Tehnici de Compresie Si Editare Video

8/19/2019 Tehnici de Compresie Si Editare Video

1/16

Tehnici de compresie şi editare video

1. Obiectivul lucrării

Scopul acestei lucrări este familiarizarea cu noţiunile legate de codecuri, formatemedia, precum şi cu diverse tehnici şi operaţii de editare video.

2. Introducere teoretică

2.1. Caracteristici generale ale imaginilor video

2.1.1. Rezoluţia de afişare

Aceasta se traduce prin măsura dimensiunii imaginii video reprezentate.Măsurarea se face diferit în funcţie de destinaţia materialului video. Astfel, în cazul

analogic, avem o dimensionare de 720/704/640 × 486 i60 (NTSC) şi 768/720 × 576i50 (PAL sau SECAM), unde 720/704/640, respectiv, 768/720, se referă la rezoluţiaorizontală, pe când 486 şi respectiv 576 se referă la rezoluţia verticală din domeniulvizibil (în realitate, există 525 şi, respectiv, 625 linii de explorare). Notaţiile i60 şi i50 reprezintă timpul de scanare (întreţesută, i) şi numărul de cadre pe secundă ( fps = 60,respectiv, 50). În acest caz particular, se referă la numărul de semicadre/secundă (înrealitate, se percep 29,97 şi, respectiv, 25 de cadre pe secundă).

În cazul digital, dimensiunea imaginii se măsoară în pixeli. Un pixel reprezintăcea mai mică unitate constituentă a unei imagini ce poate fi controlată/manipulată.Dimensiunile imaginilor video digitale sunt extrem de variate, putând exista în

principiu orice combinaţie de dimensiuni de N × M (unde N reprezintă rezoluţia

orizontală, M , cea verticală, iar cele două valori sunt întregi)

2.1.2. Numărul de fotograme pe secundă (fr ame rate )

Experimental, s-a constatat că, pentru a da senzaţia de mişcare şi pentru „a păcăli” ochiul uman, este necesară o succesiune de minimum 15 cadre pe secundă. Înmod uzual, rata de cadru ( frame rate) variază în funcţie de sistemul de înregistrare şiemisie a imaginilor de la câteva cadre pe secundă, la peste 10.000 cadre/secundă.Astfel, sistemele PAL şi SECAM folosesc o rată de 25 cadre/secundă ( frames/second ),sistemul NTSC, o rată de 29,97 cadre/secundă. În cinematografie, se foloseşte îngeneral o rată de cadru de 24 fotograme/secundă.

2.1.3. Explorarea imaginii (scanarea)

Imaginile pot fi înregistrate/reprezentate prin două metode:

Întreţesere Explorarea orizontală a imaginilor se face plecând de la ideea împărţirii imaginii(cadrului) în două câmpuri de linii de explorare: un câmp care conţine liniileimpare (odd fields) şi un câmp care conţine liniile pare (even fields). Mai simpluspus, fiecare cadru este format din două „imagini” distincte care, întreţesute,formează imaginea reală derivată din imaginea măsurată în scenă (poate fi identică

sau modificată ulterior prin diverse metode).


2/16


3/16


4/16

Tehnici de compresie şi editare video 105

2.2.2.2. Codecul Cinepak

Deşi extrem de puţin cunoscut, poate chiar anonim în zilele noastre, Cinepak poate fi considerat pilonul codecurilor moderne. Dezvoltat la începutul anilor ’90,iniţial de Apple Computers şi ulterior de Microsoft, acest codec se identifică prin

codul FOURCC, ‘cvid’. Dezvoltarea a început cu o versiune pe 16 biţi, urmată de una pe 32 de biţi. Codarea se face folosind o metodă de cuantizare vectorială. Fişierelevideo se împart în imagini care urmează a fi codate/decodate pe blocuri de dimensiune4 4 pixeli, folosind la reprezentare un spaţiu cu 256 de culori. Marele dezavantaj alcodecului era dat de modul foarte lent de codare, lucru sporit şi de lipsa de

performanţă (după standardele actuale) a majorităţii sistemelor PC de la acea vreme.Ulterior, ca minus, a fost identificată şi rezoluţia maximă suportată pentru fişierele deieşire, mai exact, 320 240. Actualmente, codecul mai este utilizat pentru rularea dematerial video pe unele terminale telefonice mobile.

2.2.2.3. x264

Nu este neapărat un codec, ci mai degrabă o bibliotecă software destinatăcodării fluxurilor audio-video. A fost special creată pentru codarea şi încapsulareamaterialului video în formatul/standardul H.264/AVC. În momentul de faţă, este celmai puternic codec utilizat de standardul H.264, permiţând facilităţi precum codareaîntreţesută, codarea entropică de tipul CABAC, codarea pe blocuri de dimensiuni 8 8 şi 4 4, codarea predictivă fără pierderi şi altele.

2.2.2.4. DivX

Numele de DivX se referă la o gamă mai largă de produse, însă în această

lucrare va fi tratată doar familia de codecuri. În principiu, este vorba despre douăcodecuri versiuni proprii DivX ale mult mai popularelor codecuri MPEG-4 Part2 şiH.264/MPEG-4 AVC. DivX este un codec asociat foarte mult ripping -ului audio-video (transcodarea ilegală de material audio-video pe suport hard disk).

Există mai multe versiuni DivX, fiecare specializată pentru un format media: DMF (DivX Media Format) este o versiune DivX special creată pentru

formatul media cu acelaşi nume, format proprietate DivX Inc. Codarea seface folosind standardul MPEG-4 Part2.

DivX Plus HD este o altă versiune, de această dată creată pentru formatulMatroska. Faţă de DMF, această versiune foloseşte pentru codarea videostandardul H.264, iar pentru codarea audio, AAC surround.

2.2.3. Codecuri fără pierderi (lossless)

2.2.3.1. Dirac

Acesta este un codec cu caracter open-source (gratuit, modificabil), creat deBBC. Dezvoltarea sa a fost strâns legată de Jocurile Olimpice din 2008, mai precis detransmiterea acestora în format HD ( High Definition). Codecul Dirac suportă rezoluţii

până la valoarea de 1920 1080 pixeli, rate de bit constante sau variabile, dar şicompresie cu pierderi.

Spre deosebire de majoritatea codecurilor, acesta foloseşte transformata

wavelet în locul transformatei DCT, fapt care, potrivit producătorilor, îmbunătăţeştesemnificativ rata de date, precum şi calitatea compresiei.


5/16

Echipamente periferice şi multimedia – lucrări practice 106

Codecul se vrea a fi un ‘jucător’ serios pe această piaţă, de aceea poate fiîncapsulat în majoritatea containerelor format, ca de exemplu AVI, OGG sau MKV.

2.2.3.2. Huffyuv

Denumit şi HuffYUV, acesta este unul dintre cele mai populare codecurivideo, cu menirea de a înlocui codarea necomprimată are utilizează spaţiul de culoareYCbCr. După nume, care conţine particula YUV, s-ar crede că este utilizat acestspaţiu de culoare, dar în realitate se aplică o codare a culorii de tipul YCbCr. Din

punct de vedere al algoritmilor de codare, se folosesc codarea Huffman şi o codaresimilară celei folosite la codarea JPEG fără pierderi.

2.2.3.3. Lagarith

Dezvoltat de către Ben Greenwood, acest codec cu caracter open-source a fostcreat pe de-o parte pentru a acoperi lipsurile din domeniul spaţiului de culoare

întâlnite la Huffyuv şi pe de-altă parte pentru a oferi o codare similară ca rapiditateacesteia din urmă. Spaţiile de culoare suportate de acesta sunt: YV12, YUY2, RGB şiRGBA. Tot ca un avantaj, Lagarith oferă o codare pe keyframe-uri (cadre cheie), ceeace face ca materialele astfel codate să fie foarte uşor de editat.

O perspectivă asupra codecurilor video actuale (la nivelul anului 2010) segăseşte în Tabelul 1.

Tabelul 1

Sinteza codecurilor video actuale

Codec

Creator/

proprietar

Data

primei

emiteripublice

Ultima

versiunestabilă Licenţa

Metoda de

compresiepatentată

Metoda de

compresie

Libtheora(Theora)

Xiph.org2002-09-

251.1.1

(2009)BSD-style niciuna Cu pierderi

Dirac-research(Dirac)

BBC2008-09-

171.0.2

(2009)

MPL 1.1, GNU GPL

2, GNULGPL 2.1

niciunaCu pierderi/f ără pierderi

Schrödinger(Dirac)

DavidSchleef

2008-02-22

1.0.9(2010)

MPL 1.1, GNU GPL

2, GNULGPL 2,

MIT License

niciunaCu pierderi/f ără pierderi

X264 Echipa x264 2003r1376(2009)

GNU GPLMPEG-4

AVC/H.264Cu pierderi/fără pierderi

Xvid Echipa Xvid 20011.2.2

(2009)GNU GPL MPEG-4 ASP Cu pierderi

FFmpeg(libavcodec)

EchipaFFmpeg

20000.5.1

(2010)GNU LGPL

MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4ASP, H.261,H.263, VC-3,WMV7,WMV8, VP5,VP6, MJPEG

etc.

Cu pierderi/fără pierder i

http://en.wikipedia.org/wiki/Mozilla_Public_Licencehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/Mozilla_Public_Licencehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/MIT_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/H.264http://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/H.264http://en.wikipedia.org/wiki/MIT_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/Mozilla_Public_Licencehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/Mozilla_Public_Licence


6/16


7/16


RealVideo RealNetworks 1997RealVideo

10 proprietar

H.263, RealVideo

Cu pierderi

ACT-L3 StreamboxModel:

02-21-03

Model:3.4

(2009) proprietar necunoscută Cu pierderi

HuffyuvBen Rudiak-

Gould2000

2.1.1

(2003)GNU GPL 2 niciuna

Fără

pierderiLagarith

BenGreenwood

2004-10-04

1.3.20(2009)

GNU GPL 2 niciunaFără

pierderi

2.3. Media container

Format, wrapper şi container se referă, în principiu, la acelaşi lucru, şi anume,la o entitate software care conţine în interiorul ei unul sau mai multe codec -uri.Diferenţa dintre cele trei apare la tipurile de codec-uri conţinute, mai exact, formatvideo se referă la o entitate care conţine doar un singur tip de codec (sau familie decodec-uri), iar celelalte două pot conţine mai multe tipuri de codec-uri (familii de

codec-uri). Ca un exemplu, formatul Windows Media Video (.wmv ) are încorporatedoar codec-uri din familia Windows Media Codecs. Formatul sau mai bine ziswrapper -ul, QuickTime, se poate folosi de către mult mai multe codec-uri, precum

DV , MPEG2 şi altele.

2.3.1. AVI

AVI sau Audio Video Interleave este un format container proprietate Microsoft, introdus pe piaţă în urmă cu aproape 20 de ani, ca parte a proiectului Video for Windows. De atunci şi până acum, acesta şi-a căpătat reputaţia de cel mai popularformat media din lume. Un mare rol l-a avut şi pirateria, acesta fiind formatul preferat

de majoritatea celor care piratează fişiere audio-video.Din punct de vedere tehnic şi funcţional, ceea ce a dus la acest titlu este, în principal, capacitatea de stocare internă atât a caracteristicilor audio, cât şi a celorvideo, la o calitate decentă şi cu un consum redus de spaţiu fizic pe hard disk. Evident,acesta permite rularea sincronizată a celor două (audio-video); în plus, majoritateafişierelor AVI permite flux multiplu audio-video.

La nivel de codecuri folosite, formatul media AVI permite stocarea informaţieifolosind o gamă foarte largă de astfel de produse software. Printre cele mai populareşi mai des folosite, se numără DivX , Cinepak , Indeo, DV , MJPEG – pe partea de videoşi MP3, MS ADPCM ( Microsoft Adaptive Differential Pulse Code Modulation) pe

partea de audio. Pe lângă acestea, fişierele de tipul AVI mai pot stoca şi informaţie

necomprimată cu reprezentare RGB sau YUV2 a culorilor pentru partea de imagini şiPCM ( Pulse Code Modulation) necom primat pentru audio. O detaliere a informaţiilor prezentate anterior se găseşte în secţiunea dedicată codecurilor.

Pe lângă versiunea originală Microsoft, mai există şi o versiune careîncorporează extensiile de format create de grupul Matrox OpenDML şi care se

bucură de aprobarea tacită Microsoft. Neoficial, această versiune este numită AVI 2.0.

2.3.2. MPEG-4

MPEG-4 reprezintă o tehnologie de compresie dezvoltată de MPEG şireglementată prin standardul ISO/IEC 14496-2. La nivel de concept şi funcţionare, se

aseamănă cu alte produse din familia MPEG, şi anume, MPEG-1 şi MPEG-2, mai ales

http://en.wikipedia.org/wiki/RealVideohttp://en.wikipedia.org/wiki/RealNetworkshttp://en.wikipedia.org/wiki/H.263http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ACT-L3&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Streambox&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Template:02-21-03&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Template:02-21-03&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/wiki/Huffyuvhttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/Lagarithhttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/ISOhttp://en.wikipedia.org/wiki/ISOhttp://en.wikipedia.org/wiki/International_Electrotechnical_Commissionhttp://en.wikipedia.org/wiki/International_Electrotechnical_Commissionhttp://en.wikipedia.org/wiki/ISOhttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/Lagarithhttp://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_Licensehttp://en.wikipedia.org/wiki/Huffyuvhttp://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Template:02-21-03&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Template:02-21-03&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Streambox&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ACT-L3&action=edit&redlink=1http://en.wikipedia.org/wiki/H.263http://en.wikipedia.org/wiki/RealNetworkshttp://en.wikipedia.org/wiki/RealVideo


8/16


din punct de vedere al standardului de compresie utilizat, fiind vorba despretransformata cosinus discretă.

Faţă de versiunile anterioare apar îmbunătăţiri la mai multe capitole; esteîmbunătăţită eficienţa codării, oferă suport pentru codarea mixtă, include unmecanism mai eficient de corecţie a erorilor şi altele. Ca şi la celelalte produse

similare (MPEG-1 şi MPEG-2), structurarea se face pe mai multe părţi/niveluriîmbunătăţite de la o versiune la alta.În figura 2 sunt prezentate aplicaţiile uzuale ale codecurilor din familia MPEG.

Fig. 2. Aplicaţii uzuale ale codecurilor din familia MPEG.

2.3.3. Matroska

Matroska este un format media open-source care, în teorie, poate conţine unnumăr nelimitat de fişiere audio, video, imagini şi text. Proiectul este unul foartefuturist, dorindu-se a fi formatul media al viitorului. În sprijinul acestei afirmaţii staumai multe caracteristici care nu sunt întâlnite la prea multe formate media actuale.Printre acestea se regăsesc următoarele:

posibilităţi de căutare rapidă prin fişier fără blocaje în flux; intrări pentru capitole; suport total pentru metadata (marcaje); posibilitatea de alegere a fluxului audio, video sau text; construcţie modulară gândită pentru expansiunea produsului; algoritmi de corecţie a erorilor din fluxul de date (audio, video sau text);

suport pentru transmisiile pe Internet; suport pentru mediul de stocare (funcţie similară celei implementate pe DVD).

2.4. Editoare video

Odată cu invenţia aparatelor de captare video, au apărut şi primele tehnici deeditare video. Dacă iniţial editarea se făcea la nivel fizic, lucrându-se direct cu rolelede film, astăzi, datorită tehnicilor moderne de captare a imaginilor şi de conversie dinanalogic în digital, majoritatea editării video se face computerizat, utilizând diverseunelte software.

Tehnica folosită azi în editarea video a filmelor de orice fel şi în postproducţia

TV este cea de editare neliniară, NLE ( Non-Linear Editing ), tehnică digitală care presupune accesarea oricărui cadru dintr-un material video digital cu aceeaşi uşurinţă.


9/16


Tehnic vorbind, este similară conceptului de „taie şi lipeşte” (cut & paste), folosit îneditarea video clasică. Avantajul major este acela că nu este un proces distructiv,neexistând role de film care pot fi stricate (tăiate) în timpul montajului.

Tot în categoria avantajelor se înscriu flexibilitatea, portabilitatea (procesarea putându-se face pe orice PC sau notebook pe care a fost instalat în prealabil un

software de editare video), accesul uşor la proiecte, posibilitatea de a procesa materialvideo de joasă sau înaltă rezoluţie, dar şi uşurinţa cu care se poate naviga între proiecte.

Deşi nu este la fel de populară ca editarea foto, pentru care există o foartemare varietate de unelte software, de la cele consacrate, precum Adobe Photoshop,Corel Draw, la unele mai puţin populare, ca Adobe Fireworks, sau chiar rudimentare,ca Microsoft Paint , editarea video începe să capete din ce în ce mai multă popularitatela nivel mondial, mai ales datorită dezvoltării tehnologice care a atras după sine

preţuri tot mai mici pentru camerele video low-end şi de uz familial. Odată cu cerereade camere video, a crescut şi cererea de produse software pentru editarea acestuimaterial video. Primul pas în acest domeniul l-au făcut cei de la Editing MachinesCorp, în anul 1989, cu platforma EMC2, urmaţi la foarte scurt timp de cei de la Avid ,cu produsul Avid/1, care lucra pe o platformă de Macintosh II. Au urmat cei de la

Adobe, care, în anul 1991, au lansat Adobe Premiere 1.0, produs care lucra tot pe o platformă Macintosh. Ultimul produs notabil lansat a fost Final Cut , în anul 1999, decătre cei de la Apple. Cinelerra, Edius, CyberLink PoweDirector, FORscene,

Media100, AfterEffects, Sony Vegas şi altele sunt de asemenea produse software deeditare video, însă nu la fel de populare ca cele trei prezentate mai sus ( Avid,

FinalCut, Premiere), care formează aşa numitul A-Team (Adobe-Apple-Avid ). Maieste de remarcat Virtual Dub, un software foarte puternic şi gratuit. Un as pect comunal tuturor editoarelor video profesionale este lista deciziilor de editare, EDL ( Edit

Decision List ), care memorează „deciziile” luate de un editor asupra materialului procesat, acest EDL putând fi interschimbat şi cu alte software-uri de editare video.

Pe lângă aceste unelte de editare video, mai există o altă categorie de produsesoftware destinate compresiei fişierelor video. Aceste unelte permit schimbareaformatului unui fişier video (conversia) prin recomprimarea acestuia după algoritmulcodecului dorit.

3. Descrierea aplicaţiei

3.1. Iniţializare

Iniţializarea (pornirea aplicaţiei) se face accesând fişierul EditorVideo.m. Înmomentul în care acest fişier a fost încărcat, se va tasta F5. Pe ecran va apăreafereastra de lucru (interfaţa grafică), reprezentată în figura 3.

3.2. Descriere/Utilizare

După cum uşor se poate observa, aplicaţia este împărţită în mai multe zone delucru: zona de iniţializare, zona de afişare, zona de navigare rapidă, zona de tăiere,zona de achiziţie cameră web, zona de comprimare, zona alb-negru, zona deinstantaneu, zona join video şi zona de navigare cadre.

Se observă, de asemenea, că interfaţa are un meniu principal cu trei categorii: File, Transformări şi Ajutor. Toate aceste zone şi meniul principal vor fi detaliate din punct de vedere funcţional în cele ce urmează.


10/16


Fig. 3. Interfaţa grafică a aplicaţiei.

3.3. Caracterizare zone 3.3.1. Zona de afişare

Reprezintă partea constituentă a aplicaţiei în cadrul căreia se face afişareacadrelor curente din materialul video de prelucrat. Din punct de vedere constructiv,aceasta prezintă o zonă utilă de afişare de dimensiune 700 422 pixeli (orizontal vertical). Iniţializarea zonei se face odată cu încărcarea unui material video. Primulcadru din acel material va fi afişat. Implicit (fără deschiderea unui fişier) va fi afişatun mesaj referitor la aplicaţie.

3.3.2. Zona de iniţializare

Este caracterizată de două regiuni, aşa cum se poateobserva şi în imaginea alăturată. Prima regiune denumită Deschide

fişier are rolul de a încărca în memoria sistemului un fişier laalegerea utilizatorului.Pentru încărcare, se pot folosi exclusiv fişiere video în format AVI. Rezultatul

acestei operaţii se reflectă asupra mai multor zone. Astfel, zona de afişare va fimodificată conf orm detaliilor prezentate anterior. Zona de navigare cadre va fimodificată şi ea, câmpul Număr Cadre luând o valoare egală cu numărul total decadre al fişierului video încărcat. De asemenea, devin complet funcţionaleurmătoarele zone: tăiere, comprimare, alb-negru şi instantaneu.

Cea de-a doua regiune, Redare, permite rularea materialului video încărcatfolosind player-ul video integrat Matlab. Player-ul face parte din toolbox-ul Image

Processing. Mai multe detalii despre acest toolbox, cât şi despre player, se găsesc în

secţiunea dedicată descrierii dezvoltării aplicaţiei.


11/16


3.3.3. Zona de navigare cadre

Are rol un rol foarte important în funcţionarea aplicaţiei, acela de a facetrecerea de la un cadrul la altul. Din punct de vedere constructiv, este formată dintr -un

progress bar (bara de navigaţie propriu-zisă) şi două zone de afişare, una pentru

cadrul curent (Cadru curent ) şi una pentru numărul total de cadre ( Număr Cadre).

Navigarea se face prin apăsarea (clic) pe săgeţile situate la extremităţile progress bar -ului. Acest lucru va produce modificări asupra zonei de afişare , zona încare va fi afişată o nouă imagine corespunzătoare noului cadru. Modificări va suferi şicâmpul Cadru curent , câmp care va primi valoarea cadrului curent, afişat. Cadrucurent va lua valori cuprinse între 1 şi valoarea câmpului Număr Cadre.

3.3.4. Zona de navigare rapidă

Permite saltul (trecerea) la un cadru oarecare fără a fi necesară navigarea laacest cadru cu ajutorul progress bar -ului. Saltul se face la cadrul indicat de câmpulSalt la cadrul prin apăsarea butonului Salt. Implicit, valoareaacestui câmp este 1. Nu se poate face saltul la un cadru cuvaloare mai mare decât numărul total de cadre indicat de

Număr Cadre din zona de navigare cadre. De asemenea, nu se poate tr ece la un cadru cu valoare negativă. Va fi generat unmesaj de eroare în cazul situaţiilor anterioare, precum şi în

cazul introducerii unei valori nenumerice. Navigarea rapidă va actualiza zona de afişare şi zona de navigare cadre. Incadrul zonei de navigare cadre, se vor modifica poziţia progress bar -lui şi valoareacâmpului Cadru curent (la valoarea indicată de câmpul Salt la cadrul ).

3.3.5. Zona de tăiere

Utilitarul de tăiere (cut ) permite tăierea din materialulvideo încărcat. Tăierea se face începând cu cadrul indicat decâmpul Taie de la cadrul şi se opreşte la valoarea indicată decâmpul la cadrul , prin apăsarea butonului Taie. Implicit, cele

două câmpuri sunt iniţializate cu valorile 1, respectiv, 2.De menţionat faptul că dacă sunt introduse valorinenumerice, negative sau dacă valoarea indicată de câmpul lacadrul este mai mare decât cea indicată de câmpul Taie de lacadrul , programul va genera un mesaj de eroare si tăierea va fioprită. În caz contrar, rezultatul acestei operaţii va fi un clip video salvat cu un numestabilit de utilizator, în format AVI (necomprimat şi cu rata de cadru 20).

De asemenea, după terminarea operaţiei de tăiere, pe ecran va apărea ofereastră cu noul clip încărcat în player -ul integrat Matlab. Toate aceste operaţii sedesfăşoară fără a afecta în vreun fel celelalte zone de program sau materialul videooriginal.


12/16


3.3.6. Zona de achiziţie cameră web

Această parte integrată a aplicaţiei a fost specialgândită pentru lucrul cu camera web (fie ea integrată sauataşată staţiei de lucru). Accesul şi lucrul cu camera web se

face independent de celelalte funcţii ale produsului soft. Se poate spune că această zonă este divizată în două regiuniinterdependente: zona de iniţializare a camerei web şi zona deachiziţie (salvarea) de imagini.

În cadrul primei regiuni se face iniţializarea (startul)camerei web, folosind spaţiul YUV pentru reprezentareaculorilor şi rezoluţia indicată de câmpul Rezoluţie. Valorilecâmpului Rezoluţie sunt: 160 120, 176 144, 320 240,352 288, 640 480, valori reprezentate în pixeli. Dacă nu esteselectată o valoare pentru rezoluţie, camera web nu va fi iniţializată, pe ecran apărândşi un mesaj de eroare în acest sens.

Cea de-a doua regiune corespunde achiziţiei (salvării) de material video prinintermediul camerei web. Achiziţia se poate face în două moduri: specificând fienumărul de cadre, fie numărul de secunde al viitorului material video (câmpul Tip

Achiziţie). Durata este dată de câmpul Valoare. Implicit, acesta ia valoarea 200.Achiziţia începe prin apăsarea butonului Start achiziţie.

Dacă nu este selectat un tip de achiziţie, se generează un mesaj de eroare şiachiziţia se opreşte. In caz contrar, pe ecran apare o fereastră destinată salvăriimaterialului video achiziţionat. Salvarea se face în format AVI necomprimat, cu ratade cadre ( FrameRate) 20, la o adresă şi cu un nume alese de utilizator.

3.3.7. Zona uniune fişiere

Scopul acestei funcţii aaplicaţiei este de lipire a două clipurivideo. Operaţiunea se desfăşoarăindependent de celelalte funcţii ale produsului software. Modul de utilizare este unulfoarte simplu. După apăsarea butonului Start , apare o fereastră pentru selecţia

primului material video. Odată selectat, va apărea o a doua fereastră de selecţie, pentru cel de-al doilea clip video. În final, clipul obţinut prin lipirea celor două va fiîncărcat în player -ul video integrat Matlab. Ordinea selecţiei celor două clipuri iniţialeva coincide ordinii celor două în materialul final. Pentru salvare, se apasă butonulSalvează la Fr ameRate:. Salvarea se face la o rată de cadru stabilită de utilizator.Implicit, aceasta are valoarea 15.

3.3.8. Zona de comprimare

Această secţiune este destinată recomprimării materialuluivideo. Comprimarea este dependentă de zona de iniţializare, însensul că, pentru a comprima un material video, acesta trebuiemai întâi încărcat în aplicaţie. Altfel spus, această zonă nu esteindependentă de celelalte.

Modul de utilizare este simplu. Se aleg pe rând tipul decompresie (care poate fi: None, Cinepak , Indeo3, Indeo5, MSVC ),

raportul de compresie (implicit are valoarea 50) şi rata de cadru( FrameRate), cu valoarea implicită 20, iar în final se apasă


13/16


14/16


3.4.2. Transformări

Meniul Transformări înglobează restulzonelor de lucru, cu excepţia zonei de tăiere.Constructiv, acesta prezintă 6 submeniuri,

fiecare destinat unei alte operaţii. Primul submeniu este Redă, echivalentul butonului Redare din zona deiniţializare. Suplimentar, acesta mai are şicomandă rapidă, Ctrl+P .

Cel de-al doilea submeniu este Start Camera, echivalentul grupului de iniţializarea camerei web din zona de achiziţie cameră web. La rândul său, acesta prezintă 5submeniuri echivalente spaţiului de culoare şi rezoluţiei de iniţializare a camerei web.

Al treilea submeniu este reprezentarea parţială a categoriei de achiziţie dinzona de Achiziţie cameră web şi poartă numele de Achiziţie camera. Suplimentar,acesta prezintă comandă rapidă, Ctrl+A, iar ca un minus, rata de cadru nu poate fi

modificată, având valoarea standard de 20 cadre/secundă. Join este cel de-al patrulea submeniu din categoria Trans formări, fiind

echivalentul lui StartJoin din zona de Join Video. Ca un plus, prezintă comandărapidă, Ctrl+J . Salvarea materialului nou creat se face fie cu comandă rapidă Ctrl+S ,fie accesând submeniul Salvează din meniul File.

Un instantaneu cu cadrul curent se poate obţine fie accesând comanda Ctrl+I ,fie accesând submeniul Instantaneu. Ca un minus faţă de zona de instantaneu, acesta

permite salvarea doar a cadrului curent.Ultimul submeniu este reprezentat de cel al transformărilor alb-negru. Este

echivalentul zonei alb-negru. Salvarea transformărilor se face accesând fie meniul File – submeniul Salvează, fie folosind Salvează din zona alb-negru.

3.4.3. Ajutor

După cum îi spune şi numele, Ajutor reprezintă partea de help a aplicaţiei. Există două moduri de a obţinerăspunsuri la întrebări:

a. Submeniul Descriere Aplicaţie, dedicat explicitării modului de utilizare şial funcţiei butoanelor din cadrul aplicaţiei. Modul de utilizare al acestui meniu estefoarte simplu. Se face selecţia textului (butonului/meniului) care se vrea a fi explicitatşi se apasă butonul Vizualizează fişierul .

b. Submeniul Tutorial Video reprezintă un video-tutorial destinat înţelegeriimodului de funcţionare al aplicaţiei. Fiecare submeniu reprezintă numele operaţiei pecare o implementează şi este însoţit de un fişier video explicativ.

4. Desfăşurarea lucrării. 1. Pentru lansarea aplicaţiei, se accesează fişierul EditorVideo.m, situat în

directorul Editor Video. In momentul încărcării fişierului sursă (*.m), se apasă de latastatură tasta F5. Pe ecran va apărea o imagine similară celei din figura 3.

2. Pentru familiarizarea cu aplicaţia se recomandă accesarea opţiunii Descriere Aplicaţie din meniul Ajutor şi a video-tutorialului (opţiunea Tutorial Video din meniul Ajutor ).

3. Se încar că fişierul de test, Test.avi, situat în subdirectorul Resurse.

Încărcarea se poate face utilizând butonul Deschide Fişier din interfaţa grafică, fiefolosind opţiunea Deschide din meniul File, fie folosind comanda rapidă Ctrl+O.


15/16


4. Pentru verificare, se r ulează fişierul folosind butonul Redare sau opţiunea Redă (Ctrl+P din meniul Transformări).

5. Se parcurge clipul încărcat folosind meniul Navigare rapidă. Se facetrecerea la orice cadru, cu condiţia ca valoarea introdusă să fie mai mică decât 471.

6. Se salvează cadrul curent folosind butonul Capturează sau comanda Ctrl+I .

Atenţie! Pentru capturarea unui singur cadru, valoarea câmpului Număr cadre trebuiesă fie 1. Fişierul se va salva în directorul Salvări_Studenţi, cu numele Instantaneu_1 şiextensia jpg.

7. Se va folosi opţiunea de transformare alb-negru. Materialul transformat seva salva în directorul Salvări_Studenţi, cu numele Transformare_AN .

8. Se vor realiza diverse tăieturi la nivelul clipului video, folosind zona detăiere. Dimensiunile (în cadre) sunt la latitudinea studentului, cu condiţia ca acestea sărespecte constrângerile impuse materialului video. Se vor trage câteva concluzii

privitoare la dimensiunea fişierelor (relaţia între numărul de cadre şi spaţiul fizicocupat). Fişierele se vor salva în directorul Salvări_Studenţi, cu numele Crop_X , unde

X reprezintă numărul clipului curent.

9. Se va accesa zona de compresie. Se va comprimamaterialul, folosind codecurile din meniul Tip Compresie ( None, Cinepak , Indeo3, Indeo5, MSVC ). Compresia se va face la diverserate de cadru şi cu diverse rapoarte de compresie. Datele se vortrece într-un tabel de forma celui de mai jos. Se va face o evaluarea performanţelor (calitate, spaţiu fizic ocupat) fiecărui codec în

parte, alegându-se combinaţia ideală de parametri (codec, raportcompresie şi rata de cadru) pentru un material video destinatuzului general. Fişierele se vor salva în directorulSalvări_Studenţi cu numele Comprimat_Y_X , unde X reprezintănumărul clipului curent şi Y reprezintă numele codecului utilizat.

Nume

codec

Raport de

compresie

Rata

de cadru

Spaţiu fizic ocupat(MB)

10. Pentru achiziţia de cadre prin intermediul camerei, se selectează rezoluţiade iniţializare a camerei. Se vor salva mai multe materiale video achiziţionate prinintermediul camerei web, la diverse rezoluţii. Achiziţia se face atât în cadre, cât şi însecunde. Se va completa un tabel de tipul celui de mai jos şi se vor trage uneleconcluzii vizavi de timpul şi rezoluţia de achiziţie. Fişierele se vor salva în directorulSalvări_Studenţi, cu numele Achiziţie_X_Y_Z , unde X reprezintă durata (cadre sau

secunde) clipului curent, Y – tipul achiziţiei şi Z – rezoluţia de achiziţie.

Rezoluţieachiziţie

Tip

achiziţie Durată achiziţie

(cadre sau secunde)

Timp necesar

achiziţiei (secunde)

11. Se va accesa zona de uniune a fişierelor. Se vor lipi diverse fişiere video,atât dintre cele puse la dispoziţie, cât şi dintre cele create de studenţi. Se vor vizualizarezultatele, încărcând fişierele create în aplicaţie şi rulându-le prin intermediulmeniului de redare. Se vor face comentarii asupra rezultatelor astfel obţinute.

12. Exerciţii


16/16


Se vor repeta operaţiile prezentate anterior (acolo unde este cazul şi se poate), utilizând funcţiile din meniul aplicaţiei.

Încercaţi să uniţi materiale video provenite din surse diferite. Ce observaţi? Încercaţi să deschideţi mai multe fluxuri video simultan. Ce observaţi? 5. Întrebări 1.

Care sunt rezoluţiile standard pentru sistemele TV? 2. Care este rata minimă de cadre pentru obţinerea unor imagini video? 3. Explicaţi următoarele concepte: RGB şi YUV. Ce reprezintă acestea şi

cum se diferenţiază? 4. Ce reprezintă conceptele HD şi SD în lumea digitală? 5. Care este diferenţa între explorarea liniilor unei imagini video în mod

întreţesut şi în mod progresiv?6. Cum se deosebesc codecurile video în funcţie de metodele de compresie? 7. Care codec ar fi mai bun (tip, nume) pentru compresia unor fişiere de uz

general (spre exemplu, material video filmat cu telefonul mobil)?

8.

Ce format media se poate folosi la încapsularea de material video HD? 9.

Ce reprezintă conceptul de NLE? 10. Care sunt codecurile cu care se poate coda un fişier video prin

intermediul aplicaţiei Editor Video? 11. Câte tipuri de rezoluţie suportă camera web ataşată şi care sunt acestea?12. Care este rezoluţia zonei de afişare a aplicaţiei Editor Video? 13. Ce se întâmplă dacă la setarea parametrilor de tăiere se introduc valori

mai mari decât cele admise? 14. Ce se întâmplă dacă se încearcă deschiderea mai multor ferestre de

achiziţie web? Cum explicaţi? 15. Care sunt limitările şi neajunsurile aplicaţiei?

16.

Ce îmbunătăţiri consideraţi că se pot aduce aplicaţiei?

Tehnici de Compresie Si Editare Video

Documents

Transcript of Tehnici de Compresie Si Editare Video