Datové formáty videaÚvod do multimediálních technologií

Video

• Ukládání obrazových pohyblivých záznamů a jejich přehrání

• Kvalita videa• Formát uložení – určuje poměr kvality a objemu

• Frame rate – počet snímků za vteřinu, plynulosti od 10 snímků za vteřinu a více

• Rozlišení – digitální video v pixelech, analogové video v počtu řádků

• Poměr stran – obrazový formát – poměr vodorovné a svislé strany

• Datový tok - množství digitálních dat přenesené za časovou jednotku

Analogové formáty

• SECAM • Východoevropské zěmě + Francie

• PAL • Evropa• rozlišení 576 horizontálních řádků, frekvence 25 snímků/s• slučitelný s černobílým systémem

• NTSC• Severní Amerika a Japonsko• rozlišení 480 horizontálních řádků, frekvence 30 snímků/s

Komprese videa

• Zmenšení datového toku, zmenšení velikosti pro ukládání

• Datový tok může být proměnlivý - střídání rychlých a pomalých scén

• Standardy pro kompresi videa • Ztrátová komprese - zlomek původní velikosti, nedokonalost

lidských smyslů • Bezestrátová komprese – po kompresi a dekompresi identický

obraz

Ztrátové standardy

1. Motion JPEG• sekvence JPEG obrázků - všechny mají zaručenou kvalitu • nejčastěji používán v digitálních a IP kamerách • nemá oficiální standard, implementuje jej však několik kodeků

kodeků – možná vzájemná nekompatibilita • Výhodou je rychlý posunu ve videu - vhodným pro úpravy videa

• Nevýhodou je větší velikost výsledného videa

Ztrátové standardy

2. MPEG• Motion Picture Experts Group, 80. léta, spolupracuje s organizací

ISO• porovnání dvou kompresovaných záběrů • první kompresovaný záběr se použije jako referenční, a pouze lyšící

se části následujícího záběru se odesílají • software složí záběry na základě referenčního obrázku a "dat

o rozdílech"

• Výhoda: MPEG vede k menší velikosti výsledných souborů • Nevýhoda: náročnější zpracování

Ztrátové standardy – MPEG

MPEG-1 • 1993, digitálního video na CD – cílová bitová rychlost 1,5Mbit/s MPEG-2 • 1994, pro dvd, hdtv a catv - přenosová rychlost až do 15 Mbit/s • větší záběry a  vyšší kvalita obrazu, nižší kompresi a větší bitovou

rychlost MPEG-4• některé vlastnosti stejné jako standardy MPEG-1 a MPEG-2 • umožňují ukládat obraz ve stejné kvalitě při násobně menším

objemu dat - větší komprese, za cenu náročnějšího zpracování• dvě různé video komprese: MPEG-4 ASP a MPEG-4 AVC (jiné

jméno H.264)

Další ztrátové standardy

VC-1/WMV3 • podobný princip jako MPEG-4, ale nekompatibilní

• produktem společnosti Microsoft, oproti MPEG-4 žádná výhoda Theora

• patentově nezatížený formát komprese digitálního videa • nadace Xiph.org, součást projektu Ogg

• příznivci opensource a Linuxu • obvykle koncovku.ogg, stejně jako hudba ve formátu Ogg Vorbis DV• páskové digitální kamery, profesionální střihové karty-podobný princip jako

MJPEG - stejné výhody i nevýhody• konstantní kompresní poměr cca 1:10 , hodina záznamu přibližně 13 GB • základním formátem pro střih videa

Bezztrátové standardy

• komprese a kvalita videa podobná u všech - 1/2 až 1/4 původní velikosti

• nejpoužívanějším bezztrátovým formátem je HuffYUV

• další běžnější Lagarith, FFV1, CorePNG nebo MSU Lossless , bezztrátový mód také MPEG-4 AVC

• nulová podpora v v HW přehrávačích

Multimediální kontejnery

• uložení několika proudů multimediálních dat (video, zvuk, titulky atd) do jednoho souboru

• přehrání pomocí tzv. demuxeru (splitteru) • Některé omezenou množinu formátů

(např. MPEG ), některé tolerantní

Multimediální kontejnery

Avi• Přípona .avi, jeden z nejrozšířenějších, považován za zastaralý

• podporuje většinu kompresí, ale některí mají velké problémy (například s mpeg 4 nadměrná velikost)

• výhodou AVI je kompatibilita se všemi OS i stolními a přenosnými video přehrávači

• nevýhodou je problematické použití s novými formáty zvuku a videa

MPEG Program Stream• video s kompresí MPEG-1 a MPEG-2 • podporován všemi zařízeními, koncovku MPG, VOB nebo EVOB

• v prostředí, kde je zaručena bezchybnost přenosu dat - pro DVD video • nehodí pro editaci videa díky své jednodušší struktuře

Multimediální kontejnery II.

MPEG Transport Stream• v prostředí, kde není zaručena bezchybnost přenosu dat • vhodný i pro vysílání na internetu - vnitřní časová synchronizace - video lze

přehrávat, aniž by byl stažen celý soubor • formáty obrazu jsou MPEG-2 a MPEG-4 AVC

• více zvukových nebo titulkových stop, koncovky TS, MTS nebo M2TS

OGG• nadace Xiph.org , opensource a bez patentů

• komprese zvuku Vorbis, flac, Speex a obraz jedině Theora • Koncovka pro zvuk OGA a pro video OGV, ale často oboje OGG

Multimediální kontejnery

MP4• součástí MPEG-4 standardu (MPEG-4 Part 14 )• MPEG-1, MPEG-2 a MPEG-4 • rozšířenou modifikací MP4 je formát 3GPP (3GP, 3GP2) - mobilních telefony • ukládání HD videa v digitálních fotoaparátech - problémy při střihání, výrobci

malinko odlišné standardy

Matroska• nejnovější druh otevřeného formátu kontejneru, Přípona .mkv • většina existujících kompresí zvuku i obrazu • platformní otevřenost a vnitřní propracovanost • zatím chybějící podpoře u softwaru pro editaci • Lze předpokládat jeho širokou podporu a rozšíření v budoucnosti

QuickTime (MOV), RealMedia nebo WindowsMedia (ASF).

Kodeky

• složenina z počátečních slabik slov „kodér a dekodér“ (ang. codec)

• počítačový program, který dokáže transformovat datový proud

• ukládají data do zakódované formy, častěji se používají naopak pro obnovení přesně nebo přibližně původní formy dat

• Výraz kodek je často zaměňován s výrazem formát videa - ten je daný svojí specifikací a autoři kodeků pak vyvíjejí softwarové nebo hardwarové implementace, které s tímto formátem pracují.

• Ztrátové x bezztrátové

• Ztrátové- část informace o obraze se ztrácí • DivX – kvalitní komprese filmů- pro nelegální šíření, Proprietární software

(EULA) • Xvid – opensource, multiplatformní

- Kompatibilní s mpeg-4 standardem

Streamované video

• technologie kontinuálního přenosu audiovizuálního materiálu mezi zdrojem a koncovým uživatelem (v souč. nejčastěji po internetu=webcasting)

Webcasting • v reálném čase (internetová televize nebo rádio) • systémem Video on demand (YouTube) • streamovací server - komunikaci s cílovými počítači a plynulé vysílání dat.

Kvalita videa

• je třeba kodeků na zmenšení objemu dat • se nejvíce využívá flashových kodeků, MPEG-4, Windows Media, Real

Time a Quick Time

• přenos záznamu v televizním rozlišení (720×576) velmi náročný - v rozlišení 320×240 bodů při datovém toku 256–512 Kbps

Streamované video

Streamovací servery

• Ve světě nejznámějšími servery:YouTube, MySpace;

• V Česku České televize, idnes.cz , nova.cz , tn.cz , Odhaleni.cz, Stream.cz, Play.cz a TYVi.cz.

Budoucnost digitálního videa

• Nejistá – vylepšování stávajících technologií a vývoj nových formátů a standardů

• 3D video a jeho optimalizace • Trendy, které mohou naznačit budoucí vývoj:

Blue-ray• Nástupce DVD – kapacita 25 GB u jednovrstvého disku, 50 GB u

dvouvrstvého a až 80 GB u oboustranného dvojvrstvého disku – naznačuje možnosti budoucích videí (větší soubory a s tím spojený nárůst kvality)

• Až 7 zvukových kanálů

Html 5• Snaha vytlačit flashová videa z internetu• Nepotřebnost plug-inu 3. strany, pro přehrání by stačil běžný web. Prohlížeč

bez plug-inů• Otázkou zdali se všechny prohlížeče schodnou na podporovaných kodecích

Konec

Děkujeme za pozornost