im Wesentlichen ist die 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 Tonsignal wird das zweite Intervall auf der Zeitskala in 32, 44 oder 48 Intervalle unterteilt. In jeder Probe wird der Ton gemessen und sein Wert mit einer bestimmten Darstellungsgenauigkeit gespeichert, im Allgemeinen von 14 bis 20 Bits. 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 Prozess des Abtastens eines Werts einfach auf eine mehrwertige Funktion verallgemeinert, die einen Wertebereich hat, nicht eine Zahl, sondern ein Bild (dh es wird dreidimensional), um die durchgezogenen Linien von zu brechen ein Bild (Abtaststrahl) in sogenannten Pixeln oder Bildelementen, unser dreidimensionales. Der Raum wird sein, weil, wenn das Bild zu jedem Zeitpunkt präsentiert wird, es kein Wert wie im Ton ist, sondern das gesamte Bild: ein 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 von übertragen Farbunterschied (YUV). Die Umwandlung von RGB-Farbkomponenten in YUV-Komponenten erfolgt nacheinander, wobei die letztere Methode es ermöglicht, die Änderung der Helligkeit des Signals, für das das menschliche Auge einen separaten Wahrnehmungsmechanismus bereitstellt, mithilfe der Stäbe hervorzuheben. in der Netzhaut im Gegensatz zur Wahrnehmung von Farbe durch die Zellen des Kegels. Stäbe sind empfindlicher als Zapfen, daher in Systemen mit separater Komponentencodierung (z. B.

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 Eingangssignals analog

High Definition Video

High Definition Video

Ein digitales Bild ist das Ergebnis einer mathematischen Berechnung, bei der die Anzahl der Pixel als einer der Hauptparameter erscheint, der die räumliche Auflösung bestimmt. Jedem Pixel wird bei einer bestimmten Bittiefe ein bestimmter Wert des Luminanzsignals und der Chrominanzsignale zugewiesen – die Anzahl der Bits. Je höher die Auflösung und je mehr Farbabstufungen und Helligkeitsstufen, desto höher die Bildqualität (und natürlich die Menge an digitalen Informationen). Beim Empfang von hochauflösenden Bildern werden alle Videoinformationen im Kamerakopf verarbeitet und in Form von HD- oder HDV-Videosignalen ausgegeben, genau wie bei einem herkömmlichen Camcorder.

Während PAL-Kameras normalerweise ein Signal aufzeichnen, das durch herkömmliches Interlaced-Scannen erfasst wurde, bieten HD-Kameras die Wahl zwischen Interlaced- und progressiven Aufnahmeformaten. Die Wahl des Aufnahmeformats hat einen erheblichen Einfluss auf die resultierende Bildqualität. Im Interlaced-Modus arbeitet die Kamera im Allgemeinen mit einem vertikalen Filter, der die vertikale Auflösung um bis zu 30% reduzieren kann. Eine Filterung ist jedoch erforderlich, da sonst bei Verwendung von Geräten in Kathodenstrahlröhren der störende Jitter der Bildlinien nicht beseitigt werden kann. Bei der Aufnahme im progressiven Modus tritt dieses Problem nicht auf und der Filter ist nicht mehr erforderlich. In ähnlicher Weise bietet die progressive Aufnahme eine bessere Bewegungsauflösung, da alle Linien gleichzeitig aufgezeichnet werden. (Siehe RAHMENRATE). Daher sind progressive Aufnahmen bei gleicher Zeilenanzahl viel schärfer als Interlaced-Bilder.

Alle neuen Anzeigesysteme wie Plasma- und Flüssigkristallanzeigen (TFTs) und Projektoren sind nach ihrem eigenen Funktionsprinzip progressiv. Wenn ein Interlaced-Signal an sie gesendet wird, muss sich letztere zuerst von der Interlaced-Struktur (“Deinterlace”) “befreien”, was sehr schwierig ist, zusätzliche Verarbeitung erfordert und nicht immer zum Erfolg führt. Andererseits werden progressive Signale direkt von solchen Bildschirmen wiedergegeben und Deinterlacing wird unnötig. Daher ist zu erwarten, dass sich in naher Zukunft progressive Formate durchsetzen werden.

DATENÜBERTRAGUNGSRATE (BIT RATE)

Die Datenübertragungsrate oder der Wert des digitalen Stroms oder die Bitrate ist ein Parameter, der die Menge der pro Zeiteinheit übertragenen visuellen und akustischen Informationen bestimmt. Bei der gleichen Art der Komprimierung liefert eine höhere Bitrate ein Signal mit höherer Qualität. Bei Verwendung verschiedener Komprimierungsschemata wird die Qualität sowohl durch die Bitrate als auch durch die Effizienz der Komprimierung bestimmt. Beispielsweise bietet die gleiche Bitrate in einem MPEG-2-Signal eine höhere Qualität als ein DV-Signal, da MPEG-2 effizienter ist.

KOMPRESSION (KOMPRESSION)

Das Videodatenkomprimierungsverfahren ist die Kondensation (Zusammenführung) ähnlicher Pixel, die sich innerhalb desselben oder benachbarter Frames in benachbarten Frames befinden. Ähnliche visuelle Strukturen in verschiedenen Frames werden durch Analyse hervorgehoben und innerhalb einer bestimmten Anzahl von Frames verdichtet, oder so wird es genannt. “Gruppe von Bildern” GOP (Gruppe von Bildern). Wenn Audiosignale komprimiert werden, werden “unhörbare” Informationen einfach von ihnen entfernt.

MPEG – der allgemeine Name der technologischen Plattform, die von der Internationalen Organisation für Normung ISO (Internationale Organisation für Normung) und der Internationalen Elektrotechnischen Kommission IEC (Internationale Elektrotechnische Kommission) erstellt wurde. Letzterer hat eine Reihe von Standards für die Codierung von Original-Video- und Audiosignalen entwickelt, die zusammen als MPEG-Standards bezeichnet werden. Der Begriff MPEG selbst ist eine Abkürzung für Motion Pictures Experts Group, was “Motion Picture Experts Group” bedeutet. Die MPEG-Gruppe widmet sich der Standardisierung digitaler Video- und Audiokomprimierungstechnologien. Die MPEG-Standards basieren auf einer gemeinsamen Grundstruktur, die eine relativ große Konfigurationsfreiheit ermöglicht und mehrere Ebenen aufweist. Jede Ebene beschreibt bestimmte Eigenschaften,

Der MPEG2-Standard umfasst die Technologien, die in jedem DVD-Player, unabhängig davon, wo er funktioniert, und in allen digitalen Fernsehsystemen zu finden sind. HDTV-Plattformen verwenden die MPEG2-Videokomprimierung in MP @ HL (High Level Main Profile) mit den folgenden Bitraten: 15 Mbit / s bei 720p50 und 19 Mbit / s bei 1080i25. Signale sind einfacher zu komprimieren, 720p50 mit der gleichen Bildqualität wird mit einer niedrigeren Bitrate ausgeführt. Aus diesem Grund schlug die Europäische Rundfunkunion (EBU) vor, 720p50 als Sendeformat in Europa zu verwenden (siehe Abschnitt EBU).