16. Кино- и видео- форматы. Преобразование прогрессивной развертки в чересстрочную.

частота 24 кадра в секунду - для показа в кинотеатрах.

частота 25 кадров в секунду -киноплёнка, предназначенная для показа на ТВ в PAL/SECAM

частота 16 кадров в секунду (старые немые фильмы, любительские фильмы на плёнке 16мм)

с иной частотой кадров

Изображение состоит из КАДРОВ. Разрешение кадров принимается как 5000x5000 точек. Человеческий глаз различает примерно 3000x3000 точек. Для цифрового редактирования пленка сканируется с разрешением 4096 горизонтальных пикселей (4К).

Interlaced Video, чересстрочное. Снятое теле- и видеокамерами с чересстрочной развёрткой. Данный метод вывода изображения был разработан для компенсации медленного отлика люминофорных точек на старых кинескопах. При черезстрочной развертке на экран выводятся сначала четные(2,4,6…) строки изображения, а затем нечетные(1,3,5,7).Полный теле-кадр состоит из двух полу-кадров называемых полями (верхнее четное - Field A (Top) и нижнее нечетное Field B (Bottom)

Процесс получения чересстрочного видеосигнала.

Рассмотрим процесс съемки обычной видеокамерой, использующей чересстрочную развертку. Предположим, что камера работает в системе PAL. При такой съемке камера реально делает 50 снимков в секунду (образно говоря фотографирует изображение на своей матрице CCD (ПЗС) 50 раз в секунду). Информация с ее матрицы считывается по строкам. Причем сначала считываются нечетные строки, затем, через 1/50 секунды, четные строки (уже с другого "снимка").

Если объект съемки перемещается относительно камеры, изображения на разных полях будут отличаться друг от друга, причем чем больше будет скорость перемещения объекта съемки, тем заметнее будут отличия, так как моменты времени, в которые сканировалось первое и второе поле каждого кадра отличаются на 1/50 секунды. Можно сказать, что камера снимает 50 снимков в секунду, но в телевизионный сигнал из каждого такого снимка попадают только четные или нечетные строки попеременно.

Телевизионный сигнал формируется в режиме реального времени. Это значит, что поля в сигнале следуют одно за другим с частотой 50 Гц в том порядке, в каком они были считаны с матрицы камеры. Это значит, что поле 1 принадлежащее более раннему моменту времени, чем поле 2, в телевизионном сигнале всегда приходит приходит первым, а за ним идет поле 2.

17. Кино- и видео- форматы. Преобразование чересстрочной развертки в прогрессивную.

18. Компенсация движения. Простая межкадровая разница работает плохо при сильном движении в кадре

• Алгоритмы компенсации движения отслеживают движение объектов в кадре

  • Уменьшение межкадровой разницы (увеличение ее степени сжатия)

  • Необходимость сохранения информации о движении в кадре

  • Существенно большее время, необходимое для сжатия

Цель алгоритмов компенсации движения - для каждой области текущего кадра определить, где находилась эта область в предыдущем кадре.

Альтернативное использование - поиск движения для преобразования форматов видео (деинтерлейсинг, изменение частоты кадров и т.п.).

Идеальный алгоритм: выделение в кадре объектов и компактное описание их движений.

Проблема: огромные объемы вычислений и весьма сложные алгоритмы.

Существующей методы:

На основе прямоугольных блоков (block-based ME)

Смещение отдельных пикселов (pixel-based ME)

На основе модели движения (parametric motion model)

С использованием информации об объектах (object-based ME)

На основе преобразований Фурье (phase-correlation ME)

Наиболее часто используются квадратные блоки, с размером, кратным 8 и достаточно простая организация блоков.

Текущий кадр разбивается на одинаковые (квадратные) блоки

Для каждого такого блока в предыдущем кадре в окрестности точки ищется «наиболее похожий» на него блок

Вектор является вектором смещения этого блока

Если достаточно похожий блок в предыдущем кадре не найден –

блок сжимается независимо (Intra-Blocks).

Идеальный алгоритм: выделение в кадре объектов и компактное описание их движений.

Проблема: огромные объемы вычислений и весьма сложные алгоритмы.

Для B-кадров у нас появляется возможность выбирать как наиболее близкий блок из любого кадра, так и интерполировать блоки из двух кадров