Кодирование и запись видео - раздел Маркетинг, ЛЕКЦИЯ 1. Введение в информатику Широко распространён также англоязычный вариант этого термина — Сomputer science, что означает буквально компьютерная наука К
Одирование Видеоизображ...
одирование видеоизображений основано на разложении видеоряда в виде последовательности отдельных изображений (кадров). На этом, в частности, основано телевидение (25 кадров в секунду для Европы и 30 кадров с секунду для Японии и США) и кинотехника (24 кадра в секунду). То есть кодирование видеоряда заключается в кодировании каждого из составляющих его кадров как отдельного изображения, с последующей записью последовательности кадров.
Цифровая запись видеоизображений имеет две особенности.
• Кодирование данных и их запись рассматриваются порознь и определяются разными стандартами.
• Запись видеоизображений обычно сопровождается записью звука, то есть речь идёт о синхронной записи как минимум двух потоков данных.
Одним из наиболее известных форматов записи (не кодирования) видео является формат AVI, введённый в действие компанией Microsoft для компьютеров, работающих под управлением операционной системы Windows. Согласно стандарту AVI, в начале записи размещается заголовок, описывающий всю структуру записи. Он позволяет узнать, из каких блоков звука и видео состоит запись, как они чередуются между собой и какой метод кодирования использован при записи каждого из блоков. Формат AVI не определяет способ кодирования звука и видео, а только указывает на него, поэтому его ещё называют метаформатом или форматом-контейнером.
Формат кодирования данных в записанных блоках может быть любым, но в начале записи AVI обязательно есть сведения о том, какой именно формат использован. Соответственно, для декодирования записи при её воспроизведении следует использовать не любой метод, а только тот, который соответствует избранному формату кодирования.
КОДЕК
Для воспроизведения видеозаписей и звукозаписей, записанных в каком-либо метаформате, например AVI, необходимо иметь специальную программу, которая называется кодеком. Слово кодек происходит от сочетания двух слов: кодер-декодер. То есть кодек — это программа, предназначенная для кодирования последовательности кадров в виде наборов чисел перед их записью или для декодирования числовой последовательности перед воспроизведением записи. Когда мы приобретаем видеофильм, записанный на компакт-диске, к нему, как правило, прикладывается программа-кодек. При первом воспроизведении фильма кодек устанавливается на компьютере. При последующих воспроизведениях установка кодека уже не происходит, пока нам в руки не попадёт фильм, закодированный другим кодеком. В этом случае будет установлен новый кодек. Постепенно на компьютере собирается коллекция кодеков на все случаи жизни.
ФОРМАТ MPEG
Существует множество различных форматов кодирования видеоизображений при их записи. Изобилие форматов связано с тем, что одновременно с преобразованием записи в числовую форму решается вопрос о сжатии полученной последовательности, а сжимать её можно по-разному.
Одним из наиболее распространённых является метод, получивший название MPEG. В основе стандарта MPEG лежит идея о том, что соседние кадры видеоряда, как правило, имеют сравнительно небольшие отличия друг от друга и, записав полностью один кадр, мы можем при записи следующего кадра записывать не всё изображение, а только его отличия от предыдущего кадра. В общей последовательности видеоряда выявляются так называемые опорные кадры и промежуточные кадры, которые кодируются по-разному. Опорные кадры обычно являются начальными кадрами новых сцен. Промежуточные кадры соответствуют одной сцене и имеют много общего с опорным кадром сцены.
Формат MPEG был разработан для записи видеоданных, хранимых на персональных компьютерах и переносимых на лазерных компакт-дисках. В те времена, когда начиналась разработка формата, компьютеры не отличались производительностью, поэтому для записи видеоданных были введены искусственные ограничения:
• размер кадров: 352 х 288 точек;
• частота кадров: 30 кадров в секунду.
Несколько позже был введён более совершенный формат MPEG 2, позволяющий кодировать видеозаписи с разрешением отдельных кадров до 720 х 576 точек. Этот формат нашёл очень широкое применение и используется:
• для записи видеофильмов на цифровых видеодисках (DVD-ROM);
• для передачи телевизионных программ по каналам спутниковой связи (спутниковое телевидение);
• для передачи телевизионных программ в цифровом формате через эфир или по кабельным сетям (цифровое телевидение).
Формат MPEG 2 обеспечивает степень сжатия исходного видеоряда примерно в 40-50 раз, что позволяет разместить двухчасовой видеофильм (200 Гбайт) на одном диске DVD-ROM (4,7 Гбайт). Но для того, чтобы разместить его на компакт-диске CD-ROM (650 Мбайт), нужна ещё более высокая степень сжатия. При определённой потере качества её позволяет получить формат сжатия MPEG 4. От формата MPEG 2 формат MPEG 4 отличается более изощрённой математикой, используемой при кодировании. В частности, математические процедуры позволяют различать элементы сцены, обладающие различной активностью, и кодировать их по-разному. Потом, при воспроизведении фильма, сцена для каждого кадра формируется из разных объектов.
Все темы данного раздела:
Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.
1.9. Что такое информационные ресурсы и информационные технологии?
Информационные ресурсы — это идеи человечества и указания по их
Упражнения
1.1. Запишите множество вариантов загорания двух светофоров, расположенных на соседних перекрёстках. [ Ответ ]
1.2. Три человека, Ив
ЛЕКЦИЯ 2. Общие принципы организации и работы компьютеров
Содержание:
2.1. Что такое компьютер? 2.2. Как устроен компьютер? 2.3. На каких принципах построены компьютеры? 2.4. Что такое команда?
Оперативная память
Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, не
Кэш-память
Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и операти
Специальная память
К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаема
Накопители на гибких магнитных дисках
Гибкий диск (англ. floppy disk), или лискета, — носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий пластиковый диск в защитной
Накопители на жестких магнитных дисках
Если гибкие диски — это средство переноса данных между компьютерами, то жесткий диск — информационный склад компьютера.
Накопитель на жёстк
Накопители на компакт-дисках
Здесь носителем информации является CD-ROM (Сompact Disk Read-Only Memory - компакт диск, из которого можно только читать).
Записывающие оптические и магнитооптические накопители
· Записывающий накопитель CD-R (Compact Disk Recordable) способен, наряду с прочтением обычных компакт-дисков, записывать информацию на специальные оптические диски емкостью 650 Мб
Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках
Стример (англ. tape streamer) — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной л
Монитор на базе электронно-лучевой трубки
Основной элемент дисплея — электронно-лучевая трубка. Её передняя, обращенная к зрителю часть с внутренней стороны покрыта люминофором — специальным веществом, способным из
Жидкокристаллические мониторы
Все шире используются наряду с традиционными ЭЛТ-мониторами. Жидкие кристаллы — это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством о
Сенсорный экран
Рис. 2.19. Сенсорный экран
Общение с компьютером осуществляется путём прикосновения пальцем к определённому месту чувствительн
World Wide Web — главный информационный сервис.
World Wide Web (WWW, "Всемирная паутина") — гипертекстовая, а точнее, гипермедийная информационная система поиска ресурсов Интернет и доступа к ним.
Электронная почта.
Электронная почта (Electronic mail, англ. mail — почта, сокр. e-mail) cлужит для передачи текстовых сообщений в пределах Интернет, а также между другими сетями электронной почты. К тексту письма со
Cистема телеконференций Usenet (от Users Network).
Эта система организует коллективные обсуждения по различным направлениям, называемые телеконференциями. В каждой телеконференции проводится ряд дискуссий по конкретным темам. Сегодня Usenet имеет б
Системы, основанные на предметных каталогах.
Используют базы данных, формируемые специалистами-редакторами, которые отбирают информацию, устанавливают связи для баз данных, организуют и снабжают данные в разных поисковых категориях перекрёстн
Автоматические индексы.
Переоценить их трудно. Поиск по ключевым словам в одной базе данных, занимающий в худшем случае несколько секунд, принесёт те же результаты, что и обшаривание всех WWW-страниц во всей сети Интернет
Программа пересылки файлов Ftp.
Перемещает копии файлов с одного узла Интернет на другой в соответствии с протоколом FTP (File Transfer Protocol — "протокол передачи файлов"). При этом не имеет значения
Краткая историческая справка
История счётных устройств насчитывает много веков. Ниже в хронологическом порядке приводятся некоторые наиболее значимые события этой истории, их даты и имена участников.
Около 500
ЛЕКЦИЯ 4. Арифметические основы компьютеров
4.1. Что такое система счисления?
Система счисления — это совокупность приемов и правил, по которым числа записываются и читаются.
Сложение в шестнадцатиричной системе
При сложении цифры суммируются по разрядам, и если при этом возникает избыток, то он переносится влево. Пример 1.
В ы ч и т а н и е
Пример 4. Вычтем единицу из чисел 102, 108 и 1016
У м н о ж е н и е
Выполняя умножение многозначных чисел в различных позиционных системах счисления, можно использовать обычный алгоритм перемножения чисел в столбик, но при этом результаты перемножения и сложения од
Д е л е н и е
Деление в любой позиционной системе счисления производится по тем же правилам, как и деление углом в десятичной системе. В двоичной системе деление выполняется особенно просто, ведь очередная цифра
Диапазоны значений целых чисел со знаком
Формат числа в байтах
Диапазон
Запись с порядком
Обычная запись
-2
Сложение и вычитание
В большинстве компьютеров операция вычитания не используется. Вместо нее производится сложение обратных или дополнительных кодов уменьшаемого и вычитаемого. Это позволяет существен
Умножение и деление
Во многих компьютерах умножение производится как последовательность сложений и сдвигов. Для этого в АЛУ имеется регистр, называемый накапливающим сумматоро
Сложение и вычитание
При сложении и вычитании сначала производится подготовительная операция, называемая выравниванием порядков.
В процессе выравнивания порядков мант
Упражнения
4.1. Используя Правило Счета, запишите первые 20 целых чисел в десятичной, двоичной, троичной, пятеричной и восьмеричной системах счисления. [ Ответ ]
ЛЕКЦИЯ 5. Логические основы компьютеров
5.1. Что такое алгебра логики?
Алгебра логики — это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логиче
С х е м а ИЛИ
Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию двух или более логических значений. Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на её выходе также будет единица.
С х е м а И—НЕ
Схема И—НЕ состоит из элемента И и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы И. Связь между выходом z и входами
С х е м а ИЛИ—НЕ
Схема ИЛИ—НЕ состоит из элемента ИЛИ и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы ИЛИ. Связь между выходом z и входами
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ
Закон
Для ИЛИ
Для И
Переместительный
I. Решение логических задач средствами алгебры логики
Обычно используется следующая схема решения:
изучается условие задачи; вводится система обозначений для логических высказываний; конструируется логическая формула
II. Решение логических задач табличным способом
При использовании этого способа условия, которые содержит задача, и результаты рассуждений фиксируются с помощью специально составленных таблиц.
Пример 3. В симфонический
III. Решение логических задач с помощью рассуждений
Этим способом обычно решают несложные логические задачи.
Пример 6. Вадим, Сергей и Михаил изучают различные иностранные языки: китайский, японский и арабский. На вопрос, к
Упражнения
5.1. Установите, какие из следующих предложений являются логическими высказываниями, а какие — нет (объясните почему):
а) "Солнце есть спутн
ЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ
5.23. Три девочки — Роза, Маргарита и Анюта представили на конкурс цветоводов корзины выращенных ими роз, маргариток и анютиных глазок. Девочка, вырастившая маргаритки, обратила вн
ЛЕКЦИЯ 6. Программное обеспечение компьютеров
6.1. Что такое программное обеспечение?
Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычис
В противоположность этому, операционная система или инструментальное ПО не вносят прямого вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя.
Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.
6.4. Как
Функции и характеристики сетевых операционных систем (ОС)
(по материалам www-сайта Омского государственного технического университета http://edu.omgtu.omskelecom.ru)
К основным функциям сетевых ОС относят:
управление каталогами и ф
ЛЕКЦИЯ 7. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки
7.1. Что такое алгоритм?
Понятие алгоритма такое же основополагающее для информатики, как и понятие информации. Именно поэтому важно в нем разобраться.
Название
Основные служебные слова
алг (алгоритм)
сим (символьный)
дано
для
да
арг (аргумент)
лит (литерный)
Упражнения
7.1. Запишите по правилам алгоритмического языка выражения:
a)
ЛЕКЦИЯ 8. Технология подготовки и решения задач с помощью компьютера
8.1. Какие этапы включает в себя решение задач с помощью компьютера?
Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществ
Упражнения
Составьте системы тестов для решения следующих задач:
8.1. Найдите наибольший общий делитель двух заданных целых чисел.
8.2. Най
ЛЕКЦИЯ 9. Применения информатики и компьютерной техники
9.1. Как используются компьютеры в быту?
В последнее время компьютеры <проникли> в жилища людей и постепенно становятся предметами первой необходимости. Есть два осн
Табличное кодирование
Схемы табличного кодирования информации не встречаются в живой природе — это изобретение общества. В их основе лежат предварительно созданные таблицы образцов сигналов. Кодируемый сигнал сравнивает
Системы счисления
Вопросы, касающиеся записи чисел и действий с ними, относятся к арифметике. Она вводит в этой области следующую систему понятий.
• Набор правил представления (изображения) и наименования
Кодирование положительных целых чисел
Положительные целые числа кодируются согласно правилам двоичной арифметики. Числа в диапазоне от 0 до 255 записываются одним байтом. Порядок преобразования числа в двоичную форму рассмотрим на п
Кодирование целых чисел со знаком
Теоретически, для знака записи числа можно было бы выделить один бит, например самый старший. Тогда оставшиеся 7 бит позволили бы выразить целые числа от -127 до +127, включая 0. Однако при таком
РАЗРЕШЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ
У каждого физического изображения есть линейные размеры (ширина и высота). Эти размеры могут быть выражены в линейных единицах измерения (метрах, сантиметрах, миллиметрах). Приняв математическую мо
ПСИХОФИЗИОЛОГИ ЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Из курса геометрии мы знаем, что математическая точка — это бесконечно малый объект, имеющий положение в пространстве, но не имеющий таких свойств, как размер и цвет. Чтобы ввести возможность кодир
Форматы записи изображений
И
з-за того, что при кодировании изображений образуются обширные массивы данных, результат кодирования крайне редко используют для непосредств
Кодирование и запись звука
З
вук представляет собой локальные изменения давления воздуха, распространяющиеся в пространстве в виде упругих волн. Органы слуха человека реги
ЛЕКЦИЯ 11 Файлы и каталоги.
Файл — это последовательность данных неопределённого размера, имеющая собственное имя.
Файл может быть сколь угодно большим и сколь угодно малым. Если в файле не хранитс
ЛЕКЦИЯ 12 Сжатие данных
Характерной особенностью большинства типов данных является их избыточность. Степень избыточности данных зависит от типа данных. Например, для видеоданных степень избыточности в несколько раз больше
Учебные издания для средних школ
1. Кушниренко А.Г. и др. Информатика. — М.: Дрофа, 1998.
2. Кулаков А.Г., Ландо С.К., Семенов А.Л., Шень А.Х. Алгоритмика, V—VII классы. — М.: Дрофа, 1996.
3. Кузнецов А.А. и др.
Другие издания
29. Власов В.К. и др. Элементы информатики. — М.: Наука, 1988.
30. Абрамов С.А. и др. Задачи по программированию. — М.: Наука, 1988.
31. Дудников Е.Е. Персональные компьютеры. — М
Настройка Turbo Pascal
Предположим, интегрированная среда Turbo Pascal находится в каталоге C:\TP (тогда файл turbo.exe должен находиться в каталоге C:\TP\BIN). Требуется выполнить следу
Настройка .tpp
Рекомендуется: установить среду Turbo Pascal 7.0 в каталог C:\TP. В этом случае запишите на свой диск и запустите на выполнение конфигурационный файл tpp.reg.
Настройка .qbp
Рекомендуется: установить среду Quick Basic в каталог C:\QB. В этом случае запишите на свой диск и запустите на выполнение конфигурационный файл qbp.reg.
Настройка браузера
При принятии файла нестандартного типа браузер выдает запрос на сохранение файла, с возможностью открытия этого файла, если он имеет зарегистрированное расширение. Поэтому, каждый раз при попытке з
Система тестов
Номер теста
Данные
Результат
xA
yA
xB
yB
xC
Система тестов
Номер теста
Проверяемый
случай
Число
Результат
Число положительное
Система тестов
Номер теста
Проверяемый случай
Коэффициенты
Результаты
a
b
c
Система тестов
Номер теста
Проверяемый
случай
Коэффициенты прямых
Результаты
a1
b1
Новости и инфо для студентов