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Video

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Video ist die Technologie von elektronischem Gefangennehmen, Aufnahme, Verarbeitung, Speicherung, Übertragen und Wiederaufbau einer Folge von noch Images, die Szenen in der Bewegung vertreten.

Geschichte

Videotechnologie wurde zuerst für Fernsehsysteme der Kathode-Strahl-Tube (CRT) entwickelt, aber mehrere neue Technologien für Videoanzeigegeräte sind seitdem erfunden worden. Charles Ginsburg hat eine Forschungsmannschaft von Ampex geführt, die den ersten praktischen Videokassette-Recorder (VTR) entwickelt. 1951 hat der erste Videokassette-Recorder lebende Images von Fernsehkameras durch das Umwandeln der elektrischen Impulse der Kamera und das Sparen der Information auf die magnetische Videokassette gewonnen.

Videokassettenrekorders, die für 50,000 $ 1956 verkauft sind und Videokassette kosten 300 $ pro einstündige Haspel. Jedoch sind Preise fest im Laufe der Jahre gefallen; 1971 hat Sony begonnen, Videokassettenrekorder (Videorecorder) Bänder zum Publikum zu verkaufen. Nach der Erfindung der DVD 1997 und Blu-Strahl-Scheibe 2006 haben Verkäufe der Videokassette und Band-Ausrüstung gestürzt.

Spätere Fortschritte in der Computertechnologie haben Computern erlaubt, Videobüroklammern zu gewinnen, zu versorgen, zu editieren und zu übersenden.

Eigenschaften von Videoströmen

Zahl von Rahmen pro Sekunde

Rahmenrate, die Zahl von noch Bildern pro Einheit der Zeit des Videos, erstreckt sich von sechs oder acht Rahmen pro Sekunde (frame/s) für alte mechanische Kameras zu 120 oder mehr Rahmen pro Sekunde für neue Berufskameras. FREUND (Europa, Asien, Australien, usw.) und SECAM (Frankreich, Russland, Teile Afrikas usw.) geben Standards 25 frame/s an, während NTSC (die USA, Kanada, Japan, usw.) 29.97 frame/s angibt. Film wird an der langsameren Rahmenrate von 24photograms/s gedreht, der ein bisschen den Prozess kompliziert, einen filmischen Film dem Video zu übertragen. Die minimale Rahmenrate, um das Trugbild eines bewegenden Images zu erreichen, ist ungefähr fünfzehn Rahmen pro Sekunde.

Verflochten gegen den progressiven

Video kann verflochten oder progressiv werden. Das Verflechten wurde als eine Weise erfunden, Flackern in frühen mechanischen und CRT Videoanzeigen zu reduzieren, ohne die Zahl von ganzen Rahmen pro Sekunde zu steigern, die Opfern-Bilddetail verlangt hätten, um innerhalb der Beschränkungen einer schmalen Bandbreite zu bleiben. Die horizontalen Ansehen-Linien jedes ganzen Rahmens werden behandelt, als ob numeriert aufeinander folgend und als zwei Felder gewonnen hat: Ein sonderbares Feld (oberes Feld), aus den ungeradzahligen Linien und einem gleichen Feld bestehend (senken Feld), aus den sogar numerierten Linien bestehend.

Analoge Anzeigegeräte bringen jeden Rahmen ebenso wieder hervor, effektiv die Rahmenrate verdoppelnd, so weit wahrnehmbares gesamtes Flackern betroffen wird. Wenn das Bildfestnahme-Gerät die Felder einer nach dem anderen erwirbt, anstatt einen ganzen Rahmen zu zerteilen, nachdem es gewonnen wird, wird die Rahmenquote für die Bewegung ebenso effektiv verdoppelt, glatter, mehr lebensechte Fortpflanzung (obwohl mit dem halbierten Detail) schnell bewegender Teile des Images, wenn angesehen, auf einer verflochtenen CRT-Anzeige hinauslaufend, aber die Anzeige solch eines Signals auf einem progressiven Ansehen-Gerät ist problematisch.

NTSC, FREUND und SECAM werden Formate verflochten. Abgekürzte Videoentschlossenheitsspezifizierungen schließen häufig mich ein, um das Verflechten anzuzeigen. Zum Beispiel wird FREUND-Videoformat häufig als 576i50 angegeben, wo 576 die Gesamtzahl von horizontalen Ansehen-Linien anzeigt, zeige ich an, dass das Verflechten, und 50 50 Felder (Halbrahmen) pro Sekunde anzeigt.

In progressiven Ansehen-Systemen erfrischt jeder Periode-Aktualisierungen alle Ansehen-Linien jedes Rahmens in der Folge. Wenn es eine heimisch progressive Sendung oder registriertes Signal zeigt, ist das Ergebnis optimale Raumentschlossenheit sowohl der stationären als auch bewegenden Teile des Images. Wenn man ein heimisch verflochtenes Signal jedoch zeigen wird, wird gesamte Raumentschlossenheit durch die einfache Linienverdoppelung und Kunsterzeugnisse wie das Flackern erniedrigt, oder "Kamm"-Effekten in bewegenden Teilen des Images werden gesehen, wenn spezielle Signalverarbeitung nicht angewandt wird, um sie zu beseitigen. Ein Verfahren bekannt als deinterlacing kann verwendet werden, um die Anzeige eines verflochtenen Videosignals von einem Analogon, DVD oder Satellitenquelle auf einem progressiven Ansehen-Gerät wie ein FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Fernsehen, Digitalvideokinoprojektor oder Plasmatafel zu optimieren. Deinterlacing kann jedoch Videoqualität nicht erzeugen, die zum wahren progressiven Ansehen-Quellmaterial gleichwertig ist.

Aspekt-Verhältnis

Aspekt-Verhältnis beschreibt die Dimensionen von Videoschirmen und Videobildelementen. Alle populären Videoformate sind geradlinig, und können so durch ein Verhältnis zwischen Breite und Höhe beschrieben werden. Das Schirm-Aspekt-Verhältnis eines traditionellen Fernsehschirms ist 4:3, oder über 1.33:1. Hohe Definitionsfernsehen verwenden ein Aspekt-Verhältnis 16:9, oder über 1.78:1. Das Aspekt-Verhältnis eines vollen 35-Mm-Filmrahmens mit dem Soundtrack (auch bekannt als das Akademie-Verhältnis) sind 1.375:1.

Verhältnisse, wo die Höhe höher ist als die Breite, sind im allgemeinen täglichen Gebrauch ungewöhnlich, aber haben wirklich Anwendung in Computersystemen, wo dem Schirm für ein vertikales Lay-Out besser angepasst werden kann. Das allgemeinste hohe Aspekt-Verhältnis 3:4 wird Bildnis-Weise genannt und wird durch das physische Drehen des Anzeigegeräts 90 Grade von der Ruhestellung geschaffen. Andere hohe Aspekt-Verhältnisse solcher als 9:16 sind technisch möglich, aber selten verwendet. (Weil sich eine ausführlichere Diskussion dieses Themas bitte auf den Seitenorientierungsartikel beziehen Sie.)

Pixel an Computermonitoren sind gewöhnlich quadratisch, aber Pixel, die im Digitalvideo häufig verwendet sind, haben Nichtquadrataspekt-Verhältnisse, wie diejenigen, die im FREUND und den NTSC Varianten des CCIR 601 Digitalvideostandard und der entsprechende anamorphic widescreen Formate verwendet sind. Deshalb wird ein NTSC DV Image, das 720 Pixel durch 480 Pixel ist, mit dem Aspekt-Verhältnis 4:3 gezeigt (der der traditionelle Fernsehstandard ist), wenn die Pixel dünn und mit dem Aspekt-Verhältnis 16:9 gezeigt sind (der der anamorphic widescreen Format ist), wenn die Pixel fett sind.

Färben Sie Raum und Bit pro Pixel

Farbenmustername beschreibt die Videofarbendarstellung. YIQ wurde im NTSC Fernsehen verwendet. Es entspricht nah zum YUV Schema, das in NTSC und FREUND-Fernsehen und dem durch das SECAM Fernsehen verwendeten Schema von YDbDr verwendet ist.

Die Zahl von verschiedenen Farben, die durch ein Pixel vertreten werden können, hängt von der Zahl von Bit pro Pixel (bpp) ab. Eine allgemeine Weise, die Anzahl von Bit pro Pixel im Digitalvideo zu vermindern, ist durch die chroma Probenteilung (z.B,/).

Videoqualität

Videoqualität kann mit der formellen Metrik wie PSNR oder mit der subjektiven Videoqualität mit der erfahrenen Beobachtung gemessen werden.

Die subjektive Videoqualität eines Videoverarbeitungssystems kann wie folgt bewertet werden:

Wählen Sie die Videofolgen (der SRC), um für die Prüfung zu verwenden.
Wählen Sie die Einstellungen des Systems um (der HRC) zu bewerten.
Wählen Sie eine Testmethode dafür, wie man Videofolgen Experten präsentiert und ihre Einschaltquoten zu sammeln.
Laden Sie eine ausreichende Anzahl von Experten, vorzugsweise nicht weniger als 15 ein.
Führen Sie Prüfung aus.
Berechnen Sie die durchschnittlichen Zeichen für jeden auf den Einschaltquoten der Experten gestützten HRC.

Viele subjektive Videoqualitätsmethoden werden in der ITU-T Empfehlung BT.500 beschrieben. Eine der standardisierten Methode ist Double Stimulus Impairment Scale (DSIS). In DSIS sieht jeder Experte ein unbeeinträchtigtes von einer verschlechterten Version desselben Videos gefolgtes Bezugsvideo an. Der Experte gilt dann das verschlechterte Video mit einer Skala im Intervall von "Schwächungen sind" zu "Schwächungen nicht wahrnehmbar sind sehr ärgerlich".

Videokompressionsmethode (digital nur)

Ein großes Angebot an Methoden ist an Kompresse-Videoströme gewöhnt. Videodaten enthalten räumliche und zeitliche Überfülle, unkomprimierte Videoströme äußerst ineffizient machend. Ganz allgemein gesprochen wird Raumüberfülle durch das Registrieren von Unterschieden zwischen Teilen eines Einzelbildes reduziert; diese Aufgabe ist als Intrarahmenkompression bekannt und ist nah mit der Bildkompression verbunden. Ebenfalls kann zeitliche Überfülle durch das Registrieren von Unterschieden zwischen Rahmen reduziert werden; diese Aufgabe ist als Zwischenrahmenkompression, einschließlich der Bewegungsentschädigung und anderen Techniken bekannt. Die allgemeinsten modernen Standards sind MPEG-2, der für DVD, Blu-Strahl und Satellitenfernsehen und MPEG-4 verwendet ist, der für AVCHD, Mobiltelefone (3GP) und Internet verwendet ist.

Bit-Rate (digital nur)

Bit-Rate ist ein Maß der Rate des Informationsinhalts in einem Videostrom. Es wird mit dem Bit pro Sekunde (bit/s oder bps) Einheit oder Megabits pro Sekunde (Mbit/s) gemessen. Eine höhere Bit-Rate erlaubt bessere Videoqualität. Zum Beispiel ist VideoCD, mit wenig Rate von ungefähr 1 Mbit/s, niedrigere Qualität als DVD mit der maximalen Bit-Rate von 10.08 Mbit/s für das Video. HD (Hohe Definition Digitalvideo und Fernsehen) hat eine noch höhere Qualität mit wenig Rate von ungefähr 20 Mbit/s.

Variable hat Rate gebissen (VBR) ist eine Strategie, die Sehvideoqualität zu maximieren und die Bit-Rate zu minimieren. Auf Zeitrafferszenen verwendet eine variable Bit-Rate mehr Bit, als sie auf Szenen der Zeitlupe der ähnlichen Dauer tut, noch erreicht eine konsequente Sehqualität. Für die schritthaltende und nichtgepufferte Videoeinteilung, wenn die verfügbare Bandbreite z.B in der auf Kanälen der festen Bandbreite gelieferten Videokonferenzführung befestigt wird, muss eine unveränderliche Bit-Rate (CBR) verwendet werden.

Stereoskopisch

Stereoskopisches Video kann mit mehreren verschiedenen Methoden geschaffen werden:

zwei Kanäle - ein richtiger Kanal für das rechte Auge und ein linker Kanal für das linke Auge. Beide Kanäle können gleichzeitig durch das Verwenden von Licht polarisierenden Filtern 90 Grade angesehen werden, die von einander auf zwei Videokinoprojektoren außer Achse sind. Diese getrennt polarisierten Kanäle werden angesehen, Brille mit dem Zusammenbringen von Polarisationsfiltern tragend.
ein Kanal mit zwei überzogener Farbe hat Schichten codiert. Diese linke und richtige Schicht-Technik wird gelegentlich für die Netzsendung oder neue "anaglyph" Ausgaben des 3D-Kinos auf der DVD verwendet. Einfache Rote/zyane Plastikbrille stellt die Mittel zur Verfügung, die Images getrennt anzusehen, um eine stereoskopische Ansicht vom Inhalt zu bilden.
Ein Kanal mit dem Wechseln linker/richtiger Rahmen für jedes Auge, mit der FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Verschluss-Brille, die die Rahmengleichzeitigkeit vom VGA-Anzeigedatenkanal liest, um jedes Auge abwechselnd zu bedecken, so sieht das passende Auge den richtigen Rahmen. Diese Methode ist in Computeranwendungen der virtuellen Realität solcher als in einer Höhle Automatische Virtuelle Umgebung am üblichsten, aber reduziert das wirksame Video framerate auf eine Hälfte von normalen (zum Beispiel, von 120 Hz bis 60 Hz).

Blu-Strahl-Scheiben verbessern außerordentlich die Schärfe, und das Detail der Zweifarben-3D-Wirkung in der Farbe hat Stereoprogramme codiert. Sieh Artikel Stereoscopy und 3. Film.

Videoformate

Es gibt verschiedene Schichten der Videoübertragung und Lagerung, jedes mit seinem eigenen Satz von Formaten, um davon zu wählen.

Für die Übertragung gibt es einen physischen Stecker und Signalprotokoll ("Videoverbindungsstandard" unten). Eine gegebene physische Verbindung kann bestimmte "Anzeigestandards" tragen, die angeben, dass eine Einzelheit Rate erfrischt, Entschlossenheit zeigt, und Raum färbt.

Vieles Analogon und Digitalaufnahme-Formate sind im Gebrauch, und Digitalvideobüroklammern können auch auf einem Computerdateisystem als Dateien versorgt werden, die ihre eigenen Formate haben. Zusätzlich zum physischen Format, das durch das Datenspeichergerät oder Übertragungsmedium verwendet ist, muss der Strom von und Nullen, der gesandt wird, in einer besonderen "Digitalvideoverschlüsselung" sein, deren eine Zahl verfügbar sind.

Transportmedium

Video kann übersandt oder in einer Vielfalt von Wegen transportiert werden. Radiosendung als ein analoges oder digitales Signal. Das koaxiale Kabel in einem geschlossenen Stromkreis-System kann gesandt werden, weil Analogon 1-Volt-Spitze verflochten hat, um mit einer maximalen horizontalen Linienentschlossenheit bis zu 480 zu kulminieren. Sendung oder Studio-Kameras verwenden ein einzelnes oder koaxiales Doppelkabelsystem mit einem progressiven Ansehen-Format bekannt als SDI Seriendigitalschnittstelle und HD-SDI für das Hohe Definitionsvideo. Die Entfernungen der Übertragung werden etwas beschränkt abhängig vom Hersteller kann das Format Eigentums-sein. SDI hat einen unwesentlichen Zeitabstand und ist unkomprimiert. Es gibt Initiativen, die SDI Standards in geschlossenen Stromkreis-Kontrolle-Systemen für Höhere Definitionsimages zu verwenden, über längere Entfernungen darauf schmeicheln oder gedrehtes Paar-Kabel. Wegen der Natur der höheren erforderlichen Bandbreite ist die Entfernung, die dem Signal effektiv gesandt werden kann, ein halber zu einem Drittel was die älteren verflochtenen analogen unterstützten Systeme.

Videostecker, Kabel und Signalstandards

Sieh Liste von Videosteckern für die Information über physische Stecker und verwandte Signalstandards.

Videoanzeigestandards

Digitalfernsehen

Neue Formate für Digitalfernsehsendungen verwenden das MPEG-2 Video codec und schließen ein:

ATSC - die USA, Kanada, Korea
Digital Video Broadcasting (DVB) - Europa
ISDB - Japan
ISDB-Tb - Gebrauch das MPEG-4 Video codec. Brasilien, argentinischer
Digital Multimedia Broadcasting (DMB) - Korea

Analoges Fernsehen

Analoge Fernsehsendungsstandards schließen ein:

FCS - die USA, Russland; veralteter
MAC - Europa; veralteter
MUSE - Japan
NTSC - die USA, Kanada, Japan
FREUND - Europa, Asien, Ozeanien
PALME - FREUND-Schwankung. Brasilien, argentinischer
PALplus - FREUND-Erweiterung, Europa
RS-343 (Militär)
SECAM - Frankreich, die ehemalige Sowjetunion, Zentralafrika

Ein analoges Videoformat besteht aus mehr Information als der sichtbare Inhalt des Rahmens. Das Vorangehen und der im Anschluss an das Image sind Linien und Pixel, die Synchronisationsinformation oder eine Verzögerung enthalten. Dieser Umgebungsrand ist als ein Abschalten-Zwischenraum oder das Abschalten des Gebiets bekannt; die horizontale und vertikale Vordervorhalle und Zurückvorhalle sind die Bausteine des Abschalten-Zwischenraums.

Viele Länder planen eine Digitalumschaltung bald.

Computeranzeigen

Sieh Computer Standard für eine Liste von Standards zeigen, die für Computermonitore und Vergleich mit denjenigen verwendet sind, die für das Fernsehen verwendet sind.