Curs Multimedia MRK

7/21/2019 Curs Multimedia MRK

1/39

Multimedia

Note de curs

1


2/39

Cuprins

1.Concepte generale, clase de aplicaii multimedia..................................................................... 3

1.1. Conceptul de multimedia ................................................................................................. 3

1.2. Clase de aplicaii multimedia .......................................................................................... 5

1.3. Condiii hardware / software pentru multimedia......................................................... 6

2.Imaginea .................................................................................................................................... 8

2.1. Modele de culoare ............................................................................................................. 9

2.2. Imagineabitmap (matriceal) ........................................................................................ 10

2.3. Imaginea vectorial ........................................................................................................ 14

2.4. Animaia .......................................................................................................................... 16

2.5. Compresia imaginilor..................................................................................................... 17

3.SUNET .................................................................................................................................... 19

3.1. Numerizarea sunetului ...................................................................................................... 20

3.2. Formate AUDIO ............................................................................................................... 23

3.3. Sunetul MIDI .................................................................................................................... 24

3.4. Compresia sunetului ......................................................................................................... 25

4.VIDEO .................................................................................................................................... 27

4.1. Tipuri de semnal i comparaii ntre tehnica analogic i digital................................... 27

4.2. Conversia video analog - video digital ............................................................................. 29

4.3. Accesul direct la secvenele video digital........................................................................ 31

4.4. Compresia video ............................................................................................................... 35

Bibliografie: ................................................................................................................................ 39

2


3/39

1.Concepte generale, clase de aplicaii multimedia

1.1. Conceptul de multimedia

Multimedia reprezint ansamblul mijloacelor de comunicare prin care informaiile potfi percepute vizual i auditiv n diferite forme.

Dezvoltarea multimediei s-a realizat datorit unui proces cunoscut sub denumirea de

Revoluie Digitalcare s-a bazat pe dou mari descoperiri:

Conversia semnalului din anlogn digital; proces care genera un volum mare de date,

deci necesita un spaiu mare de memorie pentru stocarea resurselor multimedia n format

digital;

Dezvoltarea tehniciilor de compresie / decompresie a datelor.

Procesul de compresie / decompresie a datelor nu este specific resurselor multimedia.

Inainte de existena multimediei se comprimau / decomprimau date alfanumerice existente n

diferite tipuri de documente. Odat ns cu apariia multimediei se dezvolt algoritmi de

compresie / decompresie performani, adaptai specificului datelor multimedia.

In general, algoritmii de compresie identific o anumit redundan n volumul de date pe

care o elimin.

Procesul de compresie a datelor multimedia are particulariti ce deriv din natura acestor

date:

oSe poate realiza cu pierdere de informaie (cele mai eficiente tehnici de compresie a

datelor multimedia sunt acelea care realizeaz compresia / decompresia cu pierdere de

informaie, de exemplu: JPEGpentru compresia imaginilor BITMAP, respectiv MPEGpentru

audio - video); Pierderea de informaie se manifest prin faptul c, la decompresie nu se obin

exact aceleai date care au intrat iniial n procesul de compresie. Aceast pierdere este una

controlat i nu deterioreaz calitatea datelor, ea este posibil pentru c fiina uman are limite

n ceea ce privete percepia vizual (adncime de culoare) i auditiv (frecvene ale sunetului).

o Asimetria procesului n sensul c, procesul de compresie dureaz, n timp, semnificativ

mai mult dect cel de decompresie.

Tehnologii care au facilitat apariia i dezvoltarea multimediei:

Tehnologii de dezvoltare a perifericelor care se ataeaz unui sistem de calcul; deoarece

resursele multimedia provin, n marea lor majoritate, din afara sistemului de calcul;

3


4/39

Tehnologii de stocare a informaiilor suportul optic de stocare a informaiilor (CD,

DVD), stick-uri de memorie, HDD extern, uniti de Blue-Ray; Se poate spune c

apariia unitii de CD a determinat o explozie a aplicaiilor multimedia care astfel au

putut fi raspndite publicului larg;

Tehnologii de transfer la distan a datelor, materializate prin reele de calculatoareavnd lrgimi de band din ce n ce mai mari;

Tehnologii de compresie/decompresie a datelor, n sensul c, echipamente de procesarea resurselor multimedia implementeaz compresia / decompresia la nivel hardwareavnd pe plci chip-uri specializate n acest sens. De exemplu, unitatea de DVDrealizeaz decompresia MPEG2 la nivel hardware.

Multimedia se situeazla intersecia mai multor domenii de activitate:

Mass media: ziarul, revista ( considerate ca fiind primele document multimedia),

Telecomuniciile aplicatii pe baza de streamming, prezentari online, televiziune pe

internet, etc.

Informatic (aplicatii multimedia, baze de date multimedia).

Multimedia din punct de vedere informatic este o combinaie de: text, imagine, sunet, grafic,

animaie, videoaccesibil utilizatorului prin intermediul sistemului de calcul.

Alte concepte cu care opereaz multimedia:

o Concepte ce privesc navigarea si parcurgerea de documente multimedia:

HYPERTEXT se folosetept parcurgerea non secventiala a unui document, (urmand

o alta logica decat cea secventiala). In acest caz elementul de legatura este de tip text.

HYPERMEDIA similar hypertext, este un element de legtur diferit de un text

(poate fi o imagine, grafic, secven video),

HYPERVIDEOpresupune parcurgerea necescenial a secvenelor video, elemental

de legatura fiind un cadrul al secventei video, sau un element de tip text inclus in

secventa.

Principala aplicaie care se bazeaz pe hypermedia este World Wide Web (WWW).

o Prin sistem multimedia se nelege o colecie de date i aplicaii multimedia cu anumite

caracteristici:

Componentele sistemului accesibile prin intermediul sistemului de calcul;

Date multimedia sunt n format digital (NU analogic);

4


5/39

Elementele sistemului sunt integrate, se invoc dintr-o unic interfa;

Sistemul multimedia are o interfa cu un grad ridicat de interaciune cu

utilizatorul.

o Baze de date multimedia sisteme care stocheaz i proceseaz tipul media n cadrul bazelor

de date. Sunt SGBD-uri care au tipuri predefinite cum ar fi image la MS SQL server sau

componente care permit procesarea tipuli media ORACLE prin componenta InterMedia,

sau SGBD-uri dedicate pentru multimedia cum ar fi Jasmine.

o Sunt conturate doua directii privind dezvoltarea aplicaiilor multimedia:

o Multimedia authoring dezvolt aplicaii multimedia folosind produse software de creaie

multimedia: FLASH, Director, Multimedia Toolbook etc.

Ele includ o varietate de componenete preprogramate ce permit recunoaterea mai

multor formate de resurse multimedia, playere, viewere de imagini, instrumente pentru

generarea animaiilor, pentru implementarea conceptelor de hypertext, hypermedia etc.,

fr ca dezvoltatorul s cunoasc modulcum ele au fost construite. Accentul cade mai

mult pe scenariul de derulare a aplicaiei, pe sincronizarea elementelor n prezentare.

Multimedia programming folosete medii de programare (.NET, medii bazate pe Java),

funcii de nivel sczut (API - Application Programming Interface), biblioteci

specializate precum i alte elemnete care necesit un efort de programare considerabil.

1.2. Clase de aplicaii multimedia

Un prim criteriu de clasificare l constituie domeniul care utilizeaz aplicaiimultimedia:

o Instruire, educaie, nvare; cele mai utilizate fiind tutorialele, aplicatii de elearning,

Encarta.

o Publicitate, reclam; aplicaiile semnificative pentru acest domeniu sunt cele de

prezentare.

o Medicin, sunt echipamentele periferice: ecograful, computer tomograf, etc.

o Industrial, de exemplu instrumentele de proiectare grafica.

o Entertainment, de exmplu motoarele grafice de simulare a realitatii, realitate

virtuala.

o Sistme informatice geografice GIS. Hrile digitale rezolva o gama variat de

probleme cum ar fi: probleme de transpot, cadastru, mediu, de localizare de

5


6/39

dezvoltare regional, etc. Produsele comerciale sunt Google Earth, Google Map, iar

cele profesionale ArcGIS, Mapinfo.

o Comunicaiiprin aplicatiile de tip videoconferin sunt din ce in ce mai utilizate, de

exemplu: Skype, NetMeeting.

Dupdestinaie iinteractivitate:

o Aplicaii de interes public i personal de exemplu: info chioscurile, jocurile pe

calculator, video on demand.

o Interactive / non interactive. La cele interactive utilizatorul intervine in modul de

derulare a aplicatiei, n timp ce in cazul celor non interactive utlizatorul nu intervine

in derularea aplicatieie (de exemplu prezentarile care curg dupa un scenariu fix)

o Locale (ruleaz pe desktop) / telematice (ruleaz aplicaii client server WEB).

Aplicatiile locale ruleaza pe echipamentul local ceea ce presupune utilizarea

resurselor locale, in contrast cu aplicatiile telematice care folosesc foarte mult

echipamentele server (instalate la distanta) si foarte putin resursele locale.

1.3. Condiii hardware / software pentru multimedia

Condiii HARDWARE.

Ne axm pe prezentare de echipamente periferice:

oDispozitiveperiferice pentru achiziia de imagini fixe :

SCANNERtransforma informatia luminoasa in informatie electric, iar

ulterior aceasta este convertita si salvata sub forma digitala. Utilizand

aplicatii de tip OCR (Object Charcater Recognition) se obtin

documente in format editabil. In prezent se dezvolta tehnologia de tip

ICR (Intelligent Character Recognition) care permite recunoasterea

scrisului de mana.

Tipurile de scannere:

Flatbed foile se aseaza pe o suprafata de sticla. Capul de scanare

se deplaseaza sub sticla de-a lungul paginii.

Handy este folosit prin miscarea manuala a capului de scanare

deasupra paginii de scanat.

6


7/39

Rotative pagina de scanat este fixata pe un cilindru rotativ

transparent. Acesta se roteste cu o viteza mare, iar cu ajutorul unui

fascicul luminos se preia imaginea scanata.

Aparat foto digital foloseste lentile asemanatoare aparatului foto

classic, pentru transformarea informatiei luminoase in informatie

electrica. Pentru a transfera imaginile sistemului de calcul are nevoie

de un driver si o conexiune cu un port USB.

Placa de sunetactioneaza ca un convertor de semnal audio din analog in digital,

pentru input-uri (microfon, etc), respectiv din digital in analog pentru outputuri.

In ultima perioada placa de baz incorporeaza o placa de sunet. Producatorii

consacrati sunt: Creative, Realtek, C-Media.

Achiziii de secvene VIDEO:

Placa de achizitie si numerizare video (placa de captura) actioneaza

similar unei placi de sunet, numai ca semnalul captat este de tip video,

- depinde de capabilitatile placilor. Placile video obisnuite pot avea

functionalitati similare, dar in general doar preiau, nu si transmit

semnalul video. Altele pot prelua semnalul video pe tipuri de semnal.

Altele sunt capabile sa preia mai multe fluxuri simultan (procesari in

direct intre cele 2 fluxuri; de exemplu: transmisiune in direct din mai

multe locuri, cu efecte de tranzitie intre ele, etc)

WEB Cam nu face conversie de semnal, acesta fiind captat direct in

format digital.

Placa TV tunner este instrumentul capabil sa preia semnal din antena

TV, sa il decodeze si sa il furnizeze sub forma de imagine pe monitor.

Unele tunner-e pot avea si o iesire pentru a putea fi conexat cu alte

instrumente de procesare video.

Condiii SOFTWARE, ne axam pe prezentarea componenetelor software:

o Driverele, reprezinta componenentele software necesare pentru controlul

periferilor. In general acestea sunt furnizate de catre producatorii

echipamentelor.

Software multimedia ca extensie a sistemului de operare, pentru ca simpla

instalare a sistemului de operare furnizeaza si o componenta software cu ajutorul

careia se pot manipula resurse media, ca de exemplu:

7


8/39

Windows Media Player pentru Microsoft - formatele standard

(necomprimat WAV si AVI si comprimat WMA WMV),

Quick Time (pentru MAC) - sunt mai performante AIFF si MOV.

oProduse software multimedia specializate pe medii de comunicare, fac parte

din software utilitar si se folosesc pentru:

Achiziie prelucrare imagini: in general au unelte pentru bitmap cat si

pentru vectorial, genereaza animatie, pornind de la cadre cheie, apoi

generand cadrele intermediare in raport cu factorul timp. Exemple:

Adobe Photoshop

Fire WorksCORELL DRAWCORELL IMAGINE

CORELL TRACE

Achiziii prelucrare sunet:

Adobe Audition

Sound Forge

Achiziii prelucrare / editare video

Adobe Premier

Movie Maker

Produse software pentru creaie multimedia dup filozofia de organizare a

proiectului multimedia (metafora n programare) se clasifica in:

Software de creaie multimedia ce elaboreaz proiectul pe principiul

crii(utilizeaz dispunerea elementelor n pagin). Ex: TOOLBOOK

INSTRUCTOR

Software de creaie multimedia ceelaboreaz proiectul de-a lungul axei

timpului; de exemplu: FLASH, DIRECTOR

Soft de creaie multimedia cedezvolt aplicaia pe baza uneidiagrame de flux. Ex: AUTHORWARE

2.Imaginea

In orice prezentare multimedia, elementul imagine este aproape nelipsit, ntruct

impactul vizual este foarte puternic pentru om. Calitatea imaginilor, la vizualizare pe ecran, estecondiionat de rezoluia de afiare i de capacitile grafice ale calculatorului i monitorului.

8


9/39

2.1. Modele de culoare

Exista doua modele de culoare:

1. Modelul aditiv de formare a culorilor. In modelul aditiv se porneste de la culoareaneagra si se adauga culori (rosu, verde si albastru), obtinandu-se astfel intreg spectrul

de culori vizibile. Culoarea alba se obtine combinand in cantitate maxima cele 3 culori

fundamantale: rosu, verde si albastru, iar tonurile de gri combinand in proportii egale

aceleasi 3 culori fundamentale, asa cum apare in figura 2.1. Modelul aditiv se mai

numeste si modelul bazat pe lumina. In acest model lipsa luminii produce culoarea

neagra. Fiecare culoare fundamental (rosu, verde si albastru) se codifica folosind valori

in intervalul 0 la 255, rezultand (28

)3

=16.777.216 de culori posibile.

Figura 2.1. Reprezentarea imaginilor color n spaiul RGB

2. Modelul substractiv (reprezentativ CMYK) se mai numeste si modelul bazat pe

pigmenti. Este exact opusul modelului aditiv in sensul ca lipsa semnalului (pigmentului)

are ca efect reflectarea in totalitate a luminii si genereaza albul. Denumirea CMYK vine

de la initialele cyan, magentaiyellow, iar K reprezinta negru. Modelul substractiv se

folosete la producerea culorilor folosind pigmeni: tiprituri i vitralii.

9


10/39


11/39

Aceast trecere, realizat automat, necesit uneori retuul rezultatului, pentru a fi ct mai

aproape de original. Aceeai descompunere cromatic este folosit i pentru afiarea imaginii

n culori, pe ecran.

Morfismul este un efect de modificare a imaginilor fixe, constnd transformri animate

i repetate, insesizabile ochiului, i realizand combinarea ntre dou imagini, una de nceput ialta final, astfel nct una din ele va apare ca "dizolvat" n cealalt.

Reprezentarea imaginii sub form de matrice are numeroase dezavantaje, datorit

pstrrii tuturor punctelor imaginii. Orice metod de compresie a acestui tip de imagine duce la

o degradare a acesteia proporional cu rata de compresie.

Cu toate acestea, exist numeroase formate de fiiere care pstreazaimaginea sub forma

unei matrici de puncte.

Cele mai rspndite formate de fiierepentru imaginea bitmap sunt:

Formatul PCX (PC PaintBrush File Format) este un format recunoscut pe platforma

Windows. El poate trata imaginea codificat pe 8 bii (256 de culori), de dimensiune maxim

64000 * 64000 pixeli, stocarea ei fcndu-se pe linii i pe planuri. Se parcurg toate planurile

unei linii, apoi se trece la planurile celei de-a doua linii pn cnd sunt parcurse toate.

Algoritmul de compresie utilizat de acest format este RLE (Run Lenght Encoding) pentru

eliminarea informaiei redundante.

Formatul TIFF (Tag Image File Format) este cunoscut pentru stocarea i transferul

imaginilor scanate. Datorit lui s-a rspndit imaginea matriceal. Acest format este

foarte puternic n ceea ce privete codificarea imaginilor i folosete mai muli algoritmi

de compresie: RLE, LZW (Lempel-Ziv-Welch) sau JPEG. Majoritatea produselor

softwarepot gestiona acest tip de format de fiier. Formatul TIFF are i avantajul de a fi

recunoscut pe toate tipurile de platforme, ceea ce face posibil transferul fr dificulti.

Formatul TIFF permite reprezentarea pixelilor (punctelor de culoare) pe 48 de biti, ceea

ce inseamna 16 biti pentru fiecare culoare fundamentala din spectrul de culori RGB.

Astfel se obtine o reprezentare de o mare acuratete la nivel de culoare. In formatul TIFF

se aplica algoritmul LZW construind un dictionar ce contine initial 256 de culori de baza,

urmand ca prin parcurgerea imaginii sa adauge la dictionar noi simboluri care rezulta din

pixeli de culori diferite si combinat cu secvente de pixeli care se repeta in cadrul imaginii.

Dictionarul permite maxim 4096 de intrari (simboluri). Formatul TIFF a devenit

container. Astfel in acest format pot fi stocate imagini comprimate JPEG cat si alte

imagini vectoriale.

11


12/39

Formatul BMP (Microsoft Windows Bitmap) este formatul tradiional care stochez

imaginea bitmap, definit de Microsoft pentru interfaa sa grafic. Imaginea stocat poate fi

comprimat sau nu RLE, poate fi monocrom sau n culori pe 24 sau 32 de bii. Acest format

este recunoscut i n mediul OS/2.

Formatul ICO (Icon Resource File) este un format bitmap, pentru imagini de dimensiune

mic i este folosit de Windows pentru reprezentarea icon-urilor program. Acest tip de fiier

accept definiia unei imagini n diferite rezoluii i culori.

Formatul JPEG (Joint Photographics Experts Group) este un format pentru imaginile

bitmap, comprimate. Avantajul su const n aceea c deine rate de compresie JPEG diferite,

definite chiar de utilizator, n funcie de dimensiunea dorit a fiierului sau n funcie de

calitatea imaginii ce se dorete a fi obinut. Aceste rate de compresie pot fi foarte mari fr

a pierde din calitatea imaginii. Formatul JPEG s-a dorit a fi n acelai timp un standard al

unui tip de compresie i a unui format de fiier.

Formatul GIF (Graphics Interchange Format) este un format folosit pentru stocarea de

imagini bitmap, de maxim 64K x 64K. Acest format a fost dezvoltat de CompuServe pentru

a facilita transferul informaiilor grafice n domeniul telecomunicaiilor. El permite obinerea

unei rate de compresie de 3:1.

Formatul suporta pana la 8 biti per pixel folosind o paleta de 256 culori diferite. Culorile sunt

alese din spectrul RGB pe 24 biti. Sunt salvate culorile cele mai apropiate de culoarea originala.

Pentru imagini mari cu diversitate de nuante se genereaza palete de culori pe cadrane. Acest

format suporta animatie bazata pe frame-uri. Limitarea numarului de culori face ca formatul

GIF sa fie recomandat in situatiile cand avem imagini simple de gen grafice, logo-uri cu zone

intanse de aceasi culoare si nerecomandate in cazul fotografiilor. Imaginile GIF, dupa

prelucrare, sunt comprimate apoi folosind algoritmul LZW fara pierdere de informatie.

PNG (Portable Network Graphics),format bitmap construit ca o mbunatatire a formatului

GIF, n sensul ca permite transparenta si are o rata de compresie mai buna dect a formatului

GIF;

Formatul DIB (Device Independent Bitmap) este un format frecvent ntlnit n

enciclopediile tematice multimedia. Poate exista ca format de sine stttor sau poate fi ascuns

ntr-un fiier de format RIFF (Resource Interchange File Format). Pentru aplicaiile sub

Windows este preferat acest format.

12


13/39

JPEG (Joint Photographic Experts Group)a fost creat la iniiativa ISO a CCITT.

Acest format de fisier conine informatii comprimate utilizand metodede comprimare cu

pierdere de informatie i utilizeaz algoritmi hibrizi, bazai pe transformarea cosinus

discret i pe codajul Huffman. Principiul de compresie folosit de standardul JPEG este

stabilirea de relaii ntre pixelii unei imagini i codificarea lor, iar prin compresie se poateobine o imagine comprimat ntr-un raport de 75:1, fr o degradare vizibil a calitii

acesteia. Structura standardului a fost finalizat n 1989 i poart n clar denumirea de

"compresie numeric a imaginilor fixe de natur fotografic". Realizarea normei JPEG

este condiionat de existena a trei elemente necesare:

un codor, care primete datele numerice ale imaginii surs i genereaz, conform unui

ansamblu de proceduri, datele imaginii comprimate;

un decodor, care transform datele imagine comprimat n datele imaginiireconstruite, folosind un ansamblu de proceduri;

un format de transfer, care prezint datele imagine comprimat, precum i

specificaiile obinute din procesul de codaj.

Reducerea cantitii de date se bazeaz pe eliminarea acelor aspecte din imagine care nu

afecteaz perceperea vizual a acesteia. In acest sens, imaginea RGB este codificat ntr-un

semnal ce ine de chrominan i luminan. Apoi, ea este descompus n blocuri de cte 8x8

pixeli, 64 pixeli, crora li se aplic algoritmul transformatei cosinus discret, DCT. mprireaimaginii n blocuri cu aceast dimensiune este datorat codificrii pe cte 8 bii a fiecrei

componente a semnalului imagine: luminan i chrominan. Datorit funciilor matematice se

trece astfel de la o reprezentare spaial a celor 64 de informaii distincte la o reprezentare

secvenial, cu o component continu.

JPEG poate funciona corespunztor n patru moduri, determinate de procesele de codaj

al imaginii:

- codaj bazat pe transformarea cosinus discret secvenial, n care blocurile de pixeli suntcodificate unul dup altul, de la stnga la dreapta i rnd de blocuri dup rnd de blocuri;

este i cel mai simplu. Acest mod de codificare are ca rezultat construirea definitiv i pe

poriuni, de sus n jos, a imaginii finale.

- codaj bazat pe transformarea cosinus discret progresiv, n care blocurile de informaie,

care sunt supuse codificrii, sunt tratate n mod egal, n aceeai ordine, dar prin mai multe

baleieri ale imaginii. Imaginei rezultat din acest tip de codaj se construiete prin adugarea

de noi detalii de culoare, cu fiecare nou bloc codificat, pn cnd se obine imaginea final.

13


14/39

- codajprogresiv fr pierdere, n care se face o predicie a unei valori pornind de la alte

trei eantioane vecine. Diferena acestei valori estimate fa de valoarea sa efectiv face

obiectul unui codaj de tip Huffman. Acest codaj nu mai are n vedere transformri de tip

DCT, iar aplicarea lui se folosete n special pentru imaginile de calitate fotografic, cum ar

fi de exemplu imaginile Photo-CD.- codaj progresiv ierarhic, n care imaginea este codificat ca ntr-o urzeal, fr a fi

supus transformrilor DCT. Se pornete cu o linie de urzeal de referin, dup care se face

o predicie asupra liniilor de urzeal urmtoare. Diferena constatat ntre urzelile surs i

urzelile reconstruite se codific printr-un algoritm de tip diferenial.

Rata de comprimare obinut n fiecare din aceste moduri depinde de caracteristicile

imaginii tratate. Astfel pentru aceeai imagine se pot obine patru rate de compresie JPEG, dup

modul n care a fost codificat imaginea. De exemplu, pentru o imagine surs reprezentat 16bii / pixel, raportul rat de compresie JPEG - calitatea imaginii obinute se prezint n felul

urmtor:

- la o reducere de 0,08 bii / pixel, adic la o rat de 200:1, se permite obinerea unei

imagini cu forme identificabile,

- la o reducere de 0,25 bii / pixel, adic o rat de compresie de 60:1, se obine o imagine

de calitate medie,

- la o reducere 0,75 bii/ pixel, adic o rat de 20:1, imaginea este de calitate excelent; -

la o reducere 2,25 bii / pixel, adic o rat de 7:1, imaginea este aproape identic, din punct

de vedere vizual, cu imaginea iniial.

Norma JPEG i-a gsit deja aplicarea, folosindu-se pentru stocarea pe suporii optici CD-

I i pentru DVI.

2.3. Imaginea vectorial

Imaginea vectorial este construit din elemente geometrice (linii, curbe, poligoane,

elipse etc.) care definesc obiectele grafice numite i vectori. Astfel de imagini sunt stocate prin

descrierea lor, prin prisma elementelor geometrice ce le compun. Din acest motiv ele ocup mai

puin spaiu de memorie, n comparaie cu imaginile bitmap dar devin semnificative, cnd

imaginea abund de elemente grafice. Editarea imaginilor vectoriale se face la nivelul obiectelor

grafice ce compun imaginea.

Imaginile vectoriale sunt independente de scala de vizualizare, n sensul c, aplicnd zoom pe

imagine, aceasta nu se distorsioneaz deoarece ea se retraseaz la o scal mai mare sau mai

mic.

14


15/39

Aceste tipuri de imagini sunt mai puin utilizate n practic deoarece au ca principal neajuns

faptul c nu pot reda fidel realitatea deoarece nu tot ce exist n lumea nconjurtoare se poate

reprezenta prin elemente geometrice.

O teorie bine cunoscut care are ca scop reprezentarea elementelor din realitate prin

imagini vectoriale este teoria Fractal(fractalii). Prin fractal se nelege o figur geometricfragmentat care poate fi divizat n pri astfel nct fiecare parte s fie o aproximare a

ntregului. Aceast definiie descrie i modul recurent n care fractalii sunt generai. In figura

2.4 este prezentat un fractal din natur i anumefrunza de ferig.

Cele mai cunoscute formate vectoriale sunt:

DXF (Drawing Exchange Format) este formatul vectorial lansat de firma Autodesk

pentru produsul software de instruire asistat de calculatorAutoCAD;

EPS(Encapsulated Post Script) este formatul firmei Adobe pentru imagini vectoriale i

se bazeaz pe un limbaj de descriere numit Post Script;

SHP (Shapefile) este formatul firmei ESRI pentru descrierea datelor spaiale de tip:

punct, polilinie i poligon, utilizat la reprezentarea acestora n sisteme informatice

geografice (GIS).

Figura 2.4Fractal ferig

Indiferent de formatul de reprezentare al imaginii, pe monitorul calculatorului ea este afiat

punct cu punct (pixelcupixel).

15


16/39

2.4. Animaia

Pentru prima dat dinamismul la nivel vizual a fost redat prin intermediul sistemelor de

calcul sub form de animaie.

Animaia, asemenea secventelor video, exploateaza un fenomen biologic cunoscut subdenumirea de "persistena viziunii", prin care un obiect vzut de ochiul uman rmne lipit pe

retin pentru nc un timp scurt dup vizualizarea sa, permitand asetfel unei serii de imagini

care se modific foarte uor, dar foarte rapid, una dupa alta, s par legate ntr-o iluzie vizual

a micrii. Viteza cu care fiecare cadru este nlocuit cu urmtorul este ceea care creaz senzaia

de micare. Pe acestprincipiu se bazeaza o serie de tehnici de realizare a animaiilor, care

constau n modificarea rapid a imaginii vizualizate, modificarea rapid a locului unui obiect

sau a formei i dimensiunilor sale.Stocarea numeric a secventelor animate impune reinerea elementelor independente ce

compun micarea, n conformitate cu un parametru fixat, timpul. In mod obinuit, elementele

variabile se stocheaz mpreun cu parametrii lor temporali, folosind formate independente,

construcia ansamblului pornind de la formatele grafice fixe.

Se poate aprecia c tehnicile de animaie au fost prima surs a aciunii dinamice n

prezentrile multimedia. Incercnd s imite ct mai bine lumea real, calculatorul poate reda

animaia folosind conceptele proceduralei logice folosite n animaia pe celuloid. Aceasta estetehnica de animaie care folosete n redarea micrii, cadrele cheie. Cadre cheie sunt

considerate cadrul cu care se ncepe aciunea, cadrul cu care se ncheie aceasta si cadrele

intermediare care contin modificari semnificative. Folosind procesul de tweening, se genereaza,

din cadrele cheie, seria cadrelor intermediare care comun animatia. In plus, animarea unei

aciuni cere calcularea numrului de cadre intermediare, precum i stabilirea cii pe care o

urmeaz aciunea.

Viteza de deplasare a unui obiect pe ecran este influenat de dimensiunea acestuia, nsensul c un obiect de dimensiune mic las impresia unei micrii mai rapide, datorit

consumului mai mic de resurse (memorie interna, timp de transfer, volum de date transferate).

In schimb, obiectele de dimensiuni mari nu pot fi animate cu viteze mari datorit consumului

mare de timp, astfel nct pentru o vitez apropiat de micarea real se prefer un numr mai

mic de pai intermediari.

O alt tehnic prin care se poate reda micarea cu ajutorul calculatorului, este legat de

procesul de schimbarea culorilor (inking). Furnizarea unui traseu de animaie se bazeazpemetode de calcul a valorilor pixelilor RGB, pe metode de determinare a limitelor obiectelor

16


17/39

dintr-o scen i de combinare a culorilor lor, astfel nct s se produc anumite efecte speciale,

vizuale i de translaie. Aceast tehnic genereaza micarea ca urmare a realizrii acestor efecte

speciale.

Cele mai multe dintre software-urile authoring furnizeaz unelte specifice pentru crearea

animaiei prin diferite tehnici, direct n proiectul n lucru. Aceste tehnici sunt n general orientateasupra cadrelor sau asupra obiectelor din cadre. Folosindu-se de aceste mijloace, se poate crea

animarea unui text sau a unei imagini fixe, mai ales folosite n prezentrile multimedia. n fapt,

elementele multimedia se pun ntr-o anumit secven prin cadrele n micare. Elementele de la

care se pornete n crearea animaiei pot fi de asemenea i fiiere importate, asupra lor putndu-

se apoi aplica efecte speciale sau diferii algoritmi. Ca o concluzie pentru realizarea acestui

element al multimediei, putem enumera cteva dintre caracteristicile sale:

-secvenierea i trasarea cadrelor intermediare, care redau senzaia de micare;

-modificarea formei sau dimensiunilor obiectelor, care redau micarea;

-estomparea efectului de anti-aliasing, tiind c se pornete n general de la un element

format din puncte imagine;

-crearea de efecte speciale, vizuale i de translaie;

-modificarea scrii de afiare a obiectelor n cadre;

-modificarea poziiei obiectelor, deplasarea acestora pe direcii i trasee stabilite.

Imaginea animat este recunoscut n aplicaii sub diferite formate de fiiere. Cele mai

cunoscute formate de fiiere ce conin animaie bitmap sunt GIF, FLI i FLC (Animation Flic).

Un alt format pentru stocarea imaginii animate sau pentru video comprimat, este RLE.

Acest format este utilizat i recunoscut de numeroase editoare grafice, furnizate mai ales

mpreun cu Video for Windows.

2.5. Compresia imaginilor

Termenul de compresie a imaginilor (uneori numit si codare a imaginilor) se refer la o clas

larg de tehnici i metode al cror scop este reprezentarea unei imagini date cu un numr ct

mai mic de bii (mai mic dect numrul de bii al reprezentrii iniiale).

Aceasta este necesar la reprezentarea n format numeric a imaginilor (n scopul

transmiterii sau stocrii) deoarece consum o cantitate mare de informaie.

Aceasta latura se refera la reducerea volumului de date pentru stocare i transfer si se

datoreaz tehnicilor de comprimare i decomprimare. Compresia se aplic tuturor tipurilor de

17


18/39

date: textuale, grafice, vectoriale, imagini bitmap, imagini fixe sau animate i sunet. In

conformitate cu specificul fiecrui tip de dat, se aleg algoritmi potrivii, specifici sau normai.

1. Algoritmul de codareHuffmanconst n a cuta informaia redundant i n a ocodifica

n funcie de frecvena sa de apariie. Astfel, baii sau grupuri de baii care apar mai des secodific pe un numr mai mic de bii, corespondena dintre aceste informaii codificate i codul

propriu-zis inndu-se ntr-un tabel de coresponden, tabel care este necesar receptorului pentru

a decodifica informaia. Aceast tehnic este folosit nu numai pentru codificarea imaginilor,

n special a imaginilor mononcrome, ci i pentru codificarea datelor textuale. Codajul propriu-

zis este precedat de o analiz a datelor i de calculul frecvenelor de apariie.

2. Compresia RLE (Run Length Encoding) este destinat compresiei imaginilor si esteavantajos n cazul datelor care conin secvene lungi i puine valori diferite. Pentru o imagine

n culori codificarea se face prin identificarea unei culori, apoi prin indicarea acesteia i a

numrului de pixeli din aceast culoare. Raportul de compresie obinut prin aceast metod

variaz de la imagine la imagine, nefiind ns foarte mare.

3. LZW (Lempel, Ziv, Welch) este deja foarte cunoscut i este aplicat prin intermediul

utilitarelor ARC, PKZIP sau LHARC, precum i al numeroaselor filtre ce recunosc diferiteformate de fiiere. Algoritmul se bazeaz pe o tabel de coresponden ntre date i adresele lor,

tabel ce se construiete pe msur ce codificarea avanseaz. La reconstituirea datelor,

receptorul procedeaz n mod simetric pentru reconstituirea dicionarului, utiliznd acelai

algoritm. Dei se bazeaz tot pe un tabel ca i codajul Huffman, acest codajnu necesit o analiz

n prealabil a datelor de codificat. Pentru a da un randament sporit, metodele se pot combina

aplicndu-se mai nti un codaj LZW i apoi unul Huffman.

4.Algoritmul RGB 5-5-5

Acest algoritm este folosit pentru compresia imaginilor. Numele provine de la modul in

care se realizeaza compresia. Se reduce numarul de pixeli rezervati pentru fiecare culoare

fundamentala din spectrul RGB de la 8 la 5 biti. Implicatiile la nivel de imagine: reduce numarul

de nuante. Se observa ca ochiul uman nu percepe deranjant aceste modificari in ceea ce priveste

numarul de nuante, deci nu sunt sesizate schimbari majore de calitate.

Cele mai utilizate formate de comprimare sunt:

18


19/39

4.MJPEG (Motion JPEG)

Principiul M-JPEG const n comprimarea individual a imaginilor succesive captate n

timp real, una cte una, linie dup linie, dup algoritmul JPEG i nu integreaz tehnici de

codificare a prediciei i de interpolare interlinii imagine, ca la MPEG. Printre avantajele acestuistandard se pot enumera:

-obinerea imaginilor de calitate foarte bun;

-imaginile de comprimat pot avea rezoluii foarte mari, depind chiar 1000x1000

pixeli;

-datorit codificrii fiecrei imagini n parte, exist posibilitatea de a ajunge la o

imagine i prin acces aleator.

Algoritmul aplicat de M-JPEG ajunge la o rat de compresie de aproximativ 24:1 pentru

o bun calitate a imaginii, el furniznd un raport de compresie cuprins ntre 15:1 i 80:1. Pe de

alt parte, M-JPEG ofer rate sczute de comprimare n comparaie cu alte metode, fiierele de

date rmnnd la o dimensiune destul de mare. Din aceste considerente, el este puin utilizat

pentru CD-ROM sau pentru reeaua video.

3.SUNET

SUNETUL reprezinta vibraii mecanice n medii elastice, avnd frecvenele ntre 16 Hz - 20000

Hz

ZGOMOTELE reprezinta sunete discordante, puternice, neplcute

BEEP forma iniial a generatorului de sunet la PC

Utilizarea sunetului n aplicaii:

Comunicarea ideilor folosind dialoguri informative, nara

iuni

i prin con

inut

vocal,

mbog irea structurii naviga ionale cu efecte de sunet orientate spre interfa

precum butoane controlate prin comenzi audio,

Muzic de fundalpentru prezentri i aplicaii dedicate entertainment,

Ob inerea de venituri din vnzarea de muzic online i distribuirea de secvene

audio n format digital.

Tehnici de difuzare

19


20/39

Webcast,

Soundtrack integrat cu alte tipuri multimedia,

Comerelectronic,Arhive audio la cerere, Suprapunerea vocii peste coninutul multimedia,

Interviuri audio.

Audio analog

Presiune Voltaj

Audio Digital

Voltaj Presiune

3.1. Numerizarea sunetului

Sunetul digital se reprezint printr-un flux numeric (valori numerice) care rezult n

urma procesului de eantionare i cuantificare a semnalului analog (semnal captat printr-un

dispozitiv analog de exemplu microfon). Prin eantionare se nelege procesul de segmentare,

cu o perioadicitate fix, a semnalului audio analog i conversia amplitudinii lui n valori

numerice (figura 3.1). Aceast reprezentare a sunetului digital se numete PCM (PulseCode

Modulation).

20


21/39

Figura 3.1 Eantionarea semnalului audio

Valorile astfel obinute se pot cuantifica pe un numr diferit de bii (8, 16, 32 etc.)

depinznd de capabilitile plcii de sunet. La digitizarea semnalului audio, editoarele de sunet

furnizeaz utilizatorilor posibilitatea de a stabili valorile parametrilor de numerizare dup cum

se observ n figura 3.2.

Din figura 3.2 se poate observa c s-a optat pentru o frecven de eantionare de 11025

Hz (aproximativ 11 kHz), valorile se reprezint pe 2 baii i sunetul se memoreaz pe un singur

canal (mono).

Prin procesul de eantionare i cuantificare se urmrete s se pstreze o minim

informaie cu ajutorul creia s se recompun forma iniial a semnalului audio (analog) pentru

c la redare, sunetul este transformat din nou n format analog.

Figura 3.2 Stabilirea parametrilor pentru digitizare

21


22/39

Calitatea sunetului obinut prin procesul de digitizare depinde de valorile parametrilor. Astfel,

cu ct frecvena de eantionare este mai mare cu att crete calitatea semnalului audio pentru c

aproximeaz mai fidel forma iniial a semnalului ns, dezavantajul const n creterea

numrului de valori ce trebuie stocate. In literatura de specialitate se recomand a se utiliza

anumite frecvene de eantionare n funcie de tipul de semnal audio:- 8 kHz pentru semnal telefonic;

- 11 kHz pentru semnal AM (AmplitudeModulation) Radio;

- 22 kHz pentru semnal FM (FrequencyModulation) Radio; - 44 kHz pentru a

obine sunet de calitate CD audio.

In general, valoarea ratei de eantionare trebuie sfie egal cu dublul celei mai mari

frecvene a semnalului audio care urmeaz a fi numerizat. Astfel, un sunet avnd frecvena de

8000 Hz trebuie s fie eantionat la o frecven de cel puin 16000 Hz adic s se obin

16000 de eantioane pe secund. Raportul dintre frecvena sunetului i frecvena de eantionare

a fost stabilit prin teorema luiNyquist.

Un alt parametru care influeneaz calitatea semnalului audio este numrul de bii pe

care se reprezint valorile preluate din eantionare. Prin intermediul acestor valori se cuantific

amplitudinea sunetului adic diferena dintre sunetul avnd intensitatea cea mai mare i cel cu

intensitatea cea mai mic. Spre exemplu dac se utilizeaz 8 bii pentru cuantificarea valorilor

atunci se pot reprezenta 256 niveluri distincte ale amplitudinii semnalului. In caz c se

reprezint valorile pe 16 bii atunci se poate cuantifica amplitudinea sunetului prin 65536

niveluri distincte. In plan fonic amplitudinea se exprim prin dB

(decibeli) iar corespondena ntrenumrul de bii i numrul de dB este prezentat n tabelul

3.1.

Numr bii Valori distincte Intensitatea sunetului (dB)

8 256 48

16 65536 96

Tabelul 3.1Corespondena numr bii dB

Redarea audio digital

22


23/39

Este realizeata reconstrucia semnalului audio analog prin folosirea unui convertor digital-

toanalog. Semnalul n trepte obinut este trecut printr-un filtru de nivel sczut, pentru

reconstituirea semnalului original.

Figura 3.3. Reconstructia semnalului audio analog.

3.2. Formate AUDIO

Fluxul numeric obinut prin procesul de eantionare i cuantificare trebuie stocat conform unui

format audio. Cele mai cunoscute i utilizate formate audio sunt:

- WAVE formatul standard de fiier audio pentru Microsoft i IBM; conine sunet

n reprezentare PCMnecomprimat;

- AIFF (Audio Interchange File Format) formatul standard pentru audio digital

utilizat pe platforma Apple Macintosh, exist i n variant necomprimat ct i

comprimat;

- AU (AUdio) este formatul standard al firmei Sun Microsystems, introdus iniial

pentru telefonie digital;

- VOC (VOiCe) este formatul pentru sunet digital lansat de firma Creative Voicen

mod deosebit pentru plcile de sunet produse de aceast firm; formatul a fost limitat

i dezvoltat n funcie de capabilitile placilor de sunet produse de aceast firm;

23


24/39

- MPEG (Moving Picture Experts Group) Audio care s-a impus ca format standard

n ceea ce privete sunetul digital comprimat este parte a standardului MPEGde

codificare a semnalului audio-video; cea mai cunoscut variant a lui esteMP3;

- AMR (AMR-NB) folosit iniial pentru nregistrri;

- OGG - un format deschis i liber, ca i calitate este asemntor cu MPEG, dardatorit popularitii MPEG, OGG nu se poate impune ca utilizare;

3.3. Sunetul MIDI

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) este un protocol ce permite calculatorului s

conecteze i s comunice cu instrumente muzicale electrice (exemplu: sintetizator) i cu alte

periferice muzicale.Spre deosebire de sunetul digital propriu-zis, sunetul MIDI se reprezint sub forma unei

descrieri muzicale. Protocolul conine comenzi, secvenializate n timp, ce indic placii de sunet

nota pe care s o reproduc, prin prisma crui instrument, canalul n care va fi difuzat, durata

de emitere a ei i volumul.

Norma MIDI a evoluat n decursul timpului n prezent se lucreaz cu norma

GENERAL MIDI care este capabil de a sintetiza sunete produse de maxim 128 de instrumente

distincte; fiecare canal de emitere a sunetului (pe un canal se sintetizeaz sunetul unuiinstrument) este codificat cu numere de la 0-127.

Deoarece sunetul MIDI nu este un sunet rezultat n urma unui proces de eantionare i

cuantificare, ci apare ca o descriere muzical pe baza unui protocol, fiierele care conin sunet

MIDI sunt semnificativ mai mici dect cele care conin sunet digital propriu-zis. Dezavantajul

secvenelor audio de tip MIDI const n aceea c, nu orice sunet ntlnit n realitate poate fi

sintetizat prin prisma instrumentelor muzicale electrice (de exemplu, sunetele emise de vocea

uman).

Sunetul MIDI este redat de placa de sunet prin nelegerea protocolului de descriere a secvenei

muzicale. Pornind de aici, un alt dezavantaj al acestui tip de sunet se refer la faptul c periferice

diferite sintetizeaz diferit sunetele acelorai instrumente muzicale. De aceea este posibil ca pe

un calculator care are o placa de sunet diferit de a calculatorului pe care s-a nregistrat secvena,

aceeai melodie s se aud n mod diferit.

24


25/39

Se poate face o paralel ntre cele dou componente care formeaz tipul media (imaginea i

sunetul) n sensul c, aa dup cum avem imagineareprezentat punct cu punct avem i sunetul

digital propriu-zis, n timp ce imaginea descris prin elemente geometrice are corespondent n

partea audio, sunetul MIDI.

3.4. Compresia sunetului

Algoritmii impusi ca standard (MPEG audio) comprima sunetul pornind de la

psihoperceptii (codificarea psihoperceptiilor). Sunt eliminate din coloana sonora sunetele pe

care noi nu le percepem. Sunetele pe care le elimina nu le sesizam datorita faptului ca sunt

mascate in doua moduri:

a)mascarea frecventelorb)mascarea temporala

a) mascarea frecventelor

In primul rand, din coloana sonora sunt eliminate sunete care au frecventa mai mare de 1618

KHz (limita pana la care noi auzim: 18000 Hz).

Mai sunt eliminate sunetele de intensitate scazuta, care apar concomitent cu sunete de

intensitate inalta, conditia fiind ca sunetele sa fie in benzi invecinate de frecventa. Cele cuintensitate scazuta sunt mascate de cele cu intensitate inalta.

b) mascarea temporala

Se elimina sunetele de intensitate mica care urmeaza dupa sunete de intensitate puternica (pe o

durata foarte mica).

Sunetele de intensitate joasa nu mai pot fi percepute dupa ce am ascultat sunete de intensitate

puternica. Cele puternice imprima o vibratie mare a timpanului, care are o inertie ce ramaneceva vreme.

Pasii algoritmului de compresie:

1)Trecerea semnalului sonor printr-un banc de filtre.

In paralel, se aleg si valorile de referinta pentru fiecare banda de semnal in parte.

2)Stabilirea numarului de biti disponibilizat, folosind un cuantificator de tip bit per zgomot

mp3: compresia, in plus, elimina zgomotul (sesizeaza valorile de referinta si tot ceea ce iese

25


26/39

in afara valorilor este eliminat, pentru a ajunge la o sinusoida regulata) (aplatizarea

neregularitatilor in cadrul fluxului audio).

3)Preluarea valorilor obtinute si constituirea unui flux unic de biti.

26


27/39

4.VIDEO

4.1. Tipuri de semnal i comparaii ntre tehnica analogic i digital

Odat cu apariia cinematografiei oamenii au fost fascinai de imaginile n micare.

Video-ul reprezint elementul cel mai spectaculos al multimediei, prin care calculatorul se

apropie de lumea real, dar care impune caliti i performane deosebite ale mainii. Spre

exemplu, pentru o secven video care deine cadre de dimensiune 720*486 pixeli i se

deruleaz cu o rat de transfer de 30 cadre pe secund este nevoie s se proceseze 21 MB pe

secund, pentru ca produsul video s se ncadreze n timp real.

O posibil surs de obinere a secvenelor video ntr-o prezentare sau o producie multimediapoate fi imaginea de televiziune. Folosirea acesteia ridic ns anumite probleme. n cazul

televiziunii, imaginile video sunt reprezentate n form analogic reglementat prin standarde

internaionale pentru difuzare i afiare, pe cnd video-ul pe calculator se bazeaz pe tehnologia

digital. Cu toate c cele dou tehnologii pe care se bazeaz video se combin n televiziunea

digital de nalt definiie HDTV - High Definition Television, ele coexist deocamdat n mod

separat.

Aceast legtur dintre calculator i video a nceput mai demult, atunci cnd sistemelede calcul au fost folosite pentru controlul imaginilor video analogice, stocate pe benzi i care

apoi erau afiate pe ecranul televizorului. Apoi diferenele dintre imaginea video pe calculator

i imaginea video analog au nceput treptat s se atenueze printr-o numerizare de calitate. Nu

a fost nevoie dect de o component hardware specializat, o plac overlay de numerizare,

pentru ca imaginile video de televiziune preluate sub form analog s fie transformate n

informaii digitizate, apoi mixate cu informaiile digitale ale calculatorului i vizualizate pe

monitorul acestuia. Datorit sprijinului dat de hardware, imaginile video digitizate pot fi afiatefull-screen, full-motion, full-color i n plus, de o bun calitate; pot fi captate cadre video

analogice, care apoi pot fi salvate ca imagini fixe digitizate, dar exist i posibilitatea ca achiziia

i stocarea video s se fac n ntregime sub form digital. Pentru a realiza o producie

multimedia este necesar deci s nelegem aceste dou tehnologii, n special pentru c procesele

de transformare a unui tip de semnal n cellalt presupun performane deosebite ale

calculatorului de procesare, algoritmi eficieni de comprimare i un spaiu de stocare

considerabil, cerine care sunt nc departe de un nivel satisfctor. Avnd n vedere aceste

27


28/39

considerente, putem spune c produciile multimedia se vor "liberaliza" abia atunci cnd

captarea i nregistrarea video vor deveni n totalitate procese digitale.

Semnalele audio i video de televiziune se regsesc n form analogic, n timp ce pe

calculator aceste informaii sunt percepute n form digital. Pentru a reuni aceste dou lumi

distincte, sistemele multimedia actuale manevreaz informaiile att n form analogic, ct i

n form digital. Astfel pentru a putea fi nelese de ctrecalculator, semnalele video i audio

captate sub form analog trebuie s fie convertite n semnale digitale; de asemenea pentru a

reda o aplicaie, pentru a o pune pe o caset video sau pe un alt suport de stocare analog este

necesar retransformarea semnalului n form analogic.Reprezentarea digital a imaginilor n

micare i a sunetelor asociate lor are numeroase avantaje. Astfel putem meniona nalta

fidelitate a acestora i posibilitile deosebite de prelucrare i editare a lor. Tehnologia digital

a semnalului video se bazeaz pe principiul eliminrii zgomotelor, care devin n acest caz

insesizabile n raport cu semnalul util. ns cea mai mare parte a surselor video furnizeaz nc

semnalul n form analog.

Conversia dintre video analog i video digital prezint un numr de dificulti tehnice,

generate n principal de diferenele dintre cele dou sisteme. Acestea se refer la existena unor

standardele diferite, uneori incompatibile, care au fost dezvoltate de diferitele industrii

implicate.

O alt diferen de semnalat este modul de afiare i de redare a culorilorpe monitorul

televizorului i pe monitoarele calculatoarelor. Dup cum se tie, majoritatea ecranelor

calculatoarelor i cteva sisteme video utilizeaz un semnal video alctuit din trei culori de baz

- rou, verde, albastru (RGB), care sunt controlabile individual, iar banda TV i majoritatea

sistemelor video utilizeaz un semnal compus, n care luminozitatea (strlucirea) i chrominana

(culoarea), mpreun cu informaiile de sincronizare sunt combinate ntr-un singur semnal.

Pentru orice proiect multimedia trebuie s se tie nc de la nceput tipul de monitor pe care se

va derula filmul video. Trecerea unei imagini n micare color de pe un tip de monitor pe altul

poate duce la deformarea culorilor i la apariia acestora cu umbre de rou. Acestea se pot

corecta folosind filtre corespunztoare. Dac aceste filtre, necesare i n tehnologia analogic,

erau iniial foarte scumpe i uneori dificil de realizat fizic, acum ele pot fi implementate cu o

relativ uurin, att hardware, ct i software.

Afiarea semnalului perceput de ctre cele dou sisteme se face diferit i din punctul de

vedere al modului de baleiaj al ecranului. Pentru a reda imaginile de pe benzile video n

tehnologia analogic, ecranul este ntreesut, n sensul c dou seturi de linii alternate formeaz

banda. Liniile cu numr de ordine par sunt trasate n primul pas, iar cele cu numr impar n

28


29/39

pasul al doilea, intercalndu-se. Din acest motiv, acest baleiaj se mai numete i baleiaj

ntreesut 2/1. Acest mod permite ca o imagine video s fie difuzat la o rat redus a cadrelor,

sub 25-30 fps (frame per secund), fr o plpire sesizabil ochiului. Pe ecranele

calculatoarelor ns, liniile video sunt prezentate secvenial, una dup cealalt. Acest tip de

baleiaj este cunoscut sub numele de baleiaj progresiv. n compensaie cu modul de baleiaj, ratacadrelor n tehnologia digital este mai rapid, de exemplu 66.7 fps pentru monitorul

calculatorului Macintosh.

Astfel, modul de baleiaj progresiv presupune ca imaginea s apar de la nceput n

ntregime, dar din ce n ce mai clar, pn la forma ei final, pe cnd modul de baleiaj secvenial

presupune ca imaginea s apar linie dup linie, de claritate maxim, dar abia n final complet.

Legat de modul de baleiaj este i spectrul de frecven al unui semnal video, care se

refer la cantitatea de informaie existent, adic la numrul de cadre i de linii cadru.

O diferen uor de constatat ntre cele dou sisteme este rezoluia ecranului. Astfel

rezoluia video difer pentru sistemul analog n funcie de standardul TV: 625 linii n cazul

standardului NTSC, respectiv 525 linii pentru standardele PAL i SECAM. Pentru ecranul

calculatorului scanarea se face, de obicei, la numai 480 de linii, pentru aceeai dimensiune a

acestuia, n mod progresiv, iar rezoluia lui este limitat n mod obinuit la rezoluia unui

monitor VGA, de 640*480 pixeli, cu o palet de 256 culori.

4.2. Conversia video analog - video digital

Pornind de la diferenele amintite mai nainte, conversia din forma analogic n forma

digital a semnalului video esteasistat de un decodor, care transform semnalul video compus

ntr-un semnal RGB i de un scan convertor, care asigur accelerarea semnalului video

ntreesut, pentru ecranul calculatorului. n plus, dac semnalul video digitizat va fi combinat

cu graficpe calculator, va fi necesar i un generator lock (genlock). Procedeul genlock se

folosete pentru sincronizarea semnalelor video i VGA, imaginea obinut putnd fi

nregistrat fr dificulti pe o band video. Acest sistem face apel la un ceas ce indexeaz

fiecare imagine ce poate fi acordat pe semnalul timpilor externi de la a doua surs video.

Componenta hardware care realizeaz aceast operaie este o plac, ce poart acelai nume,

genlock.

Obinerea video-ului numeric presupune digitizarea semnalului video analog, codificat

fie pe componente, fie ca semnal compus. Aceast transformare presupune n ambele cazuri

procese de eantionare i de cuantificare.

29


30/39

Majoritatea mainilor numerice ce trateaz'.video numeric accept formatul de

codificare 4-22. El se mai numete i video n componente numerice i se bazeaz pe

numerizarea celor trei componente Y, U, V. Semnalele analoge componente se eantioneaz la

frecvene specifice fiecruia i cu o cuantificarepe 8 bii, cu posibilitatea de extindere la 10 bii.

Pentru numerizarea semnalului Y de luminan, se folosete o frecven de eantionaj de 13.5Mhz, pentru semnalele de chrominan U i V frecvena fiind de 6.75 MHz. Conform normei

CCIR-601, debitul total obinut prin numerizare este de la 216 la 270 Mbii pe secund, n

conformitate cu fineea cuantificrii. Astfel o imagine video cu 625 de linii (rezoluie PAL), se

memoreaz astfel nct fiecare cadru conine 576 de linii active, fiecare cuprinznd 1440

eantioane (720 pentru Y, 360 pentru U i 360 pentu V, adic 720 de pixeli/linie pentru

Y i cte 360 de pixeli/linie pentru componentele de culoare). Debitul obinut n urma operaiei

de numerizare este de 166 Mbii/s pentru video brut. Pentru o imagine video cu un baleiaj de525 de linii (norma NTSC) numrul de linii active de eantionat este de 486, cu acelai numr

de eantioane. Se eantioneaz un singur semnal de luminan la fiecare semnal de chrominan,

din cele dou. Raportul 4:2:2 este bazat pe faptul c ochiul uman este mult mai sensibil l a

luminan dect la chrominan, deci semnalul de chrominan se poate codifica cu mai puin

precizie dect luminan. Acest format este considerat ca format principal pe care se bazeaz

toate echipamentele de producie video numeric i algoritmii de compresie asociai. De la acest

format se pornete la determinarea blocurilor de frecven, obinute prin transformarea cosinusdiscret, n operaia de comprimare. De remarcat c la comprimarea MPEG se folosesc numai

352 pixeli pe linie, n loc de 360 ct se obin prin numerizarea video, pe o component de

culoare.

Un alt mod de codificare a semnalului video numeric este 4Fsc, sau video numeric compus.

Acest format este varianta compus a semnalului video analog i const n numerizarea unui

semnal NTSC sau PAL la o frecven egal cu de 4 ori frecvena undei purttoare, cu o

cuantificare pe 8 bii.Obinerea unui rezultat bun pentru video numeric este condiionat n principal de urmtorii

factori:

- fluxul de imagini, care poate fi de la 25, la aproape 30 de cadre-pe secund;

- rezoluia spaial, determinat de modul de baleiaj al liniilor din care se construieteimaginea;

- rezoluia de chrominan, determinat de numrul de culori folosite simultan i de modul de

codificare a lor;- calitatea imaginii.

30


31/39

4.3. Accesul direct la secvenele video digital

Player-ele video pot ajunge la cadrele video printr-un acces aleator, permind

utilizatorului s selecteze ntr-un mod specific o anumit secven video de executat, la un

anumit moment. Accesul direct la diferite cadre ale unui film presupune indexarea invariabiln timp, a imaginilor fixe ce compun micarea. Acest lucru se realizeaz cu ajutorul sistemelor

de reperaj cunoscute sub denumirea de Time Code i de Frame Code.

Sistemul de indexare Time Code Input/Output este o metod comercial, care folosete

pentru codificarea semnalului video, timpul. Metoda a fost stabilit de Society of Motion Picture

and Televisin Engineers (SMPTE) ca un standard de sincronizare universal, utilizat n editarea

video, audio i a filmului. Conform acestei codificri, fiecrui cadru video individual i se

asociaz cte un numr unic, ce permite controlul exact al benzii i indexarea secvenelor. Prinaceste numere, platformele industriale de calitate pot adresa fiecare cadruprin codul "timp" i

apoi pot s-1 acceseze direct n timpul procesului de editare. Numrul unic al fiecrei imagini

se codific ntr-un bloc de 80 de bii, ce reprezint n fapt, momentul captrii sau nregistrrii

acesteia. n acest mod, Time Code indic prin codajul BCD (Binary Coded Decimal) ora,

minutul, secunda i numrul imaginii. Semnalul este completat cu 16 bii de control i depanare.

Cei 96 de bii care formeaz codul se transmit pe durata unei linii video.

Deoarece semnalul Time Code este nregistrat pe o pist audio paralel, codul s-a mainumit iLongitudinal Time Code sauLTC. Pentru a extrage i decodifica semnalul Time Code

se folosesc un generator i un lector de Time Code, care se regsesc sub forma unor plci

integrate sistemului. Acest mod de a ine evidena cadrelor, poate pierde cu uurin

sincronismul imagine - numrul unic Time Code, datorit paralelismului semnalului cu banda

video, la o simpl defazare a semnalului. Din aceast cauz, semnalul Time Code a fost integrat

semnalului video, n partea de sus a benzii i a primit denumirea Vertical Time Code sau VTC.

Att semnalul LTC, ct i semnalul VTC folosesc codificarea BCD, pe 96 de bii.

Un alt sistem de reperaj i indexare a cadrelor video este Frame Code. Din punctul de

vedere al codificrii, el este mult mai simplu i se bazeaz pe numerotarea cresctoare a

imaginilor - cadru care compun micarea, ncepnd cu 1, pn la 300000. Acest sistem de

codificare este furnizat de Sony i este n principiu acelai cu al video-discului interactiv

LaserVision.

31


32/39

Funcii multimedia ale produselor software video (Video Machine)

Animaia i filmele video digitale sunt considerate secvene de scene grafice bitmap,

redate rapid, la o anumit vitez impus. Crearea micrii se poate realiza cu anumite produse

software, cu funcii dedicate, ce propun pentru aceasta unmod de lucru orientat pe cadre sau

unmod de lucru orientat pe obiecte. Cele dou posibilitisoftwarepentru crearea micrii, n

mod obinuit se exclud.

Aplicarea tehnologiei QuickTime Macintosh sau a tehnologiei Microsoft Video for

Windows, cunoscut i ca AVI sau Audio Video Interleaved, permite lucrul cu video sub diferite

unelte i pe platforme variate. Ambele tehnologii propun soluiisoftware, chiar dac uneori sunt

sprijinite i de componente hardware, ce permit o modalitate de combinare i sincronizare a

datelor audio cu datele video, ntr-un anumit proiect. Ambele tehnologii au ca obiectiv

organizarea i ncrcarea acestor date de pe suportul de stocare n memorie, ntr-o manier

organizat ibuffer-izat.

Produsele software video sunt folosite pentru crearea componentelor dinamice, n

micare, ale multimediei, beneficiind de cteva caracteristici necesare acestora.

Aplicaiile obinute cu aceste produse au avantajul de a putea fi redate i executate att

de pe un hard disc, ct i de pe un CD-ROM, chiar dac vitezele de accces la date sunt

diferite.

Scopul acestor produse este de a asigura un ritm rapid de ncrcare i de acces lasecvene.

Posibilitile de captare a surselor, ncorporate produselor software determin lrgirea

sferei lor de aplicare.

Existena unor soluii pentru compresia i decompresia datelor video numerice,

indiferent de algoritmii i de metodele folosite, reprezint un avantaj deosebit al

produselor. Aceast capacitate este cu att mai apreciat, cu ct modulele de compresie

refer posibilitile standardizate, cum ar fi M-JPEG sau MPEG.

Redarea proiectelor video, care sunt mari consumatoare de resurse, pe calculatoare cu

capaciti de memorie limitate este posibil datorit proceselor debuffer-izare a datelor.

Montajul video numeric reprezint varianta cea mai utilizat de editare a datelor video.

Editoarele video specializate deja existente, sunt proiectate n jurul celor dou tehnologii

audiovideo, specifice platformelor Macintosh i PC. Acestea permit mixarea clipurilor video,

nregistrrilor audio cu animaia, cu imaginile fixe sau cu grafice, pentru a crea filme QuickTimesau AVI. De asemenea, datorit acestor tehnologii, programele afieaz timpul de desfurare

32


33/39

a proiectului, contorizeaz i indexeaz cadrele componente, ca i nivelele audio. In acest fel,

accesul i lucrul pe un anumit cadru este facilitat defuncii din interiorul produsului.

Din categoria acestor produse produse face parte isoftware-ul VideoMachine. Filmul

este vzut ca o succesiune de scene numerotate, ceea ce permite o rapid cutare a acestora.

Video Machine dispune de o funcie de cutare, care n baza unor criterii variate de cutarepermite selectarea clipurilor individuale. Editarea filmului se face cu desfurare pe axa

timpului, deci este de tiptimeline.

Interfaa utilizator a produsului este divizat n zone de lucru, n mod obinuit afiate pe

ecran, zonatimeline i zonaProject Manager. ComponentaProject Manager este cea care se

ocup de gestionarea obiectelor (clipuri, grafic, efecte speciale, texte) pe axa timpului, n

procesul de editare.

Ideea folosirii acestui produs este de a prelua materialul filmat de pe casete i de a-1

edita prin metode numerice. Aplicaia rezultat n urma prelucrrii poate fi returnat unui suport

oarecare de stocare. O secven video prelucrat cu acest produs poate fi ncorporat unui

proiect multimedia datorit unor caracteristici de mare compatibilitate:

imaginile pot fi supuse unor reglaje speciale, n ceea ce privete alegerea culorii iluminozitii;

sunetul asociat secvenelor n micare poate fi supus decuprii i filtrrii;

n plus, produsul dispune de funcii specifice bazelor de date, ceea ce simplific to-urile la editare i la arhivare;

Alegerea anumitor cadre se face dup criterii dorite, denumite i condiii de filtrare.

Selecia se mai poate face ns i prin cuvintele cheie existente sau alte funcii specifice.

Cnd se creeaz cadrele, trebuie s se specifice condiiile care vor fi apoi luate n

considerare pentru funciile de filtrare. Ele pot fi legate prin operatori OR i AND, ceea ce

uureaz formularea cererilor compuse. O alt posibilitate de selecie a cadrelor este dup

codul determinat pe axa timpului, timecode. Tot dup aceast ax se realizeaz i editarea

secvenelor video, afindu-se n mod grafic toate etapele i efectele obinute nurma editrii.

O funcie deosebit furnizat de VideoMachine este combinarea graficii cu o secven

video. Grafica este accesibil sub forma unui fiier specific, care se poate importa. Video

Machine accept un domeniu larg de intrri prin filtrele de import, care asigur conversia

formatelor grafice individuale ntr-un format propriu produsului. De asemenea, pentru

elementele grafice, produsul deine un editor grafic inclus. Imaginea realizat este afiat n

miniatur, ntr-o fereastr pe ecran. Editorul grafic poate nregistra imagini de la o anumit

surs specific i le poate converti ntr-un format grafic ce poate fi citit de calculator. n mod

33


34/39

obinuit, dac sunt ndeplinite i condiiile hardware, cu produsul Video Machine se pot

nregistra imagini de la toate perifericele ce pot fi conectate la intrrile video.

Un alt element care se poate combina cu secvenele n micare este sunetul. ntruct i

acesta este un mediu dependent de timp, afiarea lui se face pe axa timpului, pe o pist

separat de cea a secvenelor video. Aceast reprezentare poate asigura nregistrarea

sunetului pentru fiecare imagine n parte i se poate asigura sincronizarea cu acestea. Editarea

audio este de asemenea posibil i n mod obinuit este executat dup editarea imaginii.

Pentru integrarea textului unei secvene video, exist un modul special proiectat. Cazul

cel mai frecvent este inserarea textului pentru titluri i se realizeaz cu un editor de text sau

cu o aplicaie grafic. Prelucrarea titlului estecondiionat de modul n care acesta va apare

pe ecran, precum i de dimensiunea imaginii video cu care se combin. Se poate lucra att

cu titluri statice, ct i cu elemente text animate. n legtur cubackground-ul imaginilor n

micare, culoarea aleas pentru text trebuie s evite obinerea efectelor de transparen sau

acoperire a acestuia.

Editarea grafic direct, pe axa timpului, are numeroase avantaje determinate de

controlul uor al cadrelor i al obiectelor i de posibilitatea folosirii elementelor de interfa

grafic.

Un alt avantaj apreciat pentru multimedia, este posibilitatea acestui produs de a accesa

instantaneu o surs. Astfel se pot capta anumite cadre video, care apoi pot fi utilizate drept

clipuri grafice. Sursa de captare poate fi o camer video sau imaginea de la televizor, dup

care imaginea este convertit i salvat ntr-un fiier de format grafic. Acest fiier poate fi

utilizat n orice alt aplicaie, care l poate importa.

Efectele speciale aplicate asupra imaginii din Video Machine sunt efecte video digitale.

Acestea se datoreaz unui editor special, inclus, denumiteditorul DVE (Digital Video Effect).

El poate genera propriile efecte sau le manipuleaz pe cele deja existente, pentru eventuale

modificri.

Deoarece imaginea este tratat n form digital se pot genera efecte speciale prin manipularea

geometriei i culorii informaiei. Astfel de efecte pot fi: nclinarea (o nou imagine se pune

peste original pe o anumit direcie specificat), zoom-ul (modificarea dimensiunii imaginii),

rotaia

(coninutul imaginii se deplaseaz n jurul unei axe imaginare, care poate trece prin ecran; se

admite numai rotaia dup o ax orizontal), cortina (o imagine este pus ca o cortin vertical

sau orizontal peste o alta care se acoper, total sau parial), nghearea imaginii la intervale de

timp fixate, efectul mozaic (imaginea este mprit n ptrate de diferite dimensiuni, al cror

34


35/39

coninut a fost redus i eventual colorat; acest efect se folosete la emisiunile TV pentru a

ascunde identitatea anumitor persoane), negativul, solarizarea (rsturnarea valorilor tonale prin

supraexpunerea zonelor de lumin, determinnd apariia lor n negru), XY-List (d o anumit

traiectorie specific zooOT-urilor i efectelor, crend impresia de zbor).

4.4. Compresia video

Compresia imaginilor, ca i cea a sunetelor este posibil datorit existenei unei

redundane sau prin specularea unei repetabiliti. Algoritmii de compresie asigur eliminarea

acestei redundane, reinnd numai informaiile absolut necesare pentru reconstituirea imaginii

sau sunetului. Din punct de vedere al decompresiei, se constat o relaie de invers

proporionalitate ntre factorul de compresie obinut i calitatea imaginilor (respectiv asunetului).

Datorit complexitii lor ridicate, compresia i decompresia imaginilor sunt operaii extrem de

costisitoare n ce privete resursele de calcul necesare. Din acest motiv, ntre reducerea fluxului

de date i calitatea imaginilor se fac deseori compromisuri.

Micorarea debitului informaional precum i a volumului de stocare se poate face att

cu pierdere de informaie, ct i fr pierdere de informaie. In general, pentru compresia datelor

ne intereseaz o soluie fr pierdere de informaii, ceea ce garanteaz reproducerea calitiiimaginii originale, n schimb rata de compresie este n acest caz destul de sczut. Pentru audio

i video, o compresie cu pierdere deinformaii (lossy compression) este ns de cele mai multe

ori acceptabil, deoarece ochiul i urechea uman filtrnd o bun parte a informaiei primite,

transmite creierului numai trsturile eseniale. O compresie cu pierdere de informaie

neesenial este deci "transparent" ochiului i urechii, astfel nct diferena dintre informaia

original i informaia prelucrat este uneori insesizabil. Ea sacrific precizia n favoarea

obinerii unui fiier mult mai redus.

ntruct pentru video se nregistreaz o redundan mare, att spaial, adic a detaliilor de

coninut a cadrelor, ct i temporal, adic a diferenelor constatate ntre cadrele succesive,

transparena nu se pierde la o compresie chiar de 20 de ori, dei de multe ori este posibil o

compresie mult mai mare. Redundana spaial este exploatat de tehnicile de compresie intra-

cadre, care trateaz imaginile una dup alta, n mod individual. Acestea se bazeaz fie pe

eliminarea detaliilor nesemnificative, fie pe codificarea culorilor pe mai puini bii sau pe

considerarea culorilor vecine ca fiind identice. n schimb, la compresia bazat pe redundan

35


36/39

temporal, inter-cadre, sunt luate n considerare numai aspectele care in de diferenele

semnalate ntr-o imagine n raport cu precedenta.

Algoritmii de compresie video real-time cunoscui sunt: JPEG, MPEG, P*64, DVI, M-

JPEG; ei se bazeaz pe cele dou tipuri de redundan i sunt disponibili pentru a comprima

informaia video digital, cu rate cuprinse de la 50:1 pn la 200:1.Dintre acetia MPEG s-a impus ca norm oficial de compresie a imaginilor video. El

poart numele grupului de lucru desemnat n 1988 s dezvolte standarde pentru reprezentarea

codificat a imaginii n micare, a sunetului asociat i a combinaiei lor. Acest grup numit

MPEG (Motion Picture

Experts Group) lucreaz sub coordonarea ISO (International Standards Organization) i a IEC

(International Electro-Technical Commission).

MPEGdefinete tehnicile standard pentru compresia i decompresia semnalelor videoi audio i furnizeaz informaii suplimentare pentru sincronizarea semnalelor.

Pentru a face fa nevoilor crescnde de standarde pentru multimedia, grupul MPEG i-

a orientat lucrrile pe mai multe direcii, existnd deja numeroase specificaii ale acestuia:

- MPEG1- "Coding for Moving Pictures and Associated Audio for Digital

Storage Media at up to about 1,5 Mbps". Este un standard internaional (IS-1172 / octombrie

1992) ce privete numerizarea video cu sunet sincron, pentru aplicaii pe CD-ROM, cu debite

de pn la 1,5 Mbits/s.

- MPEG2- "Generic Coding of Moving P(ictures and Associated Audio".Similar MPEG1,

acest standard internaional (IS-13818 / noiembrie 1994) include extensii, ce pot acoperi

cerinele unei game largi de aplicaii video numerizat, de nalt calitate, pentru publicul larg:

bnci de imagini, enciclopedii multimedia, etc. MPEG2 cere pentru video numerizat, de

calitatea emisiunii TV, un debit cuprins ntre 4 i 9 Mbits/s. n plus, MPEG2 s-a dovedit eficient

i pentru TV de nalt definiie i s-a dezvoltat n ideea de a suporta formate de afiaj progresivi intercalat. Ulterior, MPEG2 a evoluat pentru a suporta i transmisii video, la o rat de transfer

de 2-15 Mbits/s prin cablu, prin satelit sau prin alte canale de comunicaie. n forma omologat

la mijlocul anului 1994, standardul MPEG2 este definit ca un standard destinat televiziunii, n

principal prin satelit, pentru imagini de 724*480 pixeli (NTSC) i de 720*576 pixeli (PAL) la

debite de transfer mergnd pn la 40 Mbits/s.

MPEG1 i MPEG2au o structur constituit din 4 pri principale, ce se refer una la ntregul

sistem, prin descrierea sincronizrii i multiplexrii semnalelor video i audio, una la

componenta video, cuprinznd compresia semnalelor video, una la componenta audio, insistnd

36


37/39

pe compresia semnalelor audio i o alta privind testele de conformitate a operaiilor, descriind

procedurile pentru determinarea caracteristicilor fluxurilor de date i a procesului de decodare,

precum i procedurile pentru testarea conformitii cu cerinele specificate n primele trei pri.

- MPEG3- este o specificaie care nu exist de sine stttor, ea fuzionnd cu

MPEG2 pe msura evoluiei acesteia. Avnd ca obiectiv iniial aplicaiile televiziunii de naltdefiniie (TVHD), MPEG3 lucreaz cu o eantionare de pn la 1920*1080*30Hz i cu debite

cuprinse ntre 20 i 40 Mbits/s. Mergndu-se pe un compromis optim ntre frecvena de

eantionare i comprimarea fluxului de bii s-a observat c standardul MPEG3 poate fi susinut

prin cerinele reformulate ale standardului

MPEG2.- MPEG4- este denumit i "Very Low Bit Rate Audio-Visual Coding". Pentru

acest standard

prima list de propuneri a fost deschis la 1 octombrie 1995, el,fiind destinat codificrii video

numeric la debite joase, cuprinse ntre 4800 i 64000 bits/s pentru imagini de 170*144*10 Hz.

Primele versiuni ale standardului au fost anunate pentru sfritul anului 1996, dar definitivarea

lui este prevzut pentru anul 1998. Obiectivele acestui standard vizeaz comunicaiile

multimedia interactive, videofonia, pota electronic multimedia, ziare interactive, bazele de

date. Datorit acestor debite sczute, se permite, spre exemplu, videofonie digital pe linii

telefonice analogice. Ca suport software se mizeaz pe perfectarea unor noi tehnici de

comprimare ultraperformante, pe baz de fractali i funcii iterate.

- MPEG7i MPED21se folosescpentru inserarea de adnotri i alte metadatevideo.

Standardul de compresie video MPEG1 se ncadreaz n clasa general a algoritmilor

hibrizi de tip predicie-transformare, ceea ce nseamn c mai multe tehnici de compresie sunt

angajate combinat, pentru creterea performanei globale a sistemului, i anume:

analiza spectral ce utilizeaz Transformarea Cosinus Discret - DCT, prin care

repetabilitatea este surprins printr-o suprapunere de funcii periodice, de tip sinusoidal.

Prin transformri matematice, de tipul funciilor Fourier, Cosinus Discret, Walsh-

Hadamard, datele iniiale ale unui bloc de 8 * 8 pixeli sunt asociate frecvenelor spaiale. n

acest fel, blocul de 8 * 8 pixeli se transform ntr-un ansamblu de 64 de valori discrete,

coeficieni DCT. Dintre acetia se vor reine numai aceia care sunt semnificativi. Aceti

coeficieni vor fi cuantificai cu valori cuprinse ntre 0 i 255, asigurndu-se eliminarea

informaiei vizuale nepercepute.

37


38/39

codajul de tip Huffman, pentru date; codajul predictiv, pentru micri nainte i napoi, prin

care anumite micri sunt reconstituite n totalitate prin interpolare, plecnd de la imaginile

anterioare i de la cele posterioare;

codajul diferenial, ce presupune reinerea doar a diferenelor fa de o alt imagine.

Stocarea fr comprimare a cadrelor care se succed ntr-o secven video, pe un anumit suport

de informaie, conduce la depirea rapid a spaiul disponibil fr a mai lua n considerare i

ritmul lent de redare. MPEG reuete s rezolve problema limitrii resurselor prin operaia de

comprimare.

Compresia video MPEG este una de tip asimetric, n sensul c operaia de codificare

este mult mai complex i cu timpi de desfurare mai mari dect cea de decodificare. Semnalul

video i audio comprimat prin aceast operaie trebuie s-i pstreze sincronizarea iniial.

Pentru a menine informaia de timp asociat aciunii n micare, codorul folosete un ceas

intern, prin care se asigur integrarea i vehicularea acesteia mpreun cu semnalul digitizat.

Toi algoritmii folosii de acest standard au ca scop fie reducerea informaiilor

redundante sau care se repet, fie aproximarea unora pornind de la cele existente i care sunt

deja stocate.

Mai concret, pentru imaginile video, compresia MPEG acionez prin reducerea

caracteristicilor de luminan i chrominan ale semnalului YUV. Aceste caracteristici sunt

gestionate n bloc, prin convertirea lor n frecvene, care sunt apoi cuantificate. Aceast

transformare produce o reducere a dimensiunii secvenelor video. Astfel se folosete un format

SIF (Standard Image File) pentru comprimare, ce prevede o numerizare pe trei componente

YUV, de forma 4:2:0 i nu 4:2:2, pentru a asigura reducerea debitelor de transfer. Pentru acest

format, att pentru standardul PAL, adic 352 * 288 pixeli la 25 de cadre pe secund, ct i

pentru standardul NTSC, adic 352 * 240 pixeli la 30 de cadre pe secund, se obine o reducere

substanial la 176 * 144 pixeli pentru semnalul PAL i respectiv de 176 * 120 pixeli, pentru

NTSC. Rezoluiile admise pentru reducere pot fi de la cele prevzute de CCIR-601

(704 * 480), pn la cele mai mari, de dimensiune 4095 * 4095.

38


39/39

Bibliografie:

Dardala, M., Smeureanu, I., Reveiu, A. Tehnologii Multimedia, Editura ASE, Bucuresti,

2008

Smeureanu,I., Drula, G., Multimedia, concepte si practica, Editura Cison, 1997

Documents

Curs Multimedia MRK