NTSC, PAL és SECAM lefedettség

Átírás

1 17. Ön részt vesz egy internetes videó-adatbázis megvalósításában. A tervezett alkalmazás lehetővé teszi a videó-tárban való keresést, videók feltöltését, megjelenítését. Milyen eszközök szükségesek a videó forrásanyagok előállításához? Milyen videó-formátumokat részesítene előnyben? Videó-technikai munkák előkészítése Televíziós szabványok (NTSC, PAL, SECAM), videó-jelek. Videó anyagok digitalizálása mintavételezés, kvantálás, digitalizáló kártyák. A digitális álló- és mozgóképek előállításának hardver eszközei, elterjedt szabványok Videó-állományok tömörítése, legelterjedtebb szabványok (AVI, MPEG, MOV, WMV), Online megjelenítésre való optimalizálás. NTSC, PAL és SECAM lefedettség NTSC Az NTSC (National Television System Committee, Nemzeti Televíziórendszer Bizottság), egy analóg televíziós szabvány leginkább Egyesült Államokban alkalmazták (ma már a digitális változata jobban elterjedt, azaz ATSC) ) az YUV színrendszert használja a jelek továbbítására, ahol Y a luminancia (fényesség) információját tárolja, az U, V pedig a szín információkat. Ezzel a színrendszerrel megoldható volt hogy a színes és fekete fehér TV-k egyaránt működjenek. (a feketefehér TV-k csak az Y channel adatait olvasták) másodpercenként 30 darab, képkockát jelenít meg egy képkocka 525 pixelsorból áll 1

2 PAL A Phase Alternating Line (PAL) (Fázist váltó sorok), egy analóg televíziós szabvány. Manapság kezd elavulttá válni és fokozatosan váltja fel digitális utódja a DVB-T. A PAL szabvány szerint sugárzott kép 625 sorból áll (ebből azonban csak 575 sor alkotja magát a képet). szintén az YUV színrendszert használja a jelek továbbítására A maximális horizontális felbontás (az egy sorra jutó képpontok száma) 768 pont. Az egy másodperc alatt megjelenített képkockák száma 25, ami tulajdonképpen 50 "fél-képkocka" sugárzását jelenti. (A TV először a páratlan sorszámú sorokat jeleníti meg, majd a páros sorszámúakat, vagyis a videó interlaced technológiával működik.) Több fajtája is létezik a PAL szabványnak, ezek csak kismértékben térnek el egymástól: PAL-M: A PAL szabvány Brazíliában használt változata. Inkább az NTSC-re hasonlít, mivel 525 képsort és másodpercenként 60 mezőt / 30 képkockát használ. PAL-N: Franciaország, Argentína, Paraguay és Uruguay PAL-B: Belgium, Dánia, Finnország, Németország, Guinea, Hongkong, India, Indonézia, Olaszország, Malajzia, Hollandia, Norvégia, Portugália, Szingapúr, Spanyolország, Svédország, Svájc és Magyarország PAL-D: Kína és Észak-Korea PAL-G: Dánia, Finnország, Németország, Olaszország, Malajzia, Hollandia, Norvégia, Portugália, Spanyolország, Svédország, Svájc és Magyarország PAL-H: Belgium PAL-I: Hongkong és Nagy-Britannia SECAM A SECAM (franciául Séquentiel couleur à memoire egymás utáni sorok memoriája) analóg színes televízió. Magyarországon az MTV 1-es és 2-es csatornái sugároztak ebben a rendszerben az 1996-os PAL-ra történő átállásig. Analóg/digitális és digitális/analóg átalakítás (***6-os tételből másolva) Ha az analóg jeleket digitális eszközökön szeretnénk megjeleníteni, tárolni akkor digitalizálás szükséges. A/D átalakító (ADC = Analóg Digital Converter): Az analóg jelet digitálissá (általában binárissá) átalakító áramkör. 2

3 Digitalizálás menete: Két fontos paramétert kell tisztázni a digitalizálás során: Mintavételezés sűrűsége (khz): milyen sűrűn vegyünk mintát az adott jelből A vett minta pontossága (bit): egy darab mintát ha levettünk azt hány biten ábrázoljuk (kvantálás), azaz mennyire legyen pontos a mért érték (10 vagy 10,82345 nembiztos hogy mindegy) D/A átalakító (DAC = Digital Analog Converter): Digitális (többnyire bináris) információt alakít analóg jellé. Többféle működési elvűt ismerünk, pl. az integráló DAC-t. Fontos jellemzője a max. órajel (a feldolgozható max. mintavételi frekvencia) és a bitszám, azaz a felbontás. Ha a ADC nemlineáris kvantálású volt, akkor a visszaalakításnál használt DAC karakterisztikája tükörképe kell legyen az ADC karakterisztikájának (pl. logaritmusos - exponenciális). Videó digitalizálása (***6-os tételből másolva) A videó jel valamilyen eszközről érkezik a számítógépbe, de közvetlenül a számítógépen nincsenek szabványos videó bemenetek, ehhez külön digitalizáló kártya szükséges, ami lehet külső (USB-s) vagy belső (PCI). Ezek az eszközök már rendelkeznek olyan bemenettel amik szükségesek hogy a pl a VHS lejátszóval, kamerával, egyéb lejátszó eszközzel összekössük a számítógépet. A lejátszó eszköz lehet pl.: egy kamera, egy VHS lejátszó, vagy akár élő egyenes TV adás is (ekkor a TV antennát közvetlenül a digitalizáló eszközbe dugjuk) a lényeg hogy a digitalizáló eszköz megvásárlásakor ügyeljünk rá hogy a lehető legtöbb bemenettel rendelkezzen (vagy legalábbis azzal amelyikre szükségünk van). Legtöbbször ezekhez az eszközökhöz adnak saját szoftvert ahol a Capture video menüpontot kell keresnünk a felvétel elindításához. Az RCA kábelnél jobb minőséget ad az S-VIDEO, de a legjobb minőséget Fire-Wire kábelen keresztül tudjuk átvinni. Célszerű mindig a legjobbat választani ha a lejátszó is rendelkezik ilyen kimenettel, és azon csatlakoztatni az eszközt a számítógépre. 3

4 A számítógép oldaláról már csak egy digitalizáló szoftver szükséges (windows movie maker, quick time, virtualdub, avidemux) ahol egy capture video, new movie recording vagy hasonló menüpontot kiválasztva egyből láthatjuk is a lejátszóból érkező képet. Ezután a felvétel elkészítés következik. A kész felvételt még valószínűleg vágni/tömöríteni kell, erre a rendelkezésre álló szoftverek többnyire mind alkalmasak. Interlace-Deinterlace: Ha váltott soros analóg TV szabványú videót (pl.: PAL) rögzítünk számítógépen akkor felmerül az interlace probléma. Ez azt jelenti, hogy a régi katódsugárcsöves TV technológiával nem tudták megoldani azt hogy 25 teljes képet(váltva) egy másodperc alatt jelenítsenek meg a TV képernyőjén, ezért azt találták ki hogy a tv nem 25kép/másodperc hanem 50félkép/másodpercnyi képet jelenített meg (először az egyik kép páros majd a másik kép páratlan sorait rajzolta csak ki) Ez az interlace technika. A mai kijelzők azonban már mind képesek a progresszív (25 teljes kép/másodperc) megjelenítésre, de egy interlace-elt videót progresszív kijelzőn megjelenítve nagyon rossz minőségű eredményt kapunk: A kép bal oldalán látható hogy a két félképkockát egy képkockára rajzolja az eszköz, ez okozza ezt a csíkos kinézetet. Ha ezt a jelenséget akarjuk megszüntetni akkor kell bekapcsolnunk a rögzítő/konvertáló szoftverben a deinterlace funkciót. A deinterlace persze fölösleges, ha a megjelenítő továbbra is analóg TV, de ha a cél a videó anyag digitális archiválása, dvd-re írása, egyéb számítógépes videóformátumban való lementése (avi, mpeg, stb.) akkor mindenképpen használni kell. Videó állományok tömörítése FOGALMAK: File type a file típusa pusztán a file neve utáni pontot követő szövegrész (string). pl akármi.avi = akármi: a file neve, avi: a file típusa (kiterjesztése) Azt mondja meg az operációs rendszernek hogy melyik szoftverrel próbálja meg megnyitni a fájlt ha kétszer rákattintunk egy fileböngészőben. A tömörítésről és a videó típusáról, egyéb tulajdonságairól semmilyen információt nem hordoz. (ha átneveznénk akármire ugyanaz a file lenne, csak nem indulna el egyből a windows media player ha rákattintunk) 4

5 CODEC: Coder Decoder (Program vagy eszköz): A kódoló komponens kódolja a fájlt a létrehozás alatt (vagy exportálás alatt), az utóbbi pedig dekódolja, hogy meglehessen azt tekinteni Általában csak egy csatornát (vagy csak kép, vagy csak hang) kódolnakdekódolnak vele Pl.: mp3, divx, wav, stb A dekódoló programot integrálják a lejátszókba Egy médiáról alapvetően nem lehet tudni hogy milyen codekkel lett kódolva, erre az estre Codec Identifyer (kodek azonosító szoftver)-re van szükségünk. pl.: G-Spot, Media info (win), VideoSpec (mac) Container Format: Konténer formátum Több médiaelemet tartalmazhat: több hang, több videó sáv, felirat, metadata, fejezet információk Ezeknek a szinkronizálásáról gondoskodik Egy konténer formátumnak lehet avi, mov, stb kiterjesztése. Egy konténer formátumon belül más más tömörítéseket használhatunk videóra (pl DivX, H264) és hangra is (pl mp3, flac) konténer formátumok: avi, mov, mpeg, mkv, vob, mp4, flash video, wmv, stb AVI Konténer formátum Az AVI (angol betűszó: Audio Video Interleave audio-video-összesorolás, -fésülés) egy fájlformátum Mind a hang, mind pedig videó adatok egy meghatározott csomagban való tárolására és ezen adatok lejátszására hoztak létre. A Microsoft 1992 novemberében mutatta be ezt a formátumot a Windows technológia videó részeként. Egy AVI file a kép/hang adatokat csaknem bármely tömörítő sémának megfelelően kódolva tartalmazhatja, beleértve o a tömörítetlen un. Full Frames (Teljes képkocka) o Intel Real Time Video, Indeo, Cinepak, Motion JPEG, ClearVideo / RealVideo, MPEG-4 és más formátumokat. Napjainkban a legnépszerűbb a DivX, Xvid, vagy H.264 tömörítés (a videosávnak) és az Mp3 kódolás a hangsávnak. Az interneten megosztott videoklipek és filmek többnyire ilyen fileformátumban elérhetőek. 5

6 MPEG Szervezet Az MPEG az angol Moving Picture Experts Group (magyarul: mozgóképszakértők csoportja) rövidítése. Ez a csoport dolgozta ki az MPEG-1 és MPEG-2, MPEG-3 MPEG-4 szabványokat is. Audio layer-ek: az MPEG az audio tömörítést egymásra épülő Layer-eknek nevezte el és így szabványosította őket az MPEG-1-ben. o layer 1, 2, 3, (ezek az mp1,mp2,mp3) o Tehát az Mp3 = MPEG-1 audi layer 3 A digitális TV-k videó jele MPEG4 kódolású az MPEG4-ből fejlődött ki a DivX, H.264 és Xvid Codec is MOV Container format A Quick Time framework konténer formátuma, hang kép, és szöveg is tárolható benne. Az ISO elfogadta a Quick time formátumot az MPEG-4 alapjaként Mac OSX-en a Quick time player alapból fel van telepítve de ingyenesen letölthető windows és linux környezetben is. WMV Container format Windows media video, a Microsoft fejlesztette ki. Számos codek-nek a konténer formátuma. Windows media player alapból lejátszik WMV-t, de windows és linux rendszerekre is letölthető WMV player. Tömörítési formátumok o Windows media video: a leggyakoribb videó formátum tartalmazhat MPEG-4, RealVideo, AVS tömörítéseket 1080p, és 720p-s HD felbontásokra is optimalizálva van o Windows media screen: képernyő felvételekre használatos codek-et tartalmaz, veszteséges és veszteség mentes tömörítéssel is üzemethet o Windows media video image: egy képekre szánt slideshow codek-et tartalmaz (diavetítésre szánt) nagyon kevés lejátszó támogatja ezért nem előnyös 6

7 Optimalizálás Online megjelenítésre Két okból optimalizálunk videót interneten való megjelenítésre: 1. Ha saját szerveren van a videó: a stream-elés gyors legyen a kliensek számára 2. Ha nyilvános szerveren (pl youtube, vimeo) van a videó: a feltöltés gyors legyen ne kelljen órákig várnunk Követelmények: Alapvetően nincs jó recept arra hogy milyen konfigurációt válasszunk tömörítéskor, mert minden videó más. Át kell gondolni hogy milyen tömörítést érdemes használnunk. Az interneten legeletrejedtebb codek a H.264 (youtube is ezt használja), Divix, Xvid. A tömörítések kiválasztása után még számos paraméter állítható a tömörítő szoftverben (pl. handbrake). Rendelkezésre állnak preset-ek (előre beállítot tömörítési konfigurációk) de az értékekkel magunk is próbálkozhatunk, és teszt tömörítéseket végezhetünk a videón, figyelve az eredményt. Az alábbi értékeket megadhatjuk egy videó tömörítésekor: Felbontás: min 320x240 de lehetőleg inkább nagyobb videó felbontás ajánlott hogy valamennyire nézhető legyen a videó. FPS: pl egy screen capture-hez elég 10 FPS is, de a folyamatos videófilm felvételeknél jobb ha maradunk a fps-nél, esetleg előfordulhat olyan beállítás is hogy az FPS értéke a videó alatt folyamatosan változik. (így pl alacsonyra kerül lassú mozgás esetén, és magas értéket vesz fel gyors mozgás esetén) Bitráta: másodpercenként mennyi adatot foglaljon a videó a merevlemezen, illetve mennyi adat folyjék át a kábelen keresztül a megjelenítőig. Túl alacsonyra véve ez is nagyon rossz minőséget hozhat de el lehet találni az arany középutat. Hang tömörítés: egy videó hangsávjának természetesen külön választhatjuk a tömörítését és annak tulajdonságait is (mono/stereo, mp3, bitrate, sample rate) Alapvető követelmény egy videó tömörítésénél hogy elfogadható méret mellett, élvezhető minőséget adjon. 7