Как найти информационный объем видео

Автор статьи

Екатерина Андреевна Гапонько

Эксперт по предмету «Информатика»

Задать вопрос автору статьи

Общие сведения

Определение 1

Видеоинформация — достаточно новый вид информации, которая с каждым днем все интенсивнее проникает во все сферы человеческой деятельности. По официальной статистике, каждый пятый человек в России ежедневно воспринимает видеоинформацию либо посредством телевизора, либо посредством персонального компьютера.

Под видеоинформацией можно понимать:

Рисунок 1.

Любой видеоряд можно разложить на две составляющие: звуковую и графическую.

Наверняка у вас появился вопрос: какое отношение графическая информация имеет к видео? Необходимо очень хорошо уяснить следующий факт: для создания на экране эффекта движения применяется дискретная технология, обеспечивающая быструю смену статических картинок.

Замечание 1

Научные исследования доказали, что если в течение одной секунды сменить около $15$ статических изображений, которые похожи друг на друга, то человеческий глаз воспринимает подобные изменения на них как аналоговые, то есть как непрерывные. На данном эффекте и реализуется любое современное видео.

Поскольку видеоинформация состоит из звуковой и графической компоненты, то и для обработки видеоматериалов требуется очень мощный персональный компьютер. Под обработкой видеоматериалов понимается процесс оцифровки, то есть кодирования видеоинформации.

После кодирования видеоинформация будет находиться в двоичном формате, а, как известно, процессор персонального компьютера только и способен взаимодействовать с любой информацией, которая является двоичным кодом. Двоичный код — последовательность бит, состоящая из $0$ и $1$.

«Принципы кодирования видеоинформации» 👇

Алгоритм кодирования видеоинформации

Итак, представим, что в нашем распоряжении есть какая-либо видеоинформация. Как было ранее сказано, любую видеоинформацию можно дифференцировать, то есть разложить на две ключевые составляющие: звуковую и графическую. Следовательно, операция кодирования видеоинформации будет заключаться в сочетании операций кодирования звуковой информации и кодирования графической информации.

Как мы ранее узнали, видео — быстрая смена, как правило, похожих друг на друга статических изображений, называемых кадрами. Но в современном мире данный процесс стандартизирован, и все поставщики видеоконтента придерживается данных стандартов.

Не будем приводить все существующие стандарты, касающиеся частоты смены кадров, а лишь опишем два ключевых эталона в этой области:

  1. В процессе киносъемок используют частоту смены кадров, равную $25$ раз в секунду. Подобным стандартом пользуются при производстве телепрограмм, телешоу, телерепортажей.

  2. В процессе создания широкоформатного видеоконтента прибегают к частоте смены кадров, равной $30$ раз в секунду.

В первую очередь происходит разложение аналогового видеосигнала на две дорожки: звуковую и графическую. Давайте в качестве эксперимента примем частоту смены кадров $25$ раз в секунду. Это означает, что одна секунда видеопотока состоит из $25$ быстросменяющих друг друга статических изображения.

Рисунок 2.

По сути, нет как такового отдельного алгоритма~кодирования видеоинформации, а есть симбиоз алгоритмов кодирования отдельно звука и отдельно графики.

После проведения операции цифрования звука и изображений на выходе получается бинарный, двоичный код, который будет понятен процессору персонального компьютера. Именно в формате двоичного кода наша видеоинформация и будет храниться на электронных носителях.

Если мы захотим проиграть видеоконтент на нашем персональном компьютере или другом устройстве, то нам придется провести операцию восстановления информации, то есть осуществить преобразование информации, записанной в двоичном коде в формат понятный человеку.

Единственное, на чем хотелось бы акцентировать внимание, это на том, что при просмотре видеоинформации мы одновременно и видим «картинку» и слышим звук.

Чтобы добиться синхронного исполнения звука и смены графических изображений процессор персонального компьютера выполняет эти операции в различных потоках. За счет этого происходит запараллеливание двух сигналов: звукового и графического, которые в совокупности образуют видеопоток.

Как найти информационный объем видеофайла

После проведения операции кодирования видеоинформации получается двоичный поток битов. Следовательно, операционной системе необходимо выделить некое пространство для хранения данного двоичного кода (этот двоичный код является дискретным форматом нашего аналогового видеофайла).

Общая формула расчета объема памяти, необходимой для хранения закодированного видеофайла:

Рисунок 3.

Пример 1

Рассмотрим конкретный пример. Дан видеофайл, который длится $52$ секунды. Известно также, что частота смены кадров составляет $25$ раз в секунду. Каждый кадр представляет собой изображение, имеющее разрешение $1280$ на $1024$ пикселя. Также известно, что цвет кодируется в $24$-х битной RGB-модели. Частота дискретизации звука составляет $44.1$ КГц, а разрядность звуковой карты равна $2$ байта. Необходимо найти информационный объем данного видеофайла.

Решение:

Определим информационный объем звукового сигнала.

$V_{зв}= [Время звучания] cdot [Разрядность звука] cdot [Частоту дискретизации] = 52 cdot 16 cdot 44100 = 36691200 [бит] = 4586400 [байт] = 4478.90 [Кбайт] = 4.37 [Мбайт]$.

Определим информационный объем одного кадра.

$V_k= [Количество пикселей изображения] cdot [Глубину цвета] = 1280 cdot 1024 cdot 24 = 31457280 [бит] = 3932160 [байт] = 3840 [Кбайт] = 3.75 [Мбайт]$.

Определим информационный объем заданного видеофайла.

$V_в= [Память, занимаемая звуковым сигналом] cdot [Память, занимаемая одним кадром] cdot [Количество кадров] = 4.37 cdot 3.75 cdot 25 = 409.69 [Мбайт] = 0.4 [Гбайт].$

То есть информационный объем заданного видеофайла составляет около $0.4$ Гигабайта. Файлы с видеоконтентом всегда были и будут «тяжелыми», следовательно, необходимо предусматривать пространство для их хранения.

Кстати, сам процесс кодирования видеоинформации занимает значительное время и зависит от характеристик процессора персонального компьютера. Среди всех земных профессий можно выделить профессию видеомонтажера, который наиболее интенсивно из всех занимается обработкой и отвечает за правильность кодирования видеоинформации.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Содержание:

  • Будем знакомы! Обучаю школьников и студентов информационным технологиям

  • Общие сведения о видеоинформации

  • Алгоритм кодирования видеоинформации

  • Как найти информационный объем видеофайла

  • Краткий обзор современных популярных мировых видеохостингов

  • Остались вопросы? Не получается закодировать видеоинформацию?

Будем знакомы! Обучаю школьников и студентов информационным технологиям

Всем здравствуйте! Меня зовут Александр Георгиевич. Я профессиональный московский рейтинговый репетитор по информатике, математике, базам данных, алгоритмам и программированию.

Я прекрасно понимаю, что вы достаточно занятой и деловой человек, но, несмотря на это я настоятельно рекомендую вам ознакомиться с текстовыми отзывами клиентов, которые прошли подготовку под моим чутким контролем. Все они достигли поставленных целей, а некоторые даже превзошли собственные ожидания.

Уже несколько лет я веду собственный канал на видеохостинге YouTube, куда с регулярной периодичностью выкладываю мультимедийные ролики, показывающие решения информатических и математических заданий. Вступайте в мое многотысячное сообщество, чтобы становится успешнее в информационных технологиях.

Специально для своих потенциальных клиентов я разработал мощную многофакторную фильтрационную систему о стоимости своих услуг. Даже самый взыскательный потребитель сумеет за разумное время определиться с тарифным планом.

В данной публикации я бы хотел рассказать о том, что такое кодирование видеоинформации, о базовых алгоритмах кодирования видеоинформации, а также лаконично сделать обзор современных видеохостингов, которыми ежедневно пользуются десятки миллионов человек по всему миру.

Мои частные уроки проходят в различных территориальных форматах. Даже, если вы физически проживаете не в Москве, то я не вижу абсолютно никаких проблем, которые могут препятствовать проведению наших эффективных занятий. Выбирайте необходимый вам формат!

Звоните мне на мобильный телефон, задавайте любые интересующие вопросы и записывайтесь на первый пробный урок. Я достаточно известный и востребованный репетитор по информатике и ИКТ, а количество ученических мест ограниченно. Успевайте записаться на индивидуальную подготовку прямо сейчас, т к завтра уже может не остаться свободных мест!

Общие сведения о видеоинформации

Видеоинформация – достаточно новый вид информации, которая с каждым днем все интенсивнее проникает во все сферы человеческой деятельности. По официальной статистике, каждый пятый человек в России ежедневно воспринимает видеоинформацию либо посредством телевизора, либо посредством персонального компьютера.

Под видеоинформацией можно понимать:

Кинофильм Видеоклип Телепрограмму Рекламный ролик

Любой видеоряд можно разложить на две составляющие: звуковую и графическую.

Наверняка у вас появился первый вопрос: какое отношение графическая информация имеет к видео? Необходимо очень хорошо уяснить следующий факт: для создания на экране эффекта движения применяется дискретная технология, обеспечивающая быструю смену статических картинок.

Научные исследования доказали, что если в течение одной секунды сменить около 15 статических изображений, которые похожи друг на друга, то человеческий глаз воспринимает подобные изменения на них как аналоговые, то есть как непрерывные. На данном эффекте и реализуется любое современное видео.

Поскольку видеоинформация состоит из звуковой и графической компоненты, то и для обработки видеоматериалов требуется очень мощный персональный компьютер. Под обработкой видеоматериалов я понимаю процесс оцифровки, то есть кодирования видеоинформации.

После кодирования видеоинформация будет находиться в двоичном формате, а, как известно, процессор персонального компьютера только и способен взаимодействовать с любой информацией, которая является двоичным кодом. Двоичный код – последовательность бит, состоящая из 0 и 1.

Алгоритм кодирования видеоинформации

Итак, представим, что в нашем распоряжении есть какая-либо видеоинформация. В качестве примера возьмем видеоролик, размещенный на популярнейшем видеохостинге YouTube.

Как было ранее сказано, любую видеоинформацию можно дифференцировать, то есть разложить на две ключевые составляющие: звуковую и графическую. Следовательно, операция кодирования видеоинформации будет заключаться в сочетании операций кодирования звуковой информации и кодирования графической информации.

Как мы ранее узнали, видео – быстрая смена, как правило, похожих друг на друга статических изображений, называемых кадрами. Но в современном мире данный процесс стандартизирован, и все поставщики видеоконтента придерживается данных стандартов.

Я не буду приводить все существующие стандарты, касающиеся частоты смены кадров, а лишь опишу два ключевых эталона в этой области:

  1. В процессе киносъемок используют частоту смены кадров, равную 25 раз в секунду. Подобным стандартом пользуются при производстве телепрограмм, телешоу, телерепортажей.

  2. В процессе создания широкоформатного видеоконтента прибегают к частоте смены кадров, равной 30 раз в секунду.

В первую очередь происходит разложение аналогового видеосигнала на две дорожки: звуковую и графическую. Давайте в качестве эксперимента примем частоту смены кадров 25 раз в секунду. Это означает, что одна секунда видеопотока состоит из 25 быстросменяющих друг друга статических изображения.

Графическая интерпретация кодирования видеоинформации

Ссылки на публикации, описывающие алгоритмы кодирования звуковой и графической информации, были даны выше. То есть, по сути, нет как такового отдельного алгоритма кодирования видеоинформации, а есть симбиоз алгоритмов кодирования отдельно звука и отдельно графики.

После проведения операции цифрования звука и изображений на выходе получается бинарный, двоичный код, который будет понятен процессору персонального компьютера. Именно в формате двоичного кода наша видеоинформация и будет храниться на электронных носителях.

Если мы захотим проиграть видеоконтент на нашем ПК или другом устройстве, то нам придется провести операцию восстановления информации, то есть осуществить преобразование информации, записанной в двоичном коде в формат понятный человеку.

Единственное, на чем бы я хотел акцентировать ваше внимание, это на том, что при просмотре видеоинформации мы одновременно и видим «картинку» и слышим звук.

Чтобы добиться синхронного исполнения звука и смены графических изображений процессор персонального компьютера выполняет эти операции в различных потоках. За счет этого происходит запараллеливание двух сигналов: звукового и графического, которые в совокупности образуют видеопоток.

Как найти информационный объем видеофайла

После проведения операции кодирования видеоинформации получается двоичный поток битов. Следовательно, операционной системе необходимо выделить некое пространство для хранения данного двоичного кода (этот двоичный код является дискретным форматом нашего аналогового видеофайла).

Общая формула расчета объема памяти, необходимой для хранения закодированного видеофайла:

V = [Память, занимаемая звуковым сигналом] ∙ [Память, занимаемая графическими кадрами] = [Память, занимаемая звуковым сигналом] ∙ [Память, занимаемая одним кадром] ∙ [Количество кадров].

Рассмотрим конкретный пример. Дан видеофайл, который длится 52 секунды. Известно также, что частота смены кадров составляет 25 раз в секунду. Каждый кадр представляет собой изображение, имеющее разрешение 1280 на 1024 пиксела. Также известно, что цвет кодируется в 24-х битной RGB-модели. Частота дискретизации звука составляет 44.1 КГц, а разрядность звуковой карты равна 2 байта. Необходимо найти информационный объем данного видеофайла.

Решение:

  1. Определим информационный объем звукового сигнала.
    Vзв = [Время звучания] ∙ [Разрядность звука] ∙ [Частоту дискретизации] = 52 ∙ 16 ∙ 44100 = 36691200 [бит] = 4586400 [байт] = 4478.90 [Кбайт] = 4.37 [Мбайт].

  2. Определим информационный объем одного кадра.
    Vк = [Количество пикселей изображения] ∙ [Глубину цвета] = 1280 ∙ 1024 ∙ 24 = 31457280 [бит] = 3932160 [байт] = 3840 [Кбайт] = 3.75 [Мбайт].

  3. Определим информационный объем заданного видеофайла.
    Vв = [Память, занимаемая звуковым сигналом] ∙ [Память, занимаемая одним кадром] ∙ [Количество кадров] = 4.37 ∙ 3.75 ∙ 25 = 409.69 [Мбайт] = 0.4 [Гбайт].

То есть информационный объем заданного видеофайла составляет около 0.4 Гигабайта. Файлы с видеоконтентом всегда были и будут «тяжелыми», следовательно, необходимо предусматривать пространство для их хранения.

Кстати, сам процесс кодирования видеоинформации занимает значительное время и зависит от характеристик процессора персонального компьютера. Среди всех земных профессий можно выделить профессию видеомонтажера, который наиболее интенсивно из всех занимается обработкой и отвечает за правильность кодирования видеоинформации.

Краткий обзор современных популярных мировых видеохостингов

Разумеется, одним из самых узнаваемых видеохостингов является YouTube. Лично я интенсивно пользуюсь этим сервисом, так как имею собственный YouTube-ский партнерский канал. Удобный пользовательский интерфейс привлекает к использованию этого сервиса сотни миллионов людей по всему миру.

Вторым бы я выделил видеохостинг Vimeo. Очень популярный англоязычный сервис, не имеющий русскоязычной версии. Привлекает миллионы пользователей изощренным дизайном и простотой в использовании.

Третьим можно выделить русскоязычный видеохостинг RuTube. Он, по сути, является русифицированной версией глобального YouTube. Достаточно популярен на территории РФ. Из минусов многие отмечают нестабильное функционирование.

Давайте посмотрим на IVI.ru. Это видеохостинг, на который выкладываются в основном фильмы и телепередачи. Добавить собственные видеоролики вы не сможете, но зато можете пользоваться обширной библиотекой фильмов для просмотра.

И, пожалуй, в завершении я бы хотел обратить внимание на видеохостинг Smotri.com. Одним из преимуществ этого видеосервиса является проведение live-трансляций, хотя YouTube тоже предлагает подобную фишку.

А вообще, в данный момент в мире существуют сотни различных видеохостингов. Одни полностью скопировали функционал других, некоторые предлагают своим посетителям уникальные возможности.

Лично мне больше всех импонирует видеосервис YouTube. Я им пользуюсь уже свыше 10 лет и думаю, что со временем еще больше интегрируюсь в эту систему.

А вы сами думайте, каким видеохостингом вам пользоваться! Выбор широчайший.

Остались вопросы? Не получается закодировать видеоинформацию?

Мой образовательный канал на YouTube является официальным партнером, следовательно, о кодировании информации я знаю не понаслышке, так как практически ежедневно имею с ним какие-либо «взаимоотношения».

Вы должны понимать, что на официальном экзамене ЕГЭ по информатике в любой момент может появиться категория, ориентированная на кодирование видеоинформации. Но не стоит этого опасаться, так как вы всегда можете обратиться ко мне за качественной помощью.

Я репетитор-практик, это означает, что на своих индивидуальных уроках львиную долю времени я посвящаю разбору различных тематических упражнений. Мы с вами прорешаем десятки задач, связанных с кодированием видеоинформации. У вас сформируется крепкая платформа знаний в этой области.

Также я помогу вам разобраться и в других видах кодирования информации: текстовой, графической, звуковой и числовой. Но нужно понимать и помнить, что видеоинформация – смесь графической и звуковой информации.

Берите сотовый телефон, набирайте мой контактный номер и записывайтесь на первый пробный урок уже сегодня.

Начинать готовиться к экзамену нужно прямо сейчас, именно такой подход позволит вам получить максимально высокий балл и стать уверенным специалистом в области компьютерных технологий.

Скачать материал

Кодирование видеоинформацииКазарян Анаит Рафиковна
учитель информатики школы...

Скачать материал

  • Курс добавлен 15.05.2023
  • Сейчас обучается 31 человек из 16 регионов

  • Сейчас обучается 30 человек из 16 регионов

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • Кодирование видеоинформацииКазарян Анаит Рафиковна
учитель информатики школы...

    1 слайд

    Кодирование видеоинформации

    Казарян Анаит Рафиковна
    учитель информатики школы №156
    с углублённым изучением информатики
    Калининского района
    г. Санкт-Петербурга

  • Видеоинформация - это последовательность изображений, появляющихся на экране...

    2 слайд

    Видеоинформация — это последовательность изображений, появляющихся на экране с определенной частотой  (частотой кадров в секунду), достаточной для того, чтобы смена кадров на экране не была заметна.

  • Кодирование видеоинформации представляет собой многократное кодирование растр...

    3 слайд

    Кодирование видеоинформации представляет собой многократное кодирование растрового графического изображения, причём требуется обеспечить синхронность (одновременность) кодирования звука и изменяющихся изображений.
    Для кодирования звука чаще всего используют оцифровку с частотой 48 кГц. Изображение состоит из отдельных растровых рисунков, которые меняются с частотой не менее 25 кадров в секунду, так что глаз человека воспринимает смену кадров как непрерывное движение.

  • Информационный объём видеофайлаI = K  i  F  tI – информационный объём виде...

    4 слайд

    Информационный объём видеофайла
    I = K  i  F  t
    I – информационный объём видеофайла (в бит)
    K – размеры изображения (в пикселях)
    i – глубина цвета (в бит)
    F – частота кадров в секунду (кадров в секунду)
    t – время представления видеоинформации (в секундах)

    Информационный объём видеофайла — это количество битов, байтов (килобайтов, мегабайтов), необходимых для записи видеоинформации.

  • Задача 1Рассчитать объём памяти (в килобайтах), необходимой для представления...

    5 слайд

    Задача 1
    Рассчитать объём памяти (в килобайтах), необходимой для представления одноминутного фильма на экране монитора с пространственным разрешением 800600 пикселей и палитрой из 65536 цветов, если за одну секунду изображение сменяется 16 раз. 
    N = 65536
    F= 16 кадр/с
    K = 800  600
    t = 1 мин=60 с

    I -?
    Ответ: 900 000 Кб.
    N = 2i
    i=16 бит
    I = K  i  F t
    I = 800*600*16*16*60 бит =
    = 7 372 800 000 бит =
    921 600 000‬ байт = 900 000 Кб

  • Задача 2Вычислите, какое количество информации (в гигабайтах) содержит 2-часо...

    6 слайд

    Задача 2
    Вычислите, какое количество информации (в гигабайтах) содержит 2-часовой цветной фильм, если один его кадр содержит 1 Мб информации, а за 1 секунду сменяется 36 кадров. 
    I1 = 1 Мб
    F= 36 кадр/с
    t = 2 часа= 7200 с

    I -?
    Ответ: 253,125 Гб.
    I = I1  F t
    I = 1*36*7200 Мб =
    = 259 200‬ Мб = 253,125 Гб

  • Кодирование видеоинформацииКодирование видеоинформации характеризуется высоки...

    7 слайд

    Кодирование видеоинформации
    Кодирование видеоинформации характеризуется высоким качеством и огромными размерами файлов. Такой способ кодирования используется в формате AVI (Audio Video Interleave).

  • Сжатие видеофайловТак как размеры видеофайлов большие, в большинстве форматов...

    8 слайд

    Сжатие видеофайлов
    Так как размеры видеофайлов большие, в большинстве форматов видеоизображений используется сжатие.
    Основная идея сжатия видеофайлов заключается в том, что за короткое время изображение изменяется очень мало, поэтому можно запомнить базовый кадр, а затем сохранять только изменения.
    Для уменьшения объёма файла применяют сжатие с потерями, при котором теряются некоторые детали, несущественные для восприятия человеком.

  • Форматы видеофайлов Формат файла – это способ представления данных на внешнем...

    9 слайд

    Форматы видеофайлов
    Формат файла – это способ представления данных на внешнем носителе.
    Известные форматы видеофайлов:
    AVI, MP4, MPEG, WMV, MOV, WebM

    В последние годы часто используются форматы видео высокой точности HD (High Definition).

  • Кодирование видео: итоги Кодирование видео сводится к кодированию изменяющихс...

    10 слайд

    Кодирование видео: итоги
    Кодирование видео сводится к кодированию изменяющихся изображений и звука, при условии, что изображение и звук должны проигрываться одновременно.
    Для уменьшения объёма данных при кодировании видео используют сжатие данных.

Краткое описание документа:

В презентации описывается кодирование видеоинформации, сводящееся к кодированию изменяющихся изображений и звука при условии, что изображение и звук должны проигрываться одновременно.

В работе указываются основные форматы видеофайлов, в том числе со сжатием, используемое на практике для уменьшения объёма данных при кодировании видео.

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 263 299 материалов в базе

  • Выберите категорию:

  • Выберите учебник и тему

  • Выберите класс:

  • Тип материала:

    • Все материалы

    • Статьи

    • Научные работы

    • Видеоуроки

    • Презентации

    • Конспекты

    • Тесты

    • Рабочие программы

    • Другие методич. материалы

Найти материалы

Материал подходит для УМК

  • «Информатика», Босова Л.Л., Босова А.Ю.

Другие материалы

  • 13.12.2020
  • 736
  • 6
  • 13.12.2020
  • 158
  • 1
  • 13.12.2020
  • 373
  • 1
  • 13.12.2020
  • 149
  • 0
  • 13.12.2020
  • 209
  • 1
  • 13.12.2020
  • 224
  • 0
  • 13.12.2020
  • 130
  • 1
  • 13.12.2020
  • 209
  • 1

Вам будут интересны эти курсы:

  • Курс повышения квалификации «Организация работы по формированию медиаграмотности и повышению уровня информационных компетенций всех участников образовательного процесса»

  • Курс повышения квалификации «Облачные технологии в образовании»

  • Курс повышения квалификации «Сетевые и дистанционные (электронные) формы обучения в условиях реализации ФГОС по ТОП-50»

  • Курс повышения квалификации «Использование компьютерных технологий в процессе обучения в условиях реализации ФГОС»

  • Курс повышения квалификации «Специфика преподавания информатики в начальных классах с учетом ФГОС НОО»

  • Курс профессиональной переподготовки «Математика и информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации»

  • Курс повышения квалификации «Специфика преподавания дисциплины «Информационные технологии» в условиях реализации ФГОС СПО по ТОП-50»

  • Курс повышения квалификации «Современные языки программирования интегрированной оболочки Microsoft Visual Studio C# NET., C++. NET, VB.NET. с использованием структурного и объектно-ориентированного методов разработки корпоративных систем»

Расчёт иформационного объема аудио-файла

Расчёт
информационного объёма аудио-файла
можно производить по следующей формуле
(4):

Vaudio
=
D * T
* nканалов
*
i / kсжатия
, (4)

где
V

это информационный объём аудио-файла,
измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах; D

частота дискретизации (количество точек
в секунду для описания аудио-записи); T

время аудио-файла; nканалов

число каналов аудио-файла (стерео — 2
канала, система 5.1 — 6 каналов); i

глубина звука, которая измеряется в
битах, kсжатия
– коэффициент сжатия данных, без сжатия
он равен 1.

Расчёт иформационного объема анимации

Расчёт
информационного объёма анимации можно
производить по следующей формуле (5):

Vanim
=
K * T
* v
* i / kсжатия
, (5)

где
Vanim

это информационный объём растрового
графического изображения, измеряющийся
в байтах, килобайтах, мегабайтах; K

количество пикселей (точек) в изображении,
определяющееся разрешающей способностью
носителя информации (экрана монитора,
сканера, принтера); T

время анимации; v


частота смены кадров в секунду; i

глубина цвета, которая измеряется в
битах на один пиксель, kсжатия
– коэффициент сжатия данных, без сжатия
он равен 1.

Расчёт иформационного объема видео-файла

Расчёт
информационного объёма видео-файла
можно производить по следующей формуле
(5):

Vvideo
=
Vanim
+ Vaudio
+ Vsub

, (5)

где
Vvideo

это информационный объём видео-файла,
измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах; Vanim
– это информационный объём анимации
(видео-ряда), измеряющийся в байтах,
килобайтах, мегабайтах; Vaudio
– это информационный объём аудео-файла,
измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах (в видео-ролике могут
содержатся файлы аудио-дорожек для
нескольких языков, тогда умножаем объем
аудио-файла на количество языковых
дорожек); Vsub
– это информационный объём файла
субтитров, измеряющийся в байтах,
килобайтах, мегабайтах (если несколько
файлов субтитров, то надо сложить размеры
каждого файла).

Практическая часть

1.
Рассчитать каков будет минимальный
размер сообщения «Гой ты Русь моя
Родная!»?

2.
Рассчитать размер видео-файла с указанными
параметрами (по вариантам).

Параметры / Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Частота кадров

24

50

24

50

24

50

24

50

24

50

Размер изображения

1920х720

2560х1920

1024х720

1920х720

2560х1920

1920х720

2560х1920

1920х720

1024х720

1024х720

Глубина цвета, бит

32

32

16

32

32

32

32

32

16

32

Коэффициент сжатия изображения

1

2

1

4

1

3

1

1

2

1

Аудио-дорожка

стерео

5.1

стерео

стерео

5.1

стерео

8.1

стерео

моно

стерео

Число языков

2

2

2

1

1

1

4

3

1

2

Глубина звука, бит

16

24

16

16

24

16

16

16

16

16

Частота дискретизации
аудио-потока, Гц

44 100

44 100

44 100

44 100

44 100

44 100

44 100

44 100

44 100

44 100

Время, ч

2

2,2

3

1,5

1,7

1,3

1,6

1,7

2,5

1,9

Коэффициент сжатия
аудио-дорожки

1

1

2

1

2

1

2

1

2

1

Число субтитров, шт.

2

4

2

3

2

2

1

3

1

3

Кодировка текста субтитров

Unicode

Unicode

Unicode

Unicode

Unicode

Unicode

Unicode

Unicode

ASCII

Unicode

Число символов в файле
субтитров, шт.

24000

12000

32000

23000

24000

25000

27000

22000

21000

33300

73000

24000

31000

32000

43000

27000

21000

31000

43000

12000

31000

27000

34000

Коэффициент сжатия текста

1

2

1

13

4

1

2

1

3

1

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

    06.03.20161.42 Mб33ОТИ практическая 5.docx

  • #

Решение задач

Задача
1.

Рассчитать информационный объем
моноаудиофайла, длительность звучания
которого

1 секунда, при среднем
качестве звука (16 бит, 24 кГц = 24000 Гц)?

Решение.
Количество битов, приходящихся на одну
выборку («ступеньку»), нужно умножить
на количество выборок в 1 секунду:

16
бит * 24000 = 384000 бит = 48000 байт = 48000 / 1024 = 47
кБайт

Задача
2.

Рассчитать информационный объем
стереоаудиофайла длительностью 1 секунд
при

20-битном кодировании и частоте
дискретизации 44,1 кГц = 44100 Гц.

Решение.
Количество битов, приходящихся на одну
выборку («ступеньку»), нужно умножить
на количество выборок в 1 секунду,
умножить на 2 (стерео):

20
бит * 44100 * 2 = 882000 бит = 882000 / 8 = 110250 байт =
110250 / 1024 = 107,7 Кб

Задача
3.

Рассчитать информационный объем
стереоаудиофайла длительностью 20 секунд
при

20-битном кодировании и частоте
дискретизации 44.1 кГц = 44100 Гц.

Решение.
Количество битов, приходящихся на одну
выборку («ступеньку»), нужно умножить
на количество выборок в 1 секунду,
умножить на длительность звучания и на
2 (стерео):

20
бит * 44100 * 20 * 2 =35280000 бит=35280000 / 8 = 4410000 байт
= 4410000/1024/1024 = 4,41 Мб

Задача
4.

Подсчитать, сколько места будет занимать
одна минута цифрового звука на жестком
диске или любом другом цифровом носителе,
записанного с частотой 44,1 кГц = 44100 Гц и
разрядностью 16 бит для моно- и стереосигнала.

Решение.

а)
Если записывают моносигнал с частотой
44,1 кГц, разрядностью 16 бит (2 байта), то
каждую минуту аналого-цифровой
преобразователь будет выдавать 44100 * 2
* 60 = 529000 байт = 529000/1024/1024 = 5 Мбайт данных
об амплитуде аналогового сигнала,
который в компьютере записываются на
жесткий диск.

б)
Если записывают стереосигнал с частотой
44,1 кГц, разрядностью 16 бит (2 байта), то
каждую минуту аналого-цифровой
преобразователь будет выдавать 44100 * 2
* 60 * 2 = 529000 байт = 529000 /1024/1024 = 10 Мбайт
данных об амплитуде аналогового сигнала,
который в компьютере записываются на
жесткий диск

Задача
5.

Определить количество уровней звукового
сигнала К
при использовании устаревших

8-битных
звуковых карт.

Решение.
К
= 28
= 256.

II. Кодирование видеоинформации

В
последнее время компьютер все чаще
используется для работы с видеоинформацией.
Простейшей работой является просмотр
кинофильмов и видеоклипов, а также
многочисленные видеоигры. Более
правомерно данным термином называть
создание и редактирование такой
информации с помощью компьютера.

Что
представляет собой фильм с точки зрения
информатики? Прежде всего, это сочетание
звуковой и графической информации.
Кроме того, для создания на экране
эффекта движения используется дискретная

по
своей сути технология быстрой смены
статических картинок.

Чтобы
хранить и обрабатывать видео на
компьютере, необходимо закодировать
его особым образом. Кодирование звукового
сопровождения видеоинформации описано
выше. Изображение в видео состоит из
отдельных кадров, которые меняются с
определенной частотой. Кадр кодируется
как обычное растровое изображение, то
есть разбивается на множество пикселей.
Закодировав отдельные кадры и собрав
их вместе, можно описать все видео.

Видеоданные
характеризуются частотой кадров и
экранным разрешением. Скорость
воспроизведения видеосигнала составляет
30 или 25 кадров в секунду, в зависимости
от телевизионного стандарта. Наиболее
известными из таких стандартов являются:
SECAM,
принятый в России и Франции, PAL,
используемый в Европе, и NTSC,
распространенный в Северной Америке и
Японии. Разрешение для стандарта NTSC
составляет 768 на 484 точек, а для PAL и SECAM
– 768 на 576 точек. Не все пиксели используются
для хранения видеоинформации. Так, при
стандартном разрешении 768 на 576 пикселей,
на экране телевизора отображается всего
704 на 540 пикселей. Поэтому для хранения
видеоинформации в компьютере или
цифровой видеокамере, размер кадра
может отличаться от телевизионного.
Например, в формате
Digital
Video

или, как его еще называют DV,
размер кадра составляет 720 на 576 пикселей.
Такое же разрешение имеет кадр стандарта
DVD Video. Размер кадра формата Video-CD составляет
352 на 288 пикселей.

В
основе кодирования цветного видео лежит
известная модель RGB.
В телевидении же используется другая
модель представления цвета изображения,
а именно модель YUV.
В такой модели цвет кодируется с помощью
яркости Y
и двух цветоразностных компонент U
и V,
определяющих цветность. Цветоразностная
компонента образуется путем вычитания
из яркостной компоненты красного и
зеленого цвета. Обычно используется
один байт для каждой компоненты цвета,
то есть всего для обозначения цвета
используется три байта информации. При
этом яркость и сигналы цветности имеют
равное число независимых значений.
Такая модель имеет обозначение 4:4:4.

Опытным
путем было установлено, что человеческий
глаз менее чувствителен к цветовым
изменениям, чем к яркостным. Без видимой
потери качества изображения можно
уменьшить количество цветовых оттенков
в два раза. Такая модель обозначается
как 4:2:2 и принята в телевидении. Для
бытового видео допускается еще большее
уменьшении размерности цветовых
составляющих, до 4:2:0.

Если
представить каждый кадр изображения
как отдельный рисунок указанного выше
размера, то видеоизображение будет
занимать очень большой объем, например,
одна секунда записи в системе PAL будет
занимать 25 Мбайт, а одна минута – уже
1,5 Гбайт. Поэтому на практике используются
различные алгоритмы
сжатия

для уменьшения скорости и объема потока
видеоинформации.

Если
использовать сжатие без потерь, то самые
эффективные алгоритмы позволяют
уменьшить поток информации не более
чем в два раза. Для более существенного
снижения объемов видеоинформации
используют сжатие с потерями.

Среди
алгоритмов с потерями одним из наиболее
известных является MotionJPEG
или MJPEG.
Приставка Motion говорит, что алгоритм
JPEG используется для сжатия не одного,
а нескольких кадров. При кодировании
видео принято, что качеству VHS соответствует
кодирование MJPEG с потоком около 2 Мбит/с,
S-VHS – 4 Мбит/с.

Свое
развитие алгоритм MJPEG получил в алгоритме
DV, который обеспечивает лучшее качество
при таком же потоке данных. Это объясняется
тем, что алгоритм DV использует более
гибкую схему компрессии, основанную на
адаптивном подборе коэффициента сжатия
для различных кадров видео и различных
частей одного кадра. Для малоинформативных
частей кадра, например, краев изображения,
сжатие увеличивается, а для блоков с
большим количеством мелких деталей
уменьшается.

Еще
одним методом сжатия видеосигнала
является MPEG.
Поскольку видеосигнал транслируется
в реальном времени, то нет возможности
обработать все кадры одновременно. В
алгоритме MPEG запоминается несколько
кадров. Основной принцип состоит в
предположении того, что соседние кадры
мало отличаются друг от друга. Поэтому
можно сохранить один кадр, который
называют исходным, а затем сохраняются
только изменения от исходного кадра,
называемые предсказуемыми кадрами.
Считается, что за 10-15 кадров картинка
изменится настолько, что необходим
новый исходный кадр. В результате при
использовании MPEG можно добиться
уменьшения объема информации более чем
в двести раз, хотя это и приводит к
некоторой потере качества. В настоящее
время используются алгоритм сжатия
MPEG-1, разработанный для хранения видео
на компакт-дисках с качеством VHS, MPEG-2,
используемый в цифровом, спутниковом
телевидении и DVD, а также алгоритм MPEG-4,
разработанный для передачи информации
по компьютерным сетям и широко используемый
в цифровых видеокамерах и для домашнего
хранения видеофильмов.

В
состав современных версий операционной
системы Windows включены несколько программ
для работы с видео. Это программа
Проигрыватель Windows Media Player.
Эта программа предназначена для
воспроизведения разнообразных
мультимедийных файлов. Под мультимедийными
файлами понимаются различные звуковые
или видеофайлы всевозможных форматов,
как использующих сжатие, так и не
использующих. Программа Windows Movie Maker
предназначена для оцифровки, редактирования
и записи видео.

Существует
множество различных форматов представления
видеоданных. Рассмотрим некоторые из
них:

AVI.
В среде Windows, например, уже более 10 лет
(начиная с версии 3.1) применяется формат
Video for Windows, базирующийся на универсальных
файлах с расширением AVI (Audio Video Interleave
чередование аудио и видео). Файл как
таковой представляет собой единый блок,
причем в него, как и в любой другой, могут
быть вложены новые блоки. Заметим, что
идентификатор блока определяет тип
информации, которая хранится в блоке.

Внутри
описанного выше своеобразного контейнера
информации (блока) могут храниться
абсолютно произвольные данные, в том
числе, например, блоки, сжатые разными
методами. Таким образом, все AVI-файлы
только внешне выглядят одинаково, а
внутри могут различаться очень
существенно.

Quick
Time.


Еще более универсальным является
мультимедийный формат Quick
Time
,
первоначально возникший на компьютерах
Apple.
По сравнению с описанным выше, он
позволяет хранить независимые фрагменты
данных, причем даже не имеющие общей
временной синхронизации, как этого
требует AVI.
В результате в одном файле может,
например, храниться песня, текст с ее
словами, нотная запись в MIDI-формате,
способная управлять синтезатором, и
т.п. Мощной особенностью Quick
Time
является
возможность формировать изображение
на новой дорожке путем ссылок на кадры,
имеющиеся на других дорожках. Полученная
таким способом дорожка оказывается
несоизмеримо меньше, чем если бы на нее
были скопированы требуемые кадры.
Благодаря описанной возможности файл
подобного типа легко может содержать
не только полную высококачественную
версию видеофильма, но и специальным
образом «упрощенную» копию для
медленных компьютеров, а также рекламный
ролик, представляющий собой «выжимку»
из полной версии. И все это без особого
увеличения объема по сравнению с полной
копией.

DivX.

В последнее время все большее
распространение получает технология
под названием DivX
(происходит от сокращения слов
Digital Video Express
,
обозначающих название видеосистемы,
которая «прославилась» неудачной
попыткой взимать небольшую оплату за
каждый просмотр видеодиска; к собственно
технологии DivX это никакого отношения
не имело). Благодаря DivX
удалось достигнуть степени сжатия,
позволившей вмесить качественную запись
полнометражного фильма на один
компакт-диск – сжать 4,7
Гб
DVD-фильма до 650
Мб.
И хотя это достижение, к сожалению, чаще
всего используется для пиратского
копирования, сам по себе этот факт не
умаляет достоинств новой технологии.
Как и то, что самая первая версия сжатия
DivX
была сработана французскими хакерами
из MPEG-4
– современные версии DivX
уже не имеют к этому событию никакого
отношения

Кодеки.

Наиболее популярные программы проигрывания
видеофайлов позволяют использовать
замещаемые подсистемы сжатия и
восстановления видеоданных – кодеки
(от англ. compression/decompression – codec). Такой
подход позволяет легко адаптировать
новые технологии, как только те становятся
доступными. Замещаемые кодеки хороши
как для пользователей, так и для
разработчиков программного обеспечения.
Тем не менее, большое разнообразие
кодеков создает определенные трудности
для производителей видеопродукции.
Часто в качестве выхода из создавшегося
положения необходимые кодеки помещают
на компакт-диск с фильмами или даже
поставляют видеоматериалы в нескольких
вариантах, предоставляя тем самым
возможность выбрать подходящий. Все
больше распространяется автоматизация
распознавания, когда плейер, обнаружив
информацию об отсутствующем кодеке,
загружает его из Интеренет.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Не пропустите также:

  • Как найти порт для подключения телевизора
  • Как найти аккаунты клэш оф кланс
  • Как мне исправить биологию
  • Как правильно составить бриф для дизайнера интерьера
  • Как найти температуру сжатого воздуха

  • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии