Компьютерные средства обеспечения видеотехнологий

Для работы с видеоинформацией необходимо иметь функционально более раз­нообразное оборудование.

Видеоплата— это собственно видеоконтроллер, рассмотренный ранее в разделе «Видеотерминальные устройства», но для поддержки «живого видео» на ней должна быть микросхема графической акселерации, ускоряющая выполнение огромного числа видеоопераций. В принципе, микросхема-акселератор может находиться и на отдельной плате; при использовании в ПК микропроцессоров типа ММХ последний берет некоторые функции ускорения видеоопераций на себя, но акселератор и в этом случае не помешает.

При выборе видеоплаты (видеоконтроллера) для работы с видеоинформацией следует в первую очередь учитывать требуемые разрешающую способность, ко­личество цветов и необходимость акселерации.

Плата видеозахвата(video grabber) выполняет захват кадров видео, их преобра­зование (в том числе и оцифровку) и запись в память компьютера.

Платы видеозахвата бывают двух типов:

□ «грабберы» кадров (frame grabber) предназначены для захвата неподвижных изображений;

□ платы захвата (capture board) могут монтировать целые видеофильмы. Они позволяют получать в компьютере с видеокамеры или видеомагнитофона, а при наличии тюнера — и с антенны, отдельные телевизионные кадры и их связанные последовательности для дальнейшей обработки и вывода на прин­тер или обратно на видеоустройство.

При оцифровке видеосигнала формируются огромные массивы информации. Поэтому возникают серьезные проблемы с динамикой процесса, так как для пересылки одного 256-цветного полноэкранного изображения с разрешающей способностью 1024 х 768 пикселов необходимо передать около 1 Мбайт данных, что может потребовать до 10 и более секунд. Даже при слабом разрешении (640 х 480 пикселов) объем данных все равно велик — чуть меньше 0,5 Мбайт.

В связи с этим размеры кадров платами видеозахвата уменьшаются: напри­мер, при разрешающей способности всего экрана 640 х 480 кадр имеет размер 80 х 60, 160 х 120 (одна шестнадцатая часть экрана, используемая обычно для видео в среде Windows 95), 240 х 180 или 320 х 240 (в пикселах). Существуют высококачественные платы (Creative Lab Video Blaster и т. д.), которые способ­ны воспроизводить видеокадры в полный экран, но и они, как правило, не умеют осуществлять полноэкранный захват.

Ввиду большого объема видеофайлов, они при передаче и записи в память сжима­ются (выполняется компрессия видеоданных); при воспроизведении картинки выполняется обратная процедура — декомпрессия. В настоящее время существует несколько методов сжатия данных, реализуемых как программно, так и аппаратно. Средства сжатия данных обычно называют кодеками(CODEC — COmpressor-DECompressor или COder-DECoder). Широкое распространение получили, на­пример, кодеки: Motion JPEG, INDEO (INtel viDEO), Cinepak и т. д.

Платы видеозахвата второго типа, несмотря на указанные трудности, открыва­ют широкие перспективы по созданию и обработке динамических изображений в реальном масштабе времени — живого видео.

Общепринятых стандартов на аппаратные средства видеотехнологий пока не разработано, поэтому функции управления (видеоконтроллер), ускорения обра­ботки видеосигнала (акселераторы), захвата видеокадров («видеограбберы») и сжатия информации (кодеки) выполняют как отдельные платы, так и интегри­рованные платы, поддерживающие сразу несколько функций.

В этом аспекте интересна технология INDEO(ее предшествующая версия — DVI, Digital Video Interactive), позволяющая эффективно работать с видео на персо­нальном компьютере, имеющем даже МП 80486, с использованием только одной платы — карты расширения Intel Smart Video Recorder на базе микропроцессора Intel 750. Она обеспечивает захват, сжатие и запись видеоизображения в файл на жестком диске за один шаг (в реальном времени и без каких-либо других специ­альных видеоплат). В отличие от других плат, Intel Smart Video Recorder не ис­пользует для видеообработки МП компьютера, а имеет собственный процессор Intel 750, мощность которого достаточна для качественного видео. К тому же, INDEO-технология автоматически адаптирует качество, скорость и разрешение видеоизображения с тем, чтобы полностью использовать возможности компью­тера. В частности, она может менять размер кадра в пределах форматов 160 х 120, 240 х 180 и 320 х 240 (в пикселах) при обеспечении до 16,7 млн различных цве­товых оттенков.

Лекция 9