20 000 профессионалов proAV > 1500 компаний > 570 городов > 6 стран ближнего зарубежья > 1 сообщество

Присоединяйтесь!

Подписка на дайджест
Рубрикатор статей

Визуальные технологии: типы сигналов и методы их сжатия

vizualnye-texnologii-1.jpg

Первый блок обучающего курса компании RGB Spectrum, позаимствованного из "Руководства по проектированию" .

В этой публикации речь пойдет о типах видеосигналов, а также о цифровых сигналах и методиках сжатия. В следующих материалах будет разбор типов интерфейсов, защита контента, целостность сигнала, стандарт EDID, формирование сигналов цветности, преобразование цветов и потоковое вещание.

Типы видеосигналов

Аналоговый

Цветной аналоговый видеосигнал содержит информацию о яркости (Y) и цветности (C). Когда эти параметры объединяются в один канал, результат принято называть композитным видео. Именно композитный сигнал некогда был наиболее распространенным типом видеосигнала в бытовом видеооборудовании. Как правило, для его передачи использовался одножильный кабель с желтым коаксиальным разъемом. Аналоговый сигнал также может передаваться по отдельным проводам кабеля, образуя двухканальный S-video (Y/C), а также 3, 4 и 5-компонентные видео-форматы. Качество изображения S-video немного выше, нежели у композитного сигнала, однако максимально возможное качество аналоговой картинки обеспечивает именно компонентное видео.

Наиболее распространенный тип компонентного сигнала делит видеосигнал на 3 составляющих. На большинстве аналоговых выходов различных устройств эти компоненты обозначены красным (Red), зеленым (Green) и синим (Blue) цветами. На компьютеры и прочие устройства с дисплеем RGB-сигнал чаще всего передается посредством 15-пинового VGA-разъема. Компонентное видео также может быть представлено одним сигналом яркости (Y) и двумя цветоразностными сигналами (часто обозначаемыми Pb и Pr). На некоторых видеоустройствах компонентный YPbPr сигнал передается при помощи кабеля, оканчивающегося тремя коаксиальными или байонетными разъемами. Сигнал синхронизации передается по одной линии с сигналом яркости (Y).

Работа современных аудиовизуальных систем, как правило, основана на комбинации аналоговых и цифровых сигналов, в то время как устаревшее оборудование оснащено лишь аналоговыми выходами. Именно по этой причине вся продукция RGB Spectrum позволяет использовать аналоговые входные платы, обеспечивающие обработку и распределение сигналов.

Цифровой

Цифровое видео состоит из серии растровых цифровых изображений (или кадров), отображаемых поочередно с высокой, но постоянной скоростью. Частота смены кадров отвечает за передачу эффекта движения и измеряется в кадрах в секунду (к/с) или циклах в секунду (Гц). Минимальная скорость, необходимая для передачи ощущения движения, составляет около 24 кадров в секунду.

Каждый кадр состоит из матрицы растровых элементов (или пикселей). Цвет пикселя представлен фиксированным количеством бит информации. Чем больше это значение, тем более сложные комбинации цветов можно передать. Этот параметр называется глубиной цвета. Как правило, компьютеры хранят и передают цвета при помощи 8-битных ячеек информации для каждого из трех компонентов RGB. Такой формат известен как 24-битный цвет или True Color. На самом деле, 8-битная глубина позволяет получить 16,78 миллионов цветов. Если же появляется необходимость в большем количестве цветовых комбинаций, в настоящий момент также существует глубина в 30 бит (1,073 млрд. цветов), 36 бит (68,71 млрд. цветов) и 48 бит (281,5 трлн. цветов). Чем большее количество цветов доступно для отображения, тем более реалистичной будет цветопередача.

Развитие цифровых технологий обусловило настоящую революцию в процессе работы с аудио и видеосигналами. Однако представление информации в виде групп двоичных чисел (основа цифровых технологий) требует огромной вычислительной мощности, в особенности это касается объема памяти и скорости обработки данных. К этим параметрам предъявляются еще большие требования, если речь заходит об одновременной работе с аудио и видео, поскольку системе необходимо переводить огромные массивы данных со светозвуковыми характеристиками в биты.

Появление цифровых звука и видео позволили создать совершенно новые отрасли как для потребительского, так и для профессионального/коммерческого сегментов рынка. Одним из наиболее важных отличий между этими сегментами является тот факт, что обычный потребитель, как правило, лишь воспроизводит контент, тогда как профессиональным пользователям необходима возможность обработки, управления и комбинирования контента с сигналами из других источников. Кроме того, им зачастую нужен совместный доступ к информации из любого количества источников для сотрудников, находящихся как в одном помещении, так и в разных уголках мира. Но цифровые технологии и сети сделали все эти задачи вполне реальными, а их реализацию – гораздо более эффективной по сравнению с аналоговой эрой.

Цифровые сигналы и необходимость в сжатии

Стремительное развитие цифровых технологий обусловило появление целого ряда новых задач, в значительной мере связанных с огромными объемами информации, необходимыми для цифрового видео. К примеру, один кадр изображения размером 1920 на 1080 пикселей и глубиной цвета в 24 бита при преобразовании займет около 6 МБ. А это значит, что при скорости воспроизведения в 60 к/с всего лишь одна секунда такого видео превращается в 3,6 ГБ информации – совершенно нереальную цифру для большинства нынешних сетей и систем хранения. Этот пример наглядно демонстрирует, почему технологии сжатия критически необходимы при работе с цифровыми сигналами.

Сжатие – это процесс, при котором несущественная видеоинформация сокращается и удаляется, чтобы таким образом цифровой файл или поток могли передаваться по сетям или храниться гораздо более эффективно. Алгоритм кодирования при этом применяется к исходному видео, создавая тем самым поток данных, готовый к передаче, записи или хранению. Для декодирования (воспроизведения) сжатого потока используется обратный алгоритм, а промежуток времени, в течение которого происходит сжатие, отправка, восстановление и, наконец, воспроизведение потока, называется задержкой.

Видео-кодек (кодер/декодер) использует два совместимых алгоритма. Процесс кодирования и декодирования должен быть идентичным и отличаться лишь последовательностью. Видео-контент, сжатый при помощи одного стандарта, невозможно восстановить посредством другого. При этом, различные стандарты используют разные методы сжатия данных, следовательно, результаты могут отличаться по скорости передачи (т.н. ширине полосы), задержке и качеству изображения.

Типы сжатия чаще всего классифицируются на основании объема данных, сохраняющегося после всех стадий обработки. «Lossless (Без потерь)» подразумевает метод, исключающий потерю данных при передаче видеосигнала от источника к дисплею. То есть, отображаемая в результате картинка будет абсолютно идентична исходной. «Visually lossless (Зрительно без потерь)» допускает утрату небольшого количества данных в процессе сжатия, однако визуально эти потери останутся абсолютно незаметными. Что касается «Lossy (С потерями)», то этот тип сжатия предполагает существенную потерю данных в процессе сокращения объема исходной информации, что зрительно может как ощутимо сказаться на качестве изображения, так и не сказаться вовсе.

В следующей части Обучающего курса речь пойдет об интерфейсах сигналов, будут рассмотрены плюсы и минусы каждого из них.

Источник: www.rgb.com.ru

Как охлаждать будем? Жидкость или воздух: «за» и «против» Как охлаждать будем? Жидкость или воздух: «за» и «против»
Системы охлаждения для видеостен на основе проекционных кубов.
Поверхность для проекции 4К и Ultra HD: тестирование и сравнение Поверхность для проекции 4К и Ultra HD: тестирование и сравнение
При проецировании контента с разрешением 4К+ чрезвычайно важно правильно подобрать проекционное полотно.
Отображать 4К контент или быть 4К устройством? Есть разница! Отображать 4К контент или быть 4К устройством? Есть разница!
В данной статье будут рассмотрены особенности разрешения в формате 4К, на которые следует обратить внимание.
Топ-5 ошибок при создании интерактивных Digital Signage Топ-5 ошибок при создании интерактивных Digital Signage
Какие недочеты могут привести к большим проблемам? Взглянем на топ-5 ошибок при создании интерактивных систем Digital Signage.
Привлечь и удержать: хитрости применения AV-технологий Привлечь и удержать: хитрости применения AV-технологий
Как извлечь максимальную выгоду из вложений в такие мероприятия как, например, презентации на выставках?
Передача аудио- и видеосигналов по IP: что это дает proAV? Передача аудио- и видеосигналов по IP: что это дает proAV?
Часто мы слышим фразу "передача аудио- и видеосигнала по IP-сетям". Но каково ее истинное значение для коммерческих AV-с...
Все статьи
Видео
Вебинар «Решения BenQ для аудиторий и переговорных»
Вебинар "Все об аудио оснащении переговорных комнат"
Все видео
Направленный звук и проекции для Океанариума во Владивостоке Направленный звук и проекции для Океанариума во Владивостоке
Компания ВИАТЕК спроектировала и оснастила комплексом аудиовизуальных средств "Приморский океанариум" на острове Русский...
Удобный, функциональный конференц-зал для научного института Удобный, функциональный конференц-зал для научного института
«Хай-Тек Медиа» реализовала проект по оснащению малого конференц-зала ФГБНУ ВНИИСБ комплексом мультимедийного оборудования.
Комплексное аудио-видео оснащение холла 2-го корпуса КФУ Комплексное аудио-видео оснащение холла 2-го корпуса КФУ
Компания ИКТ-Казань завершила комплексное оснащение  холла 2-го корпуса КФУ современными аудиовизуальными системами.
Мощное оснащение конференц-зала на небольшой бюджет Мощное оснащение конференц-зала на небольшой бюджет
Разворачивание ведомственной системы ВКС, комплексное оснащение конференц-зала и переговорной комнаты ТФОМС СК.
Оригинальное аудиорешение для ''Экспофорума'' в Санкт-Петербурге Оригинальное аудиорешение для ''Экспофорума'' в Санкт-Петербурге
Была поставлена задача: установить экран для видеопроекции и кинопоказа,разработать и внедрить систему звукоусиления (СЗУ)...
Реконструкция и оснащение ККЗ «Октябрь» на Сахалине Реконструкция и оснащение ККЗ «Октябрь» на Сахалине
В Южно-Сахалинске после реконструкции открылся киноконцертный зал «Октябрь» - главный кинотеатр город еще с советских времен.
Все кейсы
ELEMENT ONE: каталог выдвижных моторизованных мониторов
ELEMENT ONE: каталог выдвижных моторизованных мониторов
Модельный ряд мониторов с подробным описанием, 16 полос, А4, рус-eng.
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
Каталог конференц-систем и оборудования для синхронного перевода, формат А4, 50 полос.
Все файлы
Акустика в залах совещаний: идеальный звук – совсем не сложно
Стюарт Стивенс
“Проектный менеджер компании Shure Distribution UK, Стюарт Стивенс - о различных методах улучшения акустики в залах для совещаний.”
Стюарт Стивенс
Проектный менеджер Shure Distribution UK
Case Study – лучший инструмент AV-интегратора
Гари Кей
“Я преподаю маркетинг в InfoComm вот уже несколько лет. Мой СОВЕТ№1 для слушателей: публикуйте Case Study.”
Гари Кей
Основатель портала rAVe
Распределенные звуковые системы. Не так просто, как кажется
Аджигитов Максим
“Задача этой статьи - развенчать миф о том, что проектирование системы фонового звука не стоит серьезных временных и умственных затрат.”
Аджигитов Максим
Ведущий инженер по акустике ГК DIGIS
Все мнения
http://www.avclub.pro/news/proizvoditel/novyy-shirokougolnyy-obektiv-dlya-vivitek-du9000/