Техника - молодёжи 1996-11, страница 30

сдвига (оптимальная величина зависит не только от скорости смещения, но и от содержания изображения).

Большинство современных фрейм-граб-беров, работая в среде Windows, позволяют отображать в реальном времени на компьютерном мониторе в специальном масштабируемом окне «живое» видео — т.е. наблюдать подаваемый на вход видеосигнал, как на экране телевизора. Такой режим работы называется Video-Overlay (видео-оверлей) и обеспечивается путем связи фрейм-граббера с VGA-адаптером через feature-коннектор последнего. При этом отображение вне зависимости от характеристик адаптера происходит в реальных цветах, что упрощает контроль просмотра и выбор требуемого изображения. Видео-оверлей позволяет также создавать новые интересные эффекты. Например, сочетая такие фрейм-грабберы с конвертерами вывода VGA->TV, можно строить недорогие микшерские системы.

Обычно фрейм-грабберы позволяют загружать в собственный буфер памяти оцифрованное изображение с винчестера. При наличии функции Video Overlay загруженная картинка отображается на VGA-мониторе, причем нередко с качеством более высоким, чем позволяет собственно VGA-адаптер. Но еще более интересны устройства, имеющие встроенный ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) и кодер телевизионного сигнала в композитном, S-Video- или RGB- форма е Они позволяют осуществлять качественный телевизионный вывод цифровых изображений вне зависимости от характеристик VGA-стандарта и «начинки» VGA-адаптера. Такие устройства ввода/вывода телевизионных сигналов иногда называют видеографическими адаптерами (videographic adapter).

ХВАТАЙ И ЖМИ, ХВАТАЙ И ЖМИ!

До сих пор мы говорили о захвате отдельных кадров. Но в ряде случаев необходимо сохранять на винчестере фрагмент видеофильма — последовательный набор сотен и тысяч кадров совокупной длительностью от нескольких секунд до минут. Однако пропускная способность системы кон роллер-винчестер недостаточна для прямого выполнения этой задачи. У типичного винчестера с IDE-контроллером для 16-битовой ISA-шины скорость передачи данных составляет 0,5 — 1,0 Мбайт/с.

(Здесь необходимо небольшое отступление. При работе с видеопоследовательностями, особенно при использовании систем нелинейного монтажа, к жестким дискам предъявляются весьма высокие требования. Основными характеристиками винчестеров, от которых зависит работа по записи видеоданных, являются скорость вращения, время термокалибровки и технология скрытия дефектных секторов, применяемая фирмой-изготовителем. От скорости вращения зависит скорость потока записываемых данных. Время термокалибровки качественных дисков лежит в пределах 100 мс за период от 2 до 10 мин. Если для системного диска это не играет никакой роли, то при записи видео будет пропущено несколько кадров, что уже заметно для глаза. Фирма Micropolis, специали; ирующаяся

на выпуске винчестеров, создала даже специальную серию дисков — AV. За счет применения специальных методов термокалибровка таких дисков не нарушает непрерывного потока данных. Методы скрытия дефектных секторов, применяемые фирмами Western Digital и Maxtor, не позволяют использовать их изделия для записи видеоданных, так как время позиционирования на резервный сектор настолько велико, что вызывает пропуск нескольких кадров как при записи, так и при воспроизведении. Наиболее подходят для работы с видеоданными некоторые модели винчестеров фирм Micropolis, Seagate, Conner, Quantum. Но имейте в виду, что жесткие диски, произведенные по лицензии, например, в Тайване, могут обнаружить совсем другие характеристики, нежели винчестеры той же марки, произведенные на «родных» заводах. По этой причине лучше всего купить винчестер в той же фирме, где вы приобретаете видеооборудование.)

Переход к улучшенному EIDE-контролле-ру для 32-битовой шины VL-bus обеспечит рост скорости передачи до 2,5— 3,0 Мбайт/с. И только используя особо быстрые винчестеры и устраняя передачу данных по шине или максимально ускоряя ее (SCSI-контроллеры для PCI- или EISA-ши-ны) удается увеличить скорость передачи до 4 Мбайт/с. Но даже этого не хватает для записи 25 полных телевизионных кадров за

Таблица 3. Стандарты компрессии

каждую секунду. Единственный выход — использовать компрессию изображений.

Для компрессии отдельных кадров широко применяется стандарт JPEG, разработанный сообществом Joint Photographic Experts Group. Он основан на разбиении изображения на блоки по 8x8 элементов и их специальном преобразовании. Для восстановления картинки необходимо произвести обратное преобразование, при зтом временные затраты на компрессию и декомпрессию эквивалентны. Обычно при коэффициентах сжатия менее 15 видимой потери качества не происходит (табл. 3). Первоначально данная компрессия выполнялась в основном программным способом и не предполагала работы в реальном времени. Создание различных специальных микросхем, существенно ее ускоривших, позволило ввести понятие Motion-JPEG (M-JPEG) и использовать зтот способ для сжатия последовательных кадров видеофильма, когда каждый кадр обрабатывается независимо от соседних, и далее может быть также независимо перенесен в другой фильм, что существенно отличает Motion-JPEG от MPEG-компрессии.

Способ компрессии MPEG (Motion Picture Experts Group) принципиально ориентирован на сжатие последовательностей изображений и призван обеспечить возможность вос-

Устроиства вывода компьютерной графики VGA->TVсравнительно недороги и просты в установке. Например AVerKey стоит $190. Выпус кается в виде компактного внешнего блока. Подробнее об этом устройстве читайте в одном из ближайших номеров в заключительной части наших Штудий..."

произведения озвученных видеофильмов с CD-дисков с VHS-качеством (стандартная скорость потока данных сщноскоростного CD-дисковода равна 150 Кбайт/с). MPEG использует изображения размером 352x288 (352x240 для NTSC) при их 24-битовом цветовом представлении и обеспечивает в среднем 50-кратную компрессию с резуль тмрующим качеством для отдельных изображений существенно более высоким, чем JPEG при том же коэффициенте сжатия. Основная идея MPEG доста очно проста — в видеофильме последовательные изображ ния (кадры) отличаются друг от друга незначительно, и потому можно передавать информацию о большинстве из них в виде разностей, данные отличия отражающих, что значительно уменьшает поток данных.

В отличие от стандартов JPEG и M-JPEG, компрессия MPEG требует значительно большего времени, чем декомпрессия. Результирующее качество MPEG-фильма существенно зависит от интеллектуальности кодера. Если аппаратно реализованные MPEG-проигрыватели сравнительно недороги, то стоимос ь качественных ппаратных MPEG-кодеров делает их устройствами поистине элитарными. К счастью, MPEG-файлы можно формировать программным способом из имеющихся последовательное ей кадров. При этом необходимо име ь в виду что подобное преобразование потребует значительных затрат вычислительного времени.

В заключение отметим, что в настоящее время разработан стандарт MPEG 2 (см. табл. 3). Он ориентирован на высокую скорость передачи данных (так, для проигрывания видеодиска потребуется привод CD-ROM с шестикратной скоростью) и обеспечивает профессиональное качество воспроизведения. ■

Окончание спедует.

• Компьютеры от Spectr m до IBM, комплектующие, любой апгрейд, по почте, дешево! Программы: IBM (ГМД + CD), БК, УКНЦ. 189510, С-Пб —Ломоносов, а/я 649. Для ответа — подписанный конверт с марками.

• Бесплатно предлагается каталог уникальных компьютерных справочных систем. Заявка + конверт. 450000, Россия, Уфа-центр, а/я 1243.

• Заявки на объявления принимаю ся по адресу: 123022, Москва, а/я 77, Конюшко-ву А.А. К тексту приложите квитанцию почтового перевода из расчета $ 0,5 за слово (для частных лиц) и $ 1 за слово для организаций (оплата в рублях по курсу ЦБ).

• КОМПЬЮТЕР ENTERPRISE 128, английская сборка: продажа, ремонт, программы. Тел.: (095) 5-88-48.

Таблица 3. Стандарты компрессии