Содержание

Введение

1.Современные аудио и видео форматы

1.1 MPEG-4. Что это такое?

1.2 Основы MPEG-кодирования видео

1.3 Основы фрактального кодирования изображений

1.4 Индивидуальные объекты

1.5 Что такое DivX?

1.6 MPEG Layer 3, и не только

2. Кодирование видео

2.1 Источник DVD

2.2 Источник VHS и TV

2.3 Обработка

3. Пишем битрейт-калькулятор

3.1 Постановка задачи

3.2 Реализация программы

Заключение

Список используемой литературы

Приложение 1. файл BIT.cpp

Приложение 2. Файл resource.h

Приложение 3. Файл StdAfx.h

Введение

DVD медленно, но верно добивается признания: стремительное падение цен на проигрыватели этого формата позволяет устанавливать их в каждый новый компьютер. Притом, что большинство DVD плееров поддерживают Video CD и Super Video CD, на чистый компакт диск можно скопировать взятые напрокат фильмы на DVD, а также старые записи на кассетах VHS.

Кодирование видео дело непростое, для этого может потребоваться масса времени, так как оцифровка видео потребует много часов машинного времени, программного обеспечения, большая часть используемых программ бесплатна и требует тщательной настройки, также возможно не будет существовать программы, которая полностью смогла бы осуществить ваши нужды. В таком случае можно попытаться написать такую программу вручную. И, наконец, для кодирования видео необходим вместительный винчестер, потому что даже сильно сжатое видео будет занимать не менее 500 мегабайт.

В своей курсовой работе я рассмотрю некоторые современные форматы сжатия видео и аудио данных, расскажу о записи и кодировании видео с различных источников, а главное напишу программу необходимую для вычисления видео битрейта для кодеков DivX 3.1 и DivX 4 формата mpeg4.

1.Современные аудио и видео форматы

1.1 MPEG-4. Что это такое?

Основы разработки стандарта MPEG-4 заложены группой ученых из MPEG еще в 1993 году, и уже к концу 1998 года произошло утверждение первого стандарта. Впоследствии стандарт неоднократно дорабатывался, в 1999 году получил официальный статус и затем был стандартизован со стороны ISO/IEC.

Целью создания MPEG-4 была выработка стандарта кодирования, который обеспечил бы разработчиков универсальным средством сжатия видеоданных, позволяющим обрабатывать аудио- и видеоданные как естественного (снятого с помощью видеокамеры или записанного с помощью микрофона), так и искусственного (синтезированного или сгенерированного на компьютере) происхождения. Это обстоятельство кардинальным образом отличает MPEG-4 как видеостандартов предшественников MPEG-1 и MPEG-2, в которых эффективное сжатие данных достигается лишь применительно к естественному видео и аудио.

MPEG-4 обеспечивает необходимые средства для описания взаимного расположения объектов (элементов) сцены в пространстве и времени с целью их последующего представления потенциальным зрителям в ходе воспроизведения. Разумеется, такая трактовка предполагает разделение сцены на составляющие ее объекты, что само по себе является весьма трудоемкой задачей, к которой, по сути, и сводится MPEG-4 кодирование. Кроме того, при разработке стандарта MPEG-4 решались проблемы обеспечения воспроизведения объектов сцены в различных условиях пропускной способности сетей передачи данных. Был разработан формат, допускающий «универсальный доступ» к мультимедийной информации с учетом возможных ограничений полосы пропускания, возникающих в сетях при самых разных условиях. Другими словами, один и тот же видеофрагмент может быть представлен с различным качеством для различных каналов в зависимости от их пропускной способности.

Кодирование в формате MPEG-4 раздельное. Это означает, что для кодирования видео составляющей применяются одни способы и алгоритмы сжатия, а для кодирования аудио составляющей – другие. Естественной издержкой такого специфичного подхода к сжатию является необходимость сопоставления двух потоков в ходе их последующего совместного воспроизведения в режиме реального времени.

В основу функций сжатия видео составляющей стандарта MPEG-4 была положена технология применения целого арсенала алгоритмов сжатия, применяемых как в зависимости от исходного качества и природы сжимаемого видеофрагмента, так и в совокупности и (или) последовательно обрабатывающих исходное видео с помощью различных по природе алгоритмов сжатия. Это методы прогрессивного и словарного кодирования, кодирования с использованием чересстрочного сканирования, технологии RLE (Run Length Encoding), технологии векторной квантизации (Vector Quantization), а также всевозможные преобразования (Фурье, Дискретное Косинусное, Wavelet).

1.2 Основы MPEG-кодирования видео

Первоначальное кодирование видео в MPEG-4 осуществляется аналогично MPEG-1 и MPEG-2. В этом смысле основа кодирования у группы алгоритмов MPEG общая. Основные идеи, применяемые в ходе сжатия видеоданных с ее помощью, следующие:

· Устранение временной избыточности видео, учитывающее тот факт, что в пределах коротких интервалов времени большинство фрагментов сцены оказываются неподвижными или незначительно смещаются по полю.

· Устранение пространственной избыточности изображений путем подавления мелких деталей сцены, несущественных для визуального восприятия человеком.

· Использование более низкого цветового разрешения при yuv-предеставлении изображений (y — яркость, u и v — цветоразностные сигналы) — установлено, что глаз менее чувствителен к пространственным изменениям оттенков цвета по сравнению с изменениями яркости.

· Повышение информационной плотности результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического кода для его описания (например, использование более коротких кодовых слов для наиболее часто повторяемых значений).

Кроме того, основная идея заключается в разделении кадров на опорные (I — intra), а также так называемые предсказанные (то есть строящиеся на основе опорных) — как однонаправленные (P – predicted), так и двунаправлено предсказываемые (B – bi-directionally predicted) кадры (под направлением здесь следует понимать временную последовательность представления кадров видео).

Однако MPEG-4, кроме рассмотренного традиционного MPEG-кодирования, основанного на прямоугольных кадрах, использует технологию так называемого фрактального или контурно-основанного кодирования изображений.

1.3 Основыфрактального кодирования изображений

Для понимания принципов контурно-основанного кодирования изображений, применяющегося в MPEG-4, уясним себе несколько простых идей.

Контур — это линия, очерчивающая границу фигуры на плоскости. Текстура – представление структуры поверхности изображения. Контурно-основанное кодирование изображений представляет изображения как контуры, огибающие текстурные области (области, заполненные текстурами). А так как контуры, как правило, совпадают с границами изображаемых объектов сцены, то задача контурно-основанного кодирования сводится к задаче объектно-основанного кодирования изображений, а именно: изображение представляется набором составляющих его объектов.