Gop brightness level что это

Для получения подробной информации о стоимости и наличии товаров, пожалуйста, обращайтесь к нашим менеджерам по продажам. Телефон: +7 (495) 502-91-41 E-mail: client@dnk.ru

+7 (495) 502-91-41
Задать нам вопрос По техническим причинам наши телефоны временно недоступны, Вы можете связаться с нами через форму «Задать вопрос»

Уважаемые клиенты! Телефоны Корпорации DNK временно недоступны. Пожалуйста, оставляйте свои запросы на client@dnk.ru

Пресс-центр

В последнее время среди профессионалов из мира видео все чаще можно слышать разговоры об MPEG2 кодировании. Интерес к нему сегодня растет, чуть ли не быстрее реального расширения областей его практического применения. Действительно, интересуемся ли мы эффективным алгоритмом компрессии в задачах нелинейного монтажа и видеопроизводства, задумываемся ли о создании собственных DVD фильмов или цифровых видеоархивов, анализируем ли принципы записи Betacam SX или стандартов хранения данных на видеосерверах, наконец, обсуждаем ли особенности цифровой передачи программ в кабельном и спутниковом телевидении, везде мы сталкиваемся с упоминанием об MPEG2. Из вышеприведенного перечисления ясно, что этот алгоритм многолик и многогранен, так что специалисты разных областей, говоря об MPEG, порой думают о разном. Но, на самом деле, не столь он сложен, чтобы не понять его основные принципы. Так давайте разберемся.

Основные понятия

Вынужден начать с набившего оскомину повторения, что MPEG это аббревиатура от Moving Pictures Experts Group. Так называется комитет по стандартизации методов цифровой компрессии потоков видеоданных международной организации ISO/IEC (International Standards Organization/International Electrotechnical Commission). Первоначальная задача этого комитета была в разработке формата хранения и проигрывания аудио-видео данных с компакт дисков CD-ROM. Так появился первый стандарт MPEG-1, ориентированный на низкоскоростные каналы передачи информации около 1Mbps (здесь и далее Kbps — Kilobit per second, Mbps — Megabit per second, MBps — MegaByte per second) и ограниченный разрешением кадра в 352×288 (для PAL сигнала). Затем по мере расширения задач передачи видео, повышения пропускной способности каналов и роста требований к визуальному качеству получаемых изображений появились MPEG-2, MPEG-4 и даже MPEG-7, оптимизированные под особые заданные условия. Так, например, MPEG-4 в основном предназначен для цифровой передачи видеоданных по телефонным линиям (Интернет, видеоконференции) в условиях жестко ограниченной пропускной способности (типично — 28.8 Kbps), а потому уменьшает разрешение еще в 4 раза — до 176×144, но использует самую продвинутую схему кодирования с разделением изображения на такие независимые объекты, как фон, текст, 2D/3D графика, «разговаривающие» человеческие лица, двигающиеся тела и т.д. Но в силу очевидной сложности этот стандарт пока не получил практической реализации.

Что касается MPEG-2, то изначально он был нацелен на решение задачи передачи телевизионных изображений. Каждый из нас по собственному опыту знает, что качество наблюдаемой на телевизоре картинки бывает очень разным. Одно дело смотреть фильм, воспроизводимый на домашнем видеомагнитофоне или передаваемый по местному кабельному телевидению, и совсем другое — наслаждаться видео с DVD или спутникового канала. Соответственно MPEG-2, как определено в документе ISO/IEC 13818-2, объединяет семейство взаимосогласованных и совместимых сверху вниз цифровых стандартов сжатия телевизионных сигналов. Точнее, он допускает 4 уровня(Levels) разрешения кадра и 5 базовых профилей (Profiles) кодирования сигналов яркости и цветности.

Уровни: низкий LL (Low Level) с разрешением кадра 352х288 (соответствует MPEG1), основной ML(Main Level) 720х576, высокий HL-1440 (High Level) 1440х1152 и высокий HL-1920 1920х1152. Отметим, что если в соответствии с рекомендацией ITU-R BT.601 (International Telecommunications Union — Recommendation) основной уровень определяет разрешение стандартного телевизионного кадра, то высокие уровни ориентированы на телевидение высокой четкости.

Профили: простой SP (Simple Profile), основной MP (Main Profile), 2 масштабируемых — по отношению сигнал-шум SNR Scalable Profile и по разрешению Spatially Scalable Profile и, наконец, высокий HP (High Profile). Важное место также занимает не определенный стандартом, но активно используемый в практике так называемый основной профессиональный или, по-другому, MPEG 422 профиль. Его обозначают как 422Р. Если с уровнями все понятно, то объяснение различий профилей требует некоторой подготовки.

Немного теории

Эффективное сжатие видео информации зиждется на двух основных идеях: подавление несущественных для визуального восприятия мелких деталей пространственного распределения отдельных кадров и устранение временной избыточности в последовательности этих кадров. Соответственно говорят о пространственной и временной компрессии.

В первой из них используется экспериментально установленная малая чувствительность человеческого восприятия к искажениям мелких деталей изображения. Глаз быстрее замечает неоднородность равномерного фона, чем искривление тонкой границы или изменение яркости и цвета малого участка. Из математики известно два эквивалентных представления изображения: привычное нам пространственное распределение яркости и цвета и так называемое частотное распределение, связанное с пространственным Дискретным Косинусным Преобразованием (ДКП). В теории они равнозначны и обратимы, но сохраняют информацию о структуре изображения совершенно по-разному: передачу плавных изменений фона обеспечивают низкочастотные (центральные) значения частотного распределения, а за мелкие детали пространственного распределения отвечают высокочастотные коэффициенты. Это позволяет использовать следующий алгоритм сжатия. Кадр разбивается на блоки размером 16х16 (размеру 720х576 соответствует 45х36 блоков), каждый из которых ДКП переводится в частотную область. Затем соответствующие частотные коэффициенты подвергаются квантованию (округлению значений с задаваемым интервалом). Если само по себе ДКП не приводит к потере данных, но квантование коэффициентов, очевидно, вызывает огрубление изображения. Операция квантования выполняется с переменным интервалом — наиболее точно передается низкочастотная информация, в то время как многие высокочастотные коэффициенты принимают нулевые значения. Это обеспечивает значительное сжатие потока данных, но приводит к снижению эффективного разрешения и возможному появлению незначительных ложных деталей (в частности, на границе блоков). Очевидно, что чем более грубое квантование используется, тем больше степень сжатия, но и тем ниже качество результирующего сигнала.

Для внимательных читателей повторимся, что этот алгоритм пришел из цифровой фотографии, где под именем JPEG был разработан для эффективного сжатия отдельных кадров (JPEG — это аббревиатура от названия утвердившего его международного объединения Joint Photographic Experts Group). Затем он был успешно применен для видеопоследовательностей кадров (при этом каждый из них обрабатывается совершенно независимо) и получил новое наименование MJPEG (Motion-JPEG). Необходимо также отметить, что DV-кодировка цифровых стандартов DV/DVCAM/DVCPRO принципиально основана на том же алгоритме, но использует более гибкую схему с адаптивным подбором таблиц квантования. Коэффициент компрессии для различных блоков, в отличие от MJPEG, меняется по изображению: для малоинформативных блоков (например, на краях изображения) он увеличивается, а для блоков с большим количеством мелких деталей уменьшается относительно среднего по изображению уровня. В результате при том же качестве достигается сокращение объема данных примерно на 15% (или наоборот — при том же потоке выше качество выходного сигнала).

Временная MPEG-компрессия использует высокую избыточность информации в изображениях, разделенных малым интервалом. Действительно, между смежными изображениями обычно меняется только малая часть сцены — например, происходит плавное смещение небольшого объекта на фоне фиксированного заднего плана. В этом случае полную информацию о сцене нужно сохранять только выборочно — для опорных изображений. Для остальных достаточно передавать только разностную информацию: о положении объекта, направлении и величине его смещения, о новых элементах фона (открывающихся за объектом по мере его движения). Причем эти разности можно формировать не только по сравнению с предыдущими изображениями, но и с последующими (поскольку именно в них по мере движения объекта открывается часть фона, ранее скрытая за объектом). Отметим, что математически наиболее сложным элементом является поиск смещающихся, но мало изменяющихся по структуре блоков (16х16) и определение соответствующих векторов их смещения. Однако это элемент наиболее существенен, так как позволяет существенно уменьшить объем требуемой информации. Именно эффективностью выполнения этого «интеллектуального» элемента в реальном времени и отличаются различные MPEG-кодеры.

Таким образом, в MPEG кодировке принципиально формируются три типа кадров: I (Intra), выполняющие роль опорных и сохраняющие полный объем информации о структуре изображения; P (Predictive), несущие информацию об изменениях в структуре изображения по сравнению с предыдущим кадром (типов I или P); B (Bi-directional), сохраняющие только самую существенную часть информацию об отличиях от предыдущего и последующего изображений (только I или P). Принципиальная схема последующей компрессии I-кадров, также как и разностных P- и B-кадров, аналогична MJPEG, но, как и у DV, с адаптивной подстройкой таблиц квантования. В частности, это позволяет охарактеризовать DV-сигнал как частный случай MPEG последовательности из I-кадров с заданным фиксированным потоком (коэффициентом компрессии). Последовательности I-, P-, B-кадров объединяются в фиксированные по длине и структуре группы кадров — GOP (Group of Pictures). Каждая GOP обязательно начинается с I и с определенной периодичностью содержит P кадры. Ее структуру описывают как M/N, где M — общее число кадров в группе, а N — интервал между P-кадрами. Так, типичная для Video-CD и DVD IPB группа 15/3 имеет следующий вид: IBBPBBPBBPBBPBB. Здесь каждый B кадр восстанавливается по окружающим его P кадрам (в начале и конце группы — по I и Р), а в свою очередь каждый Р кадр — по предыдущему Р (или I) кадру. В то же время I кадры самодостаточны и могут быть восстановлены независимо от других, но являются опорными для всех P и тем более B кадров группы. Соответственно у I и P наименьшая степень компрессии, у В — наибольшая. Установлено, что по размеру типичный Р кадр составляет 1/3 от I, а B — 1/8 часть.

В результате MPEG последовательность IPPP (GOP 4/1) обеспечивает 2-кратное уменьшение требуемого потока данных (при том же качестве) по сравнению с последовательностью только из I кадров, а использование GOP 15/3 позволяет достичь 4-кратного сжатия.

Профили MPEG-2

Теперь мы вправе вернуться к описанию различные профили. В простом профиле SP осуществляется только компенсация движения и предсказание по одному направлению (P кадры). В основном профиле MP предсказание выполняется по двум направлениям, т.е. допускаются B-кадры. В масштабируемых профилях осуществляется разделение исходного цифрового потока видеоданных на несколько частей по различным критериям. В масштабируемом по отношению сигнал-шум SNR Scalable Profile поток разделяют на 2 части. Первая из них — основной сигнал, несет информацию с пониженным отношением сигнал-шум (более грубая дискретизация). Но эта часть защищается более устойчивым к помехам передачи алгоритмом (и соответственно, требующим больше бит), принимается в сильных шумах и позволяет даже при неблагоприятных условиях восстановить ТВ-изображение (хотя и с пониженным отношением сигнал-шум). Менее защищенная вторая часть — так называемый дополнительный сигнал — при неустойчивом приеме просто отбрасывается. При устойчивом приеме он позволяет дополнить основной сигнал и повысить отношение сигнал-шум до исходного значения.

Пространственно масштабируемый профиль Spatially Scalable Profile еще более усложняет схему кодирования. В нем разделение потока осуществляется уже на три части — по критерию разрешения. Первая часть — основной сигнал, обеспечивает устойчивую к помехам информацию об изображении стандартного разрешения (625 строк, из них активных 576). Вторая часть дополняет информацию до изображения высокой четкости (1250 строк, 1152 активных). Ну а декодирование третьего сигнала позволяет уже повысить отношение сигнал-шум.

Пятый профиль HP, высший, включает в себя все функции предыдущих, но использует YUV- представление не 4:2:0, а 4:2:2, т.е. передает цветоразностные сигналы в два раза чаще (в каждой строке, в каждом элементе строки). Здесь опять требуется отступление. Известно, что телевизионный сигнал представляет собой совокупность сигнала яркости Y и двух цветоразностных сигналов U и V. Вариации их значений допускают 256 градаций (от 0 до 255 для Y, и от -128 до 127 для U/V), что в двоичном исчислении соответствует 8 битам или 1 байту. Теоретически каждый элемент кадра имеет собственные значения YUV, т.е. требует 3 байт. Такое представление, когда как яркость, так и сигналы цветности имеют равное число независимых значений, обычно обозначают как 4:4:4. Но зрительная система человека менее чувствительна к цветовым пространственным изменениям, чем к яркостным. И без видимой потери качества число цветовых отсчетов в каждой строке можно уменьшить вдвое. Именно такое представление, обозначаемое как 4:2:2, было принято в вещательном телевидении. При этом для передачи полного значения телевизионного сигнала в каждом отсчете кадра достаточно 2 байт (чередуя через отсчет независимые значения U и V). Более того, для целей потребительского видео признано допустимым уменьшение вдвое и вертикального цветового разрешение, т.е. перейти к представлению 4:2:0. Это уменьшает приведенное число байт на отсчет до 1,5. Отметим, что именно такое представление было заложено в DV-формат цифровых камер, а также формат DVD-видео. Однако, в профессиональных задачах цифрового редактирования и монтажа видео, когда возможно многократное и многослойное использование фрагментов отснятого материала и включение в него компьютерной графики, во избежание результирующего накапливания ошибок изначально требуется более высокое качество цифрового видео. Поэтому здесь считается обязательным представление 4:2:2. Именно этим отличается профиль 422P от основного. Нижеследующая таблица суммирует различия всех описанных профилей.

Перевод «brightness level» на русский

The automatic brightness control option works very well, as it manages to pick the optimal brightness level in almost any situation.

Опция автоматического управления яркостью работает очень хорошо, так как ей удается подобрать оптимальный уровень яркости практически в любой ситуации.

Depending on which device you have, try using a keyboard shortcut to increase the brightness level of your display.

В зависимости от того, какой у вас компьютер, попробуйте использовать сочетания клавиш для повышения уровня яркости дисплея.

Color volume is the latest standard of picture quality that indicates how displays express color accurately, regardless of its brightness level.

Цветовой объем — это стандарт качества изображения, который показывает, насколько точно дисплеи отображают цвет, независимо от уровня яркости.

This pushed any areas in the image that were originally at a brightness level of 232 up to pure white.

Это подтолкнуло любые области изображения, которые изначально были на уровне яркости 232 до чистого белого.

Overall efficiency improves by 21% at the same brightness level.
Общая эффективность увеличилась на 21% при том же уровне яркости.
The brightness level is calculated as a linear function from the output value of the neural network.
Уровень яркости вычисляют как линейную функцию от выходного значения нейронной сети.
Is the intensity of light is regulated — to select the appropriate brightness level.
Интенсивность освещения регулируется — выберите подходящий уровень яркости.
A lower brightness level will mean that more time can be squeezed out of the battery.
Более низкий уровень яркости будет означать, что из батареи можно выжать больше времени.
The minimum brightness level is quite comfortable to use the device in full darkness.
Минимальный уровень яркости позволяет комфортно использовать устройство в полной темноте.
The maximum measured brightness level — 385 cd/ m2.
Максимальный измеренный уровень яркости — 385 кд/м2.
And if enough standartanaya contrast, the brightness level is not impressed.
И если контрастность достаточно стандартаная, то уровень яркости не впечатлил.
The brightness level of each smartphone was set at the same level.
Уровень яркости на каждом смартфоне был установлен на одном уровне.

Tuning the colour of white light in conjunction with adjusting the brightness level provides opportunities we’ve never had before.

Настройка цвета белого света в сочетании с регулировкой уровня яркости предоставляет возможности, которых у нас никогда не было.

According to this embodiment, the brightness level of these interactive scenes can be reduced, and a text warning is presented vividly.

В соответствии с этим вариантом осуществления уровень яркости этих интерактивных сцен может быть снижен, а текстовое предупреждение представлено ярко.

The brightness level might be too low.
Уровень яркости может быть слишком низок.
The brightness level of 300 cd/ m2, contrast is high — 650: 1.
Уровень яркости достигает 300 кд/м2, контрастность высокая — 650:1.

Furthermore, a higher aperture ratio of the emissive pixel leads to lower current density for the same brightness level.

Кроме этого, повышение относительного размера апертуры светоизлучающего пикселя приводит к уменьшению плотности тока при том же уровне яркости.

It has the ability to display movies at a brightness level 10 times higher than standard cinema projectors.

Пиковый уровень яркости дисплея в десять раз превосходит таковой у стандартных кинотеатральных проекторов.

Adjust the color temperature, select the appropriate brightness level depending on operating conditions.

Регулируйте цветовую температуру, выбирайте подходящий уровень яркости в зависимости от условий работы.

Возможно неприемлемое содержание

Примеры предназначены только для помощи в переводе искомых слов и выражений в различных контекстах. Мы не выбираем и не утверждаем примеры, и они могут содержать неприемлемые слова или идеи. Пожалуйста, сообщайте нам о примерах, которые, на Ваш взгляд, необходимо исправить или удалить. Грубые или разговорные переводы обычно отмечены красным или оранжевым цветом.

Зарегистрируйтесь, чтобы увидеть больше примеров. Это просто и бесплатно
Ничего не найдено для этого значения.
Предложить пример
Больше примеров Предложить пример

Новое: Reverso для Windows

Переводите текст из любого приложения одним щелчком мыши .

Скачать бесплатно
Перевод голосом, функции оффлайн, синонимы, спряжение, обучающие игры

Результатов: 146 . Точных совпадений: 146 . Затраченное время: 95 мс

Помогаем миллионам людей и компаний общаться более эффективно на всех языках.

Brightness level — повелеваем яркостью

Вот почти уже и наступило лето. А это вселяет надежды, что скоро будет совсем тепло и солнечно, а дожди отступят. Красота! Правда, многие, наверное, замечали, что в яркую солнечную погоду экраны телефонов, коммуникаторов, смартфонов и андрофонов слеп.

Brightness Level

Вроде смотришь в экран, видишь там что-то темное, нечеткое. Текст прочитать крайне сложно. Приходится прикрывать экран рукой или заходить куда-то в тень, чтобы наконец-то разобраться, что происходит в телефоне. Или некоторые лезут в настройки и выставляют яркость на максимум. А потом при попадании в более темное место ее приходится убавлять, потому что глаза подают сигналы мозгу, что для них такой уровень слишком яркий. Неудобно.

Хотя, сейчас во многих телефонах есть функция автоподсветки. Но, если вас не устраивает, как она работает, то есть смысл воспользоваться приложением Brightness Level. Это виджет, который позволяет быстро и легко изменить яркость экрана вашего телефона.

Когда я искал подобный виджет, то мне хотелось, чтобы с его помощью можно было легко менять яркость при минимальном количестве лишних движений и тапов, чтобы он был простой, но не был совсем уж обделен функционалом. Ну и, конечно же, виджет должен был подходить по стилю под внешний вид моей системы. В итоге прошерстил маркет, установил кучу виджетов и программ и остановился именно на Brightness Level.

Защищенная портативная колонка WAVEFUN Cuboid
Xiaomi готовит мега-топовый игровой смартфон
Компания Schneider Electric представила умные системы для повышения эффективности нефтедобычи

Если вы посмотрите на левую часть второго скриншота, сдвините свой взгляд на самое начало второй строки, то вы увидите иконку с солнышком. Это он и есть. Выглядит, как стандартный настроечный виджет от HTC. Меняет только яркость, поэтому вам не нужно вызывать какой-нибудь quick settings виджет, искать среди его кнопок нужную, а потом еще и дальше что-то настраивать. Вы просто быстро сворачиваете приложение, жмете по иконке на рабочем столе и видите то, что изображено в правой части скриншота.

Можно пальцем перемещать бегунок, меняя яркость дисплея таким образом, а можно выбрать уровень яркости из уже готовых пресетов. Чуть ниже имеется галочка, поставив которую, после тапа по нужному пресету, виджет автоматически закроется. Теперь внимание на иконку. Под солнышком появится в процентах уровень яркости, который вы выбрали.

Внимание! Авторы программы предупреждают нас, что их виджет может не работать на телефонах с оболочкой Sense, если в настройках стоит галочка напротив автоподсветки. Впрочем, это проблема не только это виджета, а многих или даже всех, которые позволяют регулировать яркость вручную.

Brightness Level выпускается в двух версиях. В бесплатной и donate, за которую разработчики хотят всего 99 центов. Впрочем, если у вас туго с финансами, то на то они и donate, что ничем не лучше платной. Просто купив ее, таким образом, при желании вы можете поддержать разработчика.

Brightness Level Market Download

Тогда можно поддержать её лайком в соцсетях. На новости сайта вы ведь уже подписались? 😉

Или хотя бы оставить довольный комментарий, чтобы мы знали, какие темы наиболее интересны читателям. Кроме того, нас это вдохновляет. Форма комментариев ниже.

Что с ней так? Своё негодование вы можете высказать на zelebb@gmail.com или в комментариях. Мы постараемся учесть ваше пожелание в будущем, чтобы улучшить качество материалов сайта. А сейчас проведём воспитательную работу с автором.

Если вам интересны новости мира ИТ так же сильно, как нам, подписывайтесь на Telegram-канал. Там все материалы появляются максимально оперативно. Или, может быть, удобнее «Вконтакте»?

Автор: Андрей «zeleboba» Матвеев
Шатаюсь, слушаю и наблюдаю. Пишу тексты.

Поговорить?

Уже наговорили:

Nikon:
А что за виджет с Визой?
zeleboba:
@Nikon: это Мобильный Банк.

Maksim Shaihalov:
Кстати, яркость есть еще и в QuickSetting. И не она одна 😉

А чем трафик считаете?

zeleboba:
@Maksim Shaihalov: угу, есть такое дело) QuickSetting у меня тоже установлены, но все же несколько для других дел. Просто, что касается яркости, то мне получается гораздо быстрее и удобнее воспользоваться этим виджетом, потому что меньше движений всякий получается 🙂 А в обстановке, если реально плохо видно то, что происходит на экране, это для меня очень важно.

Трафик считаю с помощью 3G Watchdog и NetCounter.

Nikon:
@zeleboba: Спасибо, попробую

А виджеты на скриншоте чьи?
NetCounter почему то на 2.1 не хочет работать.

Яркостью управляю стандартным виджетом «Управление питанием». 3х градаций яркости хватает)

zeleboba:
@Maksim Shaihalov: вы имеете в виду виджеты в этом посте?
У меня, кстати, NetCounter прекрасно работает на кастомной прошивке 2.1 Fram Hero.
Могу, как альтернативу порекомендовать 3g Data usage beta или Phonalyzr.

Maksim Shaihalov:
@zeleboba:
Да, в этом посте.
zeleboba:
@Maksim Shaihalov: это стандартные настроечные виджеты HTC.
Гутя:
Привет
Кто знает где взять обои цветные как на скриншоте для моего нексуса?
zeleboba:
@Гутя: например вот.

maxirk:
А вот на WM ползунок находился сразу на тудее (MVBKlight) http://4pda.ru/forum/uploads/monthly_12_2006/img-32059-EtenBkLight.gif
Тут все-таки нужно кликать по иконке потом менять яркость — лишний клик.

zeleboba:
@maxirk: ну в Android подобное реализуется посредством виджетов. Вполне возможно, что для яркости там такое тоже есть. Хотя, признаться, точно уже не помню.

Читайте нас где удобно

Ещё на эту тему было

Защищенная портативная колонка WAVEFUN Cuboid
Xiaomi готовит мега-топовый игровой смартфон
Компания Schneider Electric представила умные системы для повышения эффективности нефтедобычи
Google экспериментирует с нижним тулбаром в звонилке
«Мегафон» сообщает, что продажи смартфонов Xiaomi выросли в 5 раз
Как включить отображение заряда аккумулятора в процентах в Android?
Популярная клавиатура Swype для Android больше не будет развиваться
Nokia 10 понизили до Nokia 8 Pro, но прокачали камеры
Sony дразнит изогнутыми линиями и новым дизайном
Рассекречено целиком: полные спецификации Samsung galaxy S9

Для тех, кто долистал

Ай-ти шуточка бонусом. Батхёрт — то, что испытывают владельцы Android-смартфонов при упоминании срока работы от батареи. Происходит от battery и hurt.

Видеопотоки. Технологии сжатия

https://secure.gravatar.com/avatar/2f8d57cddfeb455ba418faa11ee01bb0?s=96&r=g&d=https://itc.ua/wp-content/uploads/2023/06/no-avatar.png *** https://secure.gravatar.com/avatar/2f8d57cddfeb455ba418faa11ee01bb0?s=96&r=g&d=https://itc.ua/wp-content/uploads/2023/06/no-avatar.png *** https://itc.ua/wp-content/themes/ITC_6.0/images/no-avatar.svg

Вообще говоря, доставка видео по IP-сетям была возможна и ранее. Правда, для этого
требовалось сначала загрузить соответствующий файл, а уже затем его воспроизводить.
Существенными недостатками этого метода были длительное время ожидания полной
загрузки файла, необходимость наличия места на жестком диске и трудности с соблюдением
авторских прав, поскольку пользователь мог свободно распоряжаться скопированным
файлом. Однако и достоинства были немалые — метод не предъявлял высоких запросов
к пропускной способности сети и к качеству обслуживания (QoS). В то же время потоковое
видео предполагает возможность воспроизведения в процессе загрузки файла. А это
накладывает весьма жесткие требования на данные характеристики.

Дело в том, что качество цифрового видео зависит от трех параметров: частоты кадров, глубины цвета и разрешения. Необходимая частота кадров определяется такой особенностью человеческого мозга, как инертность зрительного восприятия — образ остается на сетчатке глаза в течение приблизительно 0,1 с, даже если сам объект исчез из поля зрения или был заменен на другой. Поэтому если последовательные кадры сменяют друг друга с частотой более чем 10 fps (frame per second), то создается эффект непрерывного движения. Для воссоздания движения без потерь стандарт предписывает частоту 30 fps. Глубина цвета может кодироваться одним, двумя или тремя байтами. Что касается разрешения, то его устанавливают 640 480 пикселов для полного экрана, 320 240 для четверти и т. д. Несложный подсчет показывает, что для доставки полноэкранного видео необходима пропускная способность 216 Mbps. Таким образом, даже коммутируемая сеть Fast Ethernet не справится с передачей полноценного видео в режиме реального времени, а что уже говорить о модемах.

Кроме высокой пропускной способности, от пакетной сети требуются также своевременная доставка пакета и строгая очередность. Достичь этого в Internet весьма проблематично. Протокол TCP/IP гарантирует получение пакетов в нужной последовательности, но является слишком медленным, а UDP хотя и более быстрый, но также не предоставляет необходимый уровень QoS для видеотрафика.

Очевидное решение существующих проблем — уменьшение количества передаваемых видеоданных с помощью, например, масштабирования изображения и его сжатия и разработка соответствующих протоколов. Именно это и является сутью потоковых технологий. Однако прежде чем переходить к их описанию, рассмотрим кратко особенности человеческого зрения и формирования цветного изображения на дисплеях.

Человеческий глаз реагирует на энергию света в диапазоне длин волн примерно от 400 до 700 нм. Восприятие происходит с помощью фоторецепторов — небезызвестных колбочек и палочек. Палочки чувствительны к интенсивности света. По сферической поверхности сетчатки распределено примерно 120 млн. палочек. За цвет отвечают колбочки, которых всего лишь 8 млн. Результатом этого неравенства является большая чувствительность глаза к изменениям яркости, чем к цвету. Этот факт учитывается при разработке алгоритмов сжатия цветного изображения, обсуждаемых ниже. Дискретизация цвета происходит с более низкой частотой, чем яркости. Для определения цвета имеются три типа колбочек. В соответствии с этим необходимо три цвета, например красный, зеленый и синий (RGB), для симуляции чувствительности глаза к цвету. Нужно учитывать тот факт, что в природе цвета как такового не существует — он результат совместной деятельности глаза и мозга. Процесс обработки цветов является аддитивным в том смысле, что мозг может создавать новый цвет из компонентов: например, сложение красного и синего дает в результате пурпурный цвет, который отсутствует в спектре разложения белого. Эти свойства восприятия цвета человеком используются в схемах сжатия, что обеспечивает эффективные методы хранения, передачи и воспроизведения видеоданных.

Вакансии

В аналоговой форме видеоинформация представляется как кадры с флуктуирующими
значениями напряжения. В ранних аналоговых видеосистемах индивидуальный видеосигнал
— яркость, синхроимпульсы и цвет — комбинировались в единый сигнал, получивший
название полного, или композитного (composite video). Такой сигнал мог быть передан
по одному проводнику. Этот метод давал очень плохое качество изображения. Поэтому
был разработан составной, или компонентный, метод представления видеосигнала,
когда он разбивался на отдельные составляющие (component video). Наибольшее распространение
получили две системы: двухпроводная Y/C и RGB, требующая трех проводов.

Система Y/C отделяет яркость (Y) от цвета (C). Такой подход, называемый S-Video, используется в видеокамерах Hi-8 и Super VHS. RGB-система разделяет видеосигнал на три компонента — красный (R), зеленый (G) и синий (B) — и применяется в ЭЛТ-мониторах.

Онлайн-курс Бізнес-аналіз. Basic Level.
не потребує ніяких спеціальних знань і навичок, досить мати рівень впевненого користувача ПК.

Как следует из названия, в этой форме видеоинформация представляется в виде последовательности чисел, получаемых в результате оцифровки аналогового видеосигнала. Он может быть компонентным (стандарт D1) или композитным (стандарт D2).

Цветное изображение на экране монитора, имитирующее восприятие человеческого глаза,
создается с помощью пикселов, цвет которых определяется путем сложения трех базовых
цветов RGB с различной интенсивностью. Цифровое видео, однако, часто использует
формат, известный как YCrCb, где Y является яркостью (Luma), Cr и Cb представляют
разности R — Y и B — Y соответственно. Вычитание яркости из значений R и B дает
«чистый» цвет. Вместе Cr и Cb называют сигналом цветности (Chroma).
На рис. 1 приведены примеры выборок цветного изображения. Здесь 4 указывает, что
значение яркости выбирается четыре раза, а цветность один или два раза при некоторой
базовой частоте (обычно 3,375 MHz). Такой подход к формированию цифрового цветного
изображения позволяет уменьшить объем файлов без существенного ухудшения восприятия
картинки человеческим глазом. Так как глаз более чувствителен к изменениям яркости,
чем цвета, то обычно для ее представления используют больше бит, чем для цветовой
информации. В этой схеме каждый пиксел имеет собственное значение яркости, но
значение цветности может быть общей для группы пикселов.

Перейдем теперь к описанию тех приемов, которые позволяют смотреть видео в режиме реального времени.

Преобразование изображения из цветового пространства RGB в YCrCb уменьшает
размер файла в 2—3 раза, что недостаточно для передачи в режиме потока для большинства
современных локальных и сетей доступа. Для дальнейшего сокращения размера файла
применяют масштабирование по всем трем параметрам, определяющим качество изображения:
частоте кадров, разрешению и глубине цвета. Как уже упоминалось выше, для передачи
полноэкранного видео с частотой кадров 30 fps, разрешением 640 480 и глубиной
цвета 24 бита необходима пропускная способность 216 Mbps, но если эти значения
уменьшить до соответственно 15 fps, 320 240 и 16 бит, то потребуется «лишь»
18 Mbps, что тоже для большинства случаев неприемлемо. Конечно, можно еще уменьшать
значения этих параметров, однако получаемое в результате качество изображения
оставляет желать лучшего. Чтобы добиться дальнейшего сокращения размера файлов,
применяют различные методы сжатия, или компрессии.

Существование современного потокового видео обязано именно развитым технологиям
сжатия медиафайлов. Оно выполняется с помощью так называемых кодеков (от английского
codec — COmpression/DECompression). Мы будем в дальнейшем использовать также
термины «кодирование/декодирование» в качестве синонимов «компрессия/декомпрессия»
(кстати, некоторые источники расшифровывают codec как enCOding/DECoding).

Кодеки сжимают файлы, используя определенные математические алгоритмы. Различные кодеки генерируют файлы разного размера и качества. Рассмотрим основные стандарты сжатия с той или иной степенью детальности.

Стандарт был разработан ITU в 1994 г. и предназначен для видеоконференций
и видеотелефонии. Он весьма нетребователен к полосе пропускания — всего 20—30
Kbps. Остановимся вкратце на основных шагах алгоритма.

Исходные видеоданные попадают в блок анализа параметров движения (motion estimation) и блок компенсации движения (motion compensation). Цель обработки — закодировать только отличия последующего фрейма от предыдущего. В процессе анализа параметров движения кодек сокращает размер кодируемого файла, выделяя области изображения фрейма, которые изменились по сравнению с предыдущим. Компенсатор движения формирует матрицу пикселов размером 16 16, или макроблок. В свою очередь, макроблок состоит из четырех блоков — матриц 8 8. Реально в последующем фрейме передается именно макроблок. Он является результатом вычитания макроблока предыдущего фрейма из соответствующего макроблока текущего. Полученная разность затем кодируется.

Далее данные поступают в блок дискретного косинус-преобразования (Discrete Cosine Transformation — DCT). Оно заключается в аппроксимации дискретной функции двух переменных, заданной на блоке пикселов 8 8, двойным конечным рядом Фурье, содержащим только косинусы «пространственных частот». Коэффициенты разложения (амплитуды) подбираются таким образом, чтобы значения аппроксимирующей функции совпадали со значениями исходной функции в точках дискретизации. Результатом DCT является матрица амплитуд размерностью 8 8. Ее особенность заключается в том, что амплитуды, которые располагаются под побочной диагональю и соответствуют высоким частотам, близки или равны нулю. Поэтому для дальнейшей обработки матрица амплитуд преобразуется в вектор с помощью зигзаг-сканирования — упорядочения элементов, начиная с левого верхнего угла, зигзагом параллельно побочной диагонали (а11, а12, а21, а31, …, а88). Таким образом, амплитуды, соответствующие низким частотам, являются начальными элементами вектора, в конце же вектора располагаются значения, близкие к нулю. Дискретное косинусоидальное преобразование позволяет менять степень сжатия без заметной потери качества изображения.

Следующим шагом является операция, которая называется квантованием (quantizing). Она заключается в поэлементном делении вектора амплитуд на вектор квантования с округлением результатов до целого. Подбирая значения вектора квантования, можно увеличивать или уменьшать вклады отдельных частот и таким образом регулировать уровень качества изображения. Полученный в результате квантования вектор содержит много последовательных нулей на высоких пространственных частотах.

Наконец, вектор попадает в энтропийный кодировщик (Entropy Encode), где выполняется
групповое кодирование. Оно представляет собой разбиение вектора на пары (n,
m), где n указывает на число пропускаемых нулей, а m — значение,
которое необходимо записать в следующую ячейку (например, вектор itc_drupal_75, 54, 0, 0,
0, 35, 0, — 23 … записывается как itc_drupal_0,75, itc_drupal_0, 54, itc_drupal_3, 35, itc_drupal_1, — 23 …
). В завершение групповые коды сжимаются по алгоритму Хаффмана, на чем мы не будем
останавливаться. В результате получается поток бит, который и передается. Заметим,
что в течение всего процесса текущий фрейм сохраняется в буфере (Frame Store).
Блок-схема алгоритма приведена на рис. 2. В процессе декомпрессии, в общем, выполняется
обратная последовательность преобразований.

Международная организация по стандартизации (ISO) одобрила серию видеокодеков, известную как MPEG. Название этой серии обязано рабочей группе ISO — Moving Pictures Expert Group. Группа разработала несколько стандартов сжатия — MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4, к краткому рассмотрению которых мы и переходим.

Курс Англійської.
Подолай мовний бар’єр та розширюй коло друзів на розмовних клубах.

В общем, технология сжатия видеоданных в MPEG состоит из двух частей: уменьшение
избыточности и сжатие отдельных изображений.

Стандарт MPEG-1 был предложен в 1992 г. и предназначался в основном для видеоконференций, видеофонов, компьютерных игр и CD-ROM первой генерации. Он обеспечивал видео потребительского качества и аудио качества CD-ROM при скорости передачи данных около 1,5 Mbps и частоте кадров 30 fps.

MPEG-кодирование является гибридом схем DCT и DPCM (Differential Pulse Code Modulation) с алгоритмом компенсации движения, подобным стандарту H.263. MPEG-1 использует линейный механизм кодирования в отличие от объектно-базированного. Это значит, что во фрейме не выделяются движущиеся и неподвижные объекты, а он обрабатывается как таковой. Удаление избыточной информации выполняется с помощью внутрифреймовой (intraframe compression) и межфреймовой компрессии (interframe compression).

MPEG-кодирование оперирует в цветовом пространстве YCrCb. Это значит, что имеется раздельная информация о яркости и о цвете. Яркость каждого пиксела не подвергается компрессии. Что же касается цвета, то его значения усредняются по группе соседних пикселов. Это становится возможным благодаря невысокой чувствительности глаза к цвету, о чем уже упоминалось выше. MPEG-1 использует компрессию в соотношении 4:1 (заметим, что зеленый цвет получается при воспроизведении путем вычитания значений красного и голубого из значения яркости).

В процессе компрессии пикселы каждого фрейма организуются в блоки — матрицы 8 8. Блок яркости содержит данные блоков оригинального изображения, а блоки цветности при коэффициенте сжатия 4:1 — данные области 16 16, то есть четырех блоков яркости. Затем каждый блок подвергается ряду преобразований, аналогичных стандарту H.263. В результате получается так называемый I-фрейм (Independent frame), который может быть воспроизведен независимо от соседних фреймов.

Хотя серия I-фреймов обеспечивает наивысшее качество сжатия, все же требуемая для их передачи пропускная способность остается слишком большой. Для дальнейшего уменьшения трафика используется метод межфреймовой компрессии. Решение заключается в применении I-фреймов лишь в качестве опорных для группы изображений (Group Of Picture — GOP), которая состоит из фреймов, содержащих только отличия от опорного. MPEG поддерживает два типа таких фреймов: P-фреймы (Predictive — предиктивный) и B-фреймы (Bi-directional).

P-фреймы содержат только информацию (пикселы), отличающую их от ближайших предшествующих опорных фреймов, которыми могут быть как I-фреймы, так и P-фреймы. B-фреймы несут аналогичную информацию по отношению к ближайшим предшествующим, последующим или по отношению к обоим типам опорных фреймов.

GOP может состоять только из I-фреймов; I-фреймов и P-фреймов или содержать все
три типа. Обычно GOP включает 12 или 15 фреймов и начинается с I-фрейма, например
IBBPBBPBBPBBPBB (рис. 3). Первый I-фрейм получается в результате сжатия фрейма-источника,
следующими генерируются P-фреймы и, наконец, промежуточные B-фреймы. Затем порядок
фреймов меняется с целью минимизировать требования к памяти для буферизации в
декодере, а их первоначальная последовательность восстанавливается декодером при
воспроизведении.

Стандарт MPEG-2 был принят в 1994 г. и разрабатывался с учетом обратной совместимости с MPEG-1. Он был значительно улучшен, однако не предназначался для замены последнего. Стандарт обеспечивал студийное качество для HDTV, кабельного телевидения и спутниковой передачи. MPEG-2 поддерживает разрешение от 720 480 до 1280 720 и частоту кадров 60 fps. Алгоритм сжатия усовершенствован, но в общем аналогичен MPEG-1.

Курс QA Manual.

Успішна кар’єра в IT-сфері без необхідності глибоких знань програмування. Очікуйте заробітню плату в розмірі 600$ після завершення навчання.

MPEG-2 поддерживает две схемы кодирования, которые определяются нуждами приложения: переменную скорость передачи для обеспечения постоянного качества видео и разное качество при постоянной скорости передачи. Скорость передачи может изменяться от 2 до 10 Mbps, что позволяет воспроизводить 4Х CD-ROM. MPEG-2 был выбран в качестве основного стандарта для DVD-ROM. Еще одним существенным его отличием от MPEG-1 является поддержка технологии Transport Streams. Она предназначена для передачи видео по сетям с высоким уровнем ошибок. Потоки (Streams) состоят из уменьшенных пакетов фиксированной длины (188 байт), благодаря чему легко осуществлять контроль ошибок. Эта технология дает возможность использовать MPEG-2 для доставки видео по кабельному телевидению, АТМ и через спутники.

Разработка этого стандарта была окончена в 1998 г., а в 1999 г. он получил
статус международного. В отличие от двух предшествующих, в которых кодирование
использовало линейный подход, MPEG-4 является объектно-базированным. Технология
рассматривает каждый объект изображения как не зависимый от других, что в результате
позволяет получить более высокую скорость сжатия. Использование индивидуальных
объектов, связанных некоторым отношением в пространстве и времени, предоставляет
ряд преимуществ. Одним из них является то, что к разным объектам могут применяться
различные методы кодирования, в результате чего можно значительно повысить качество.
К примеру, генерация движений головы лучше представляется с использованием анимационной
техники, в то время как для изображения лучше представляется значениями пикселов.

Опишем конспективно некоторые основные части функциональной структуры MPEG-4. Прежде всего, это системная часть (System part). Она включает описание отношения между аудиовизуальными компонентами, или объектами, в частной сцене. Данное отношение можно разбить на два уровня. Бинарный формат для сцен (Binary Format for Scenes — BIFS) описывает пространственно-временное расположение объектов в сцене. Это предоставляет возможность конечному пользователю интерактивно взаимодействовать с объектами, например в играх. Вторым уровнем являются дескрипторы объектов (Object Descriptors), которые определяют отношение между элементарными потоками (Elementary Streams), принадлежащими каждому объекту. Примером могут служить аудио- и видеопотоки видеоконференций.

Визуальная часть MPEG-4 имеет дело с закодированным представлением естественных и генерируемых компьютером визуальных объектов, в то время как звуковая часть отвечает за естественные и синтезированные аудиообъекты.

На этом мы закончим весьма поверхностное описание стандартов сжатия, поскольку их более глубокое изложение потребовало бы монографии. Что касается протоколов, то они будут рассмотрены в следующей публикации.

Gop brightness level что это