Тема 7.4. Форматы источников видеосигналов для устройств обработки

В настоящее время все большую популярность набирает цифровая обработка видео на персональном компьютере. Этому способствует несколько основных причин. Во-первых, существенно возросшая производительность персональных компьютеров. Во-вторых, разработка и практическая реализация алгоритмов сжатия изображений и видео.

В-третьих, массовый выпуск доступных по стоимости устройств аппаратной компрессии/декомпрессии изображений и появление дешевых ЦАП и АЦП, что позволило создавать доступные платы видеомонтажа.

Как известно, основным источником видеоданных являются видеокамеры. Все видеокамеры имеют общий принцип работы, заключающийся в записи на носитель информации, воспринимаемой объективом камеры. В последнее время стали появляться видеокамеры, использующие в качестве носителя DVD-R. Однако существует целый ряд форматов видеокамер, использующих в качестве носителя кассеты с магнитной лентой, различающихся размерами, шириной ленты и скоростью ее движения, такие как: VHS, VHS-C, S-VHS, S-VHS-C, Hi8, Digital8, Mini-DV.

Формат VHS (Video Home System) предусматривает обычную кассету для бытовой видеозаписи с лентой шириной 12,6 мм. Этот формат является одним из первых и обладает рядом принципиальных недостатков с точки зрения последующей обработки видеоданных. Самый существенный недостаток заключается в том, что видеоизображение имеет разрешение 240 телевизионных линий, что ограничивает разрешение цифрового видео до 320×240 пикселей.

Формат VHS-C (VHS-Compact) имеет те же характеристики записываемого сигнала, что и VHS, но изображение записывается на компактную кассету (с лентой той же ширины).

Камеры формата S-VHS (Super-VHS) отличаются от VHS-моделей усовершенствованным стандартом записи и более высоким качеством используемой ленты (ее ширина и габариты кассеты те же, что и у VHS). S-VHS обеспечивает повышенную четкость записи (до 400 линий по горизонтали). Практически все S-VHS-камеры оснащаются разъемом S-Video, который обеспечивает более качественную передачу сигнала для записи или воспроизведения.

Формат S-VHS-C (Super-VHS-Compact), соответственно, является компактной копией формата S-VHS.

Еще один формат аналоговых видеокамер обозначается Hi8 (High8) с разрешением 400 телевизионных линий, но при этом ширина ленты 8 мм, что и отражает название формата.

Рассмотренные пять форматов видеокамер относятся к аналоговым видеокамерам, которые постепенно вытесняются цифровыми.

Одним из первых цифровых форматов видеокамер стал формат Digital8. Видеоданные записываются на кассету в цифровом формате с разрешением 720×576 пикселей. Звук записывается с параметрами 48 кГц и 16 бит. Обязательным для камер такого формата является интерфейс FireWire IEEE 1394.

Формат MiniDV (Digital Video) относится к малогабаритным видеокамерам, использующим небольшие кассеты с магнитной лентой (66×48×12 мм) с узкой лентой (всего 6.35 мм). Принципиальное отличие цифровых камер состоит в том, что все видеоданные хранятся в цифровом виде, т.е. изображение, попадающее в объектив камеры, оцифровывается. Звуковые данные также оцифровываются. Видеоразрешение таких камер составляет 720×576 пикселей. Один из главных плюсов MiniDV – отсутствие заметных потерь качества при копировании и возможность прямой передачи сигнала на компьютер. Для этих целей, помимо аналоговых разъемов (S-Video и RCA), MiniDV-камера имеет специальное гнездо DV-выхода.

Таким образом, при решении задачи обработки видеоданных на ПК необходимо учитывать, что видеоданные могут храниться как в аналоговом, так и в цифровом формате. С учетом формата хранения видеоданных выбирается набор аппаратных средств, требуемых для решения задачи обработки.

Так, для оцифровки аналогового видеопотока необходимо использовать:

• источник видеоданных (телевизионный приемник, видеомагнитофон или видеокамера аналогового видеоформата);

• соединительный кабель с соответствующими интерфейсами (S-Video, RSA-Video, RSA-Audio);

• карту оцифровки и захвата видео (может быть видеокарта с возможностью оцифровки видео);

• производительный персональный компьютер со звуковой картой.

Итак, источник аналогового видеосигнала соединяется при помощи кабеля с картой оцифровки. Соединительный кабель оказывает существенное влияние на качество видеоданных. Поэтому при выборе соединительного кабеля следует отдавать предпочтение качественному коаксиальному кабелю (один из косвенных признаков качества коаксиального кабеля – толщина, которая должна быть не менее 6–7 мм).

Как правило, бытовая аппаратура и компьютерная периферия комплектуется дешёвыми тонкими кабелями, которые в значительной степени подвержены наводкам. Их использование существенно ухудшает качество передаваемого сигнала.

Для передачи аналогового видеосигнала используются композитный (composite) или S-Video кабель. В первом случае по одному кабелю передаётся как яркостная, так и цветовая компонента видеосигнала. В случае с S-Video, яркостная и цветовые компоненты передаются по двум разным кабелям, что позволяет достигнуть большей чёткости изображения. Для подключения S-Video кабеля в картах оцифровки используется разъём S-Video, а для подключения композитного кабеля применяется разъём RCA (рис. 7.4.1).

Звуковой сигнал при подключении источника аналогового видео передаётся по отдельному кабелю. Звуковые выходы на источниках видео- сигнала выполнены в подавляющем большинстве случаев в виде разъёма RCA: один для монозвука или два для стереозвука. Для коммутации звукового сопровождения видео необходим соответствующий кабель с интерфейсами RCA.

Рисунок 7.4.1.