Esitys aiheesta: ""— Esityksen transkriptio:

15 2. Videoteknologiaa Analoginen ja digitaalinen video
Videokamera ja kuvanmuodostus Videosignaalityypit Tallennusjärjestelmät Formaatit DVP Teuhola 2007

16 Analoginen TV ja video Videon historia on TV:n historiaa
Koostuu toistuvista (25-30/sek) kuvista (frame); saavat aikaan liikevaikutelman Kolme TV-signaalin koodausstandardia: PAL (useimmat Euroopan maat) SECAM (Ranska, Venäjä) NTSC (USA, Japani) Eroja kuvataajuuksissa, juovien määrissä, ym. DVP Teuhola 2007

17 PAL-järjestelmä ”Phase Alternating Line”
Ruutu koostuu 625 juovasta: 575 näkyvissä, loput kontrolli- ja teksti-tv-käytössä 25 kokonaista kuvaa sekunnissa Välkkymisen estämiseksi ja kaistan säästämi-seksi ns. lomitus (interlacing) 50 ’puolikasta’ kuvaa eli kenttää (field) sekunnissa; vuorotellen parittomat (kenttä 1) ja parilliset juovat (kenttä 2). DVP Teuhola 2007

18 TV-kuvan kentät Parittomat juovat Parilliset juovat DVP Teuhola 2007

19 TV vs. tietokonemonitori
Monitorissa progressiivinen piirto: koko kuva kerralla Monitorin taajuus yleensä > 50 kuvaa sekunnissa Videoformaatin valinnassa pitää tietää lo-pullinen ympäristö (VHS, CD, DVD, Web) Tarvittaessa muunnetaan formaatista toiseen. DVP Teuhola 2007

20 TV vs. elokuvat Elokuvissa yleensä 24 kuvaa sekunnissa
Telecine = elokuvan konversio tv:tä varten PAL: 25 kuvaa sekunnissa; 4 % nopeutus, myös äänen taajuus nousee (korjattavissa) NTSC: 30 (oik ) kuvaa sekunnissa; ratkaisuna on generoida filmikuvista vuorotellen 2 ja 3 kenttää, yhteensä 12 x x 3 = 60 kenttää sekunnissa eli 30 koko ruutua sekunnissa. DVP Teuhola 2007

21 Analoginen TV-signaali
Koostuu valoisuus- (luminanssi-), väri- (krominanssi-) , ja ääni-informaatiosta Luminanssi edustaa mustavalkokuvaa Siirto RF-muotoisena (Radio Frequency) Yhdistäminen ja erottelu vaatii modulointia Vastaanottoon tarvitaan viritin, joka on säädetty oikealle taajuudelle Vanhan mustavalko-TV:n painolasti DVP Teuhola 2007

22 Kuvasuhde Leveyden suhde korkeuteen; ns. aspect ratio.
Normaali: 4:3, laajakuva: 16:9 (1.78:1) Laajakangaselokuvissa käytettyjä kuvasuhteita: 1.85:1, 2.35:1 Myös pikseleille voidaan määritellä aspect ratio DVP Teuhola 2007

23 Näytön värijärjestelmä
Näyttö käyttää RGB-järjestelmää (Red-Green-Blue), joka on additiivinen värijärjestelmä (yhdistäminen lisää valoisuutta). Kukin kuvapiste koostuu kolmen erivärisen fosforipisteen yhdelmästä. Värikomponenttien voimakkuus määrää lopullisen värin. Muistuttaa ihmissilmän värienhavaitsemis-mekanismia. DVP Teuhola 2007

24 RGB:n pää- ja välivärit
Keltainen Punainen Vihreä Magenta Syaani Sininen DVP Teuhola 2007

25 RGB-värikuutio B G R (0,0,255) Syaani Sininen (0,255,255) Valkoinen
Magenta (255,0,255) Keltainen (255,255,0) Syaani (0,255,255) Punainen Vihreä Sininen Musta (0,0,0) Valkoinen (255,255,255) Harmaa (0,0,255) (0,255,0) (255,0,0) DVP Teuhola 2007

26 TV-signaalin värijärjestemiä
RGB:tä ei käytetä, koska se sisältää redundanssia (haaskaa kaistaa). Korjaus: Jaetaan signaali kirkkaus- ja värikomponentteihin: luminanssisignaali (valoisuus) Kaksi krominanssi- eli värisignaalia, jotka vaativat vähemmän kaistaa Käytettyjä järjestelmiä: YUV (PAL/Eurooppa) YIQ (NTSC/Pohjois-Amer.) YCbCr (komponenttivideo) DVP Teuhola 2007

27 Värijärjestelmien välisiä muunnoksia
Oletus: R, G ja B skaalattu välille [0, 1] RGB  YUV: Y = 0.299R G B R = Y V U = 0.492(B – Y) G = Y – 0.395U – 0.581V V = 0.877(R – Y) B = Y U RGB  YCbCr: Y = 0.299R G B R = Y Cr Cb = 0.564(B – Y) G = Y – 0.344Cb – 0.714Cr Cr = 0.713(R – Y) B = Y Cb DVP Teuhola 2007

28 Laitteiden kytkennät RGB-signaali: Komponenttivideo (= YCbCr-signaali)
Yleensä laitteiden sisällä 3 värijohdinta synkronointijohdinta Säilyttää hyvän kuvanlaadun Komponenttivideo (= YCbCr-signaali) Siirto 3 johdinta pitkin; laatu säilyy Ammattikäyttöön Lopullinen lähetys tai siirto VHS:ään komposiittimuodossa. DVP Teuhola 2007

29 Laitteiden kytkennät (jatk.)
S-video (Y/C) 2 johdinta: Y-signaali + yhdistetyt värisignaalit Komposiittisignaali 1 johdin: Y-, U-, ja V-signaalit yhdistetty Huonoin laatu Kotikäyttöön (vastaa TV-lähetystä) DVP Teuhola 2007

30 Analogisia tallennusjärjestelmiä
VHS (Video Home System): Kotikäyttöön S-VHS (Super-VHS), Hi-8: Erottelukykyisempi kuin VHS Yrityskäyttöön Betacam SP: Ammattikäyttöön DVP Teuhola 2007

31 Analoginen vs. digitaalinen video
Analoginen signaali jatkuvaa Digitaalinen signaali: Periaatteessa diskreettiä Näytteitä (sample) säännöllisin väliajoin Binäärisignaali: Jono signaalin minimi-/maksimiarvoja (=0/1) Bittiryhmät tulkitaan lukuarvoiksi DVP Teuhola 2007

32 Signaalimuotoja Analoginen Digitaalinen Binäärinen DVP Teuhola 2007

33 Digitaalisuuden edut Analogisessa signaalissa kohinaa (noise)
Kohina lisääntyy toistuvassa siirrossa ja kopioinnissa. Digitaalista dataa helppo käsitellä tietokoneella Digit. signaalissa iso signaali-kohina-suhde Digitaalinen signaali voidaan kopioida (periaatteessa) rajattoman monta kertaa; tosin siinäkin tietty virhetodennäköisyys. Virheitä voidaan havaita ja myös korjata. DVP Teuhola 2007

34 Digitalisoinnin tilanne
Videotuotanto on suuressa määrin siirtynyt digitaaliseen tekniikkaan DVD-soittimet tulleet VHS:n rinnalle Nauhoitus DVD:lle / kovalevylle Digi-TV:hen siirtyminen käynnissä Editointitekniikat muuttuneet lineaarisesta (nauhoihin perustuvasta) epälineaariseksi Editointityökaluna tietokone + kovalevyt Otosten järjestely helppoa, samoin musiikin, tekstin ja erikoisefektien lisäys. DVP Teuhola 2007

35 Digi-TV Kokeilut Suomessa aloitettiin 1997 (Yle)
Analogialähetykset loppuvat elokuussa 2007 Siirtotavat: Terrestriaalilähetys eli perinteinen langaton (DVB-T) Kaapeli (DVB-C) Satelliitti (DVB-S) Terrestriaalilähetys mobiililaitteisiin (DVB-H) Kuva analogiseksi vasta viime vaiheessa (’digiboksi’; erillinen tai sisäänrakennettu). DVP Teuhola 2007

36 Digitaalinen video ja PC:n kehitys
Ääntä käsitelty PC:llä jo pitkään Vasta n PC riittävän nopea digitaalisen videon käsittelyyn 200 MHz: neljänneskokoisen kuvan käsittely mahdollista ilman pakkausta. N edulliset koko ruudun ’kaappauskortit’ markkinoille. Nykyiset prosessorit riittävät täysikokoisen videokuvan käsittelyyn ja editointiin. DVP Teuhola 2007

37 Videon digitointi Perustuu näytteenottoon ja kvantisointiin
Analogisen signaalin digitointi ns. video-kaappauskortilla (capture card) Tuloksena jono pikselikuvia (bitmapped) PAL-signaalin digitointi  768 x 576 pikseliä (49 juovaa digitoimatta) CCIR 601 –standardi: 720 x 576; pikselin aspect-ratio 1:1.067, jotta koko kuvan aspect-ratio = 4:3 = x 720 / 576 (laajakuvalle 16:9 = x 720 / 576) DVP Teuhola 2007

38 Videon digitointi (jatk.)
YUV (YCbCr) -koodaustapoja: Näytemäärät 4:ää Y-näytettä kohti: 4:4:4: Eri komponentit yhtä tarkkoja 4:2:2: Värinäyte vain joka toisesta pikselistä; takaa hyvän laadun 4:1:1: Värinäyte vain joka neljännestä pikselistä (NTSC); kohtuullinen laatu (’artefakteja’) 4:2:0: Värinäyte vain joka toisesta pikselistä, joka toiselta riviltä (PAL); kohtuullinen laatu. Värien redusoinnista joskus ongelmia DVP Teuhola 2007

39 Värinäytteiden poiminta
4:2:2 4:1:1 4:2:0 Luminanssikomponentti Värikomponentit DVP Teuhola 2007

40 4:2:0-näytteiden sijoittuminen kenttiin
Ylempi kenttä Alempi kenttä DVP Teuhola 2007

41 Datamääristä (25 fps, 4:2:2-otanta)
Kuvia sekunnissa: 25; kenttiä sekunnissa: 50 Juovien kokonaismäärä per kuva: 625 Aktiivisia juovia per kuva: 576 Luminanssinäytteitä per juova: 864 Aktiivisia luminanssinäytteitä per juova: 720 Krominanssinäytteitä per juova: 432 Aktiivisia krominanssinäytteitä per juova: 2x360 Bittejä per näyte: 8 Kokonaisbittinopeus: 216 Mbps (lisäksi audio) DVP Teuhola 2007

42 Kuvakokojen nimityksiä
Perustana CIF = Common Interchange format 4CIF = 704 x 576 (TV, DVD) CIF = 352 x 288 (esim. videoneuvottelujärj.) QCIF = 176 x 144 (videoneuvott., mobiililaitteet) Sub-QCIF: 128 x 96 (mobiililaitteet) DVP Teuhola 2007

43 HD-formaateista HD = High Definition = ’teräväpiirto’ Kuvasuhde 16:9
Lomitettu (i) tai progressiivinen (p) Kokovaihtoehdot: 1280 x 720 ja 1920 x 1080 Suomessa mm. Canal digital käyttää Mahdollinen tuleva yhtenäisformaatti digitaalisille elokuville ja videolle: 24P 24 kuvaa sekunnissa, 1920 x 1080, progressiivinen Esim. George Lucas: Star Wars, Episode II DVP Teuhola 2007

44 Oheismuistivaihtoehtoja
Videotuotannon muistintarve on huomattava; PC:n oma kiintolevy ei useinkaan riitä pitkälle. Ulkoisia levyjärjestelmiä: Yksittäinen ulkoinen kovalevy: edullinen, kapasit. satoja gigatavuja; liitäntä: IEEE 1394 tai USB 2.0 RAID = Redundant Array of Inexpensive Disks: samanaikainen saanti, toipuminen virheistä; liitäntä: IEEE 1394, SCSI, tai kuitu SAN = Storage Area Network: muistiyksiköiden verkko, teratavujen kapasiteetti, samanaikainen saanti, useita rinnakkaisia käyttäjiä; liitäntä: kuitu tai SCSI DVP Teuhola 2007

45 Äänen digitointi Joko videokortilla tai erillisellä äänikortilla
Synkronointi huomioitava Näytteenottotaajuksia: 32 Khz, Hz, 48 Khz Kvantisointi esim. 16 bitillä Yleensä vähintään 2 kanavaa Pakkaamaton ääni esim. 2 x 16 x  1.5 Mbittiä sekunnissa DVP Teuhola 2007

46 Videokaappauskorttien mahdollisia ominaisuuksia
Analoginen I/O (komponentti/komposiitti) Digitaalinen I/O Pakkaus (kompressointi) Audiotuki Erikoistoiminnot (editoinnissa) Mukana tuleva softa Ohjelmallinen ohjaus DVP Teuhola 2007

47 Reaaliaikakortit Nopeuttavat erikoisefektien laskemista editoinnin yhteydessä Datamäärät suuria: esim. 1 sekunnin transitio vaatii kertaluokkaa 50 miljoonaa laskutoimitusta. Efektityyppejä: Transitiot, suodatus, ’avainnus’, läpinäkyvyys, skaalaus, tekstitys, liike. DVP Teuhola 2007

48 Pakkauksesta Välttämätön suurista datamääristä johtuen
Kuvan laadun tulisi kutakuinkin säilyä (vrt. resoluution tai kuvataajuuden pudotus) YUV on oikeastaan pakkaustekniikka Pakkausmenetelmien päätyypit: Intra-frame: Kukin kuva pakataan muista riippumatta (esim. DV ja MJPEG). Inter-frame: Koodataan peräkkäisten kuvien erot (esim. MPEG-2, -4, H.264). DVP Teuhola 2007

49 Pakkauksesta (tark. myöh.)
Pakkaussuhde joskus kiinteä, joskus vaihteleva Suhdetta voidaan varioida: Iso suhde editoinnin aikana (nopea), pienempi valmiin videon talletuksessa (laatu). Kaistan käytön säätely digi-TV:n kanavilla ( statistinen multipleksointi). Pakkaus- & purkualgoritmi = codec; toteutus laitteiston tai ohjelmiston avulla Digi-TV: MPEG-2 HDTV: MPEG-2 tai H.264 (vaatii uuden boksin) DVP Teuhola 2007

50 Kuvan laadun (pakkaushäviöiden) mittaus
Subjektiivinen mittaus Vaikeaa; riippuu henkilöistä ja olosuhteista Esimerkkimenetelmä: DSCQS = Double Stimulus Continuous Quality Scale, jossa testihenkilöt arvioivat näytepareja (alkuperäinen & muokattu) Objektiivinen mittaus, esim. Keskineliövirhe Signaali-kohina-suhde eli PSNR (Peak Signal to Noise Ratio, yksikkönä db): DVP Teuhola 2007

51 Digitaaliset videokamerat
Engl. ’camcorder’ Kehittyneet nopeasti; tärkeitä askelia: DV-formaatti (Sony 1995) IEEE 1394 (’Firewire’) –siirtoväylä (Apple) USB 2.0 -siirtoväylä Helppo kytkentä, laadukas videokuva (parempi kuin analogiset Hi-8 ja S-VHS) Usein lukee/kirjoittaa myös VHS:ään (S-video-liitäntä; digitointi kamerassa) Pieni koko DVP Teuhola 2007

52 Videokameran rakenteesta
Oleellisin osa: CCD-kenno(t) Vajaan cm2:n kokoinen (koko vaihtelee resoluution mukaan) 1 kenno: halvempi ratkaisu 3 kennoa: värien hajoittaminen prismalla; laadukkaampi ja kalliimpi ratkaisu Pikselimäärät vaihtelevat – suurempi määrä ei takaa parempaa laatua. Valontarve vaihtelee, yksikkönä lux (minimi yleensä 3-5 lux; esim. kuutamossa noin 1 lux). DVP Teuhola 2007

53 Videokameran toimintoja
Tallennus nauhalle, DVD:lle, muistikortille tai kovalevylle Tarkennus, valkotasapaino, taustavalon huomiointi Optinen zoom, yleensä vähintään 10 x Digitaalinen zoom, jopa 500 x Suurilla zoom-arvoilla ’pikselöitymistä’ eli lohkomaisuutta, sekä stabiilisuusongelmia Still-kuvat; sama (yl. 720 x 576) tai isompi resoluutio kuin videokuville (esim. 2 Mpix) Infrapunakuvat (lux = 0) DVP Teuhola 2007

54 Videokameran toimintoja (jatk.)
Katselutavat: Perinteinen tähtäin tai esiin-käännettävä LCD-näyttö Stabilointi: Tarpeen erityisesti käsivaraisessa kuvauksessa Digitaalinen (sähköinen) stabilointi: Vain osa sensorista käytetään kuvaan, loput stabilointi-prosessiin (pienentää resoluutiota). Optinen stabilointi: Perustuu liiketunnistimien ja prisman käyttöön (ei pienennä resoluutiota). DVP Teuhola 2007

55 Videokameran toimintoja (jatk.)
Skannausjärjestys: lomitettu ja/tai progressii-vinen (uudemmissa kameroissa) Anamorfinen kuvausmoodi: 16:9-kokoinen kuva litistetään kuvattaessa 4:3-kokoiselle kennolle; esitystilanteessa kuva levennetään taas 16:9-kokoon. Etu: Kaikki pikselit tulevat käytettyä hyväksi; kuvaus suoraan 16:9- suhteeseen käyttää vain 75%. DVP Teuhola 2007

56 Äänen taltiointi Äänen laatu tärkeä; teoriassa CD-tasoa, käytännössä ei (halvat kamerat). Kiinteä mikrofoni ei paras mahdollinen (kameran käyttöäänet kuuluvat). Erilliset mikrofonit parempia; johtojen häiriösuojaus tärkeä Ääntä ei pakata tässä vaiheessa DVP Teuhola 2007

57 Ks. http://en.wikipedia.org/wiki/DV Erilaisia merkityksiä:
Mikä on DV? Ks. Erilaisia merkityksiä: Digitaalinen videonauhaformaatti Pakkausformaatti (voidaan tallettaa muullekin välineelle kuin nauhalle) DV-formaattia ja –pakkausta käyttävä videokamera tai -nauhuri Ei tarkoita kameran ja tietokoneen välistä siirtoyhteyttä DVP Teuhola 2007

58 Erilaisia DV- tallennusformaatteja
Standard DV Kasetti 128 x 78 x 14.6 mm, 250 m, 4.5 tuntia Mini-DV (yleisin) 66 x 48 x 12.2 mm, 65 m, mm/sek, yht. esim. 13 Gtavua ( tunti) Digital-8 (vrt. analoginen Hi-8-nauha) 95 x 62.5 x 15 mm Laitteilla voidaan yleensä toistaa myös analogisia nauhoja; tullee jäämään käytöstä DVP Teuhola 2007

59 Erilaisia DV- tallennusformaatteja (jatk.)
DVCAM (Sony), DVCPRO (Panasonic): Ammattikäyttöön: leveämpi ura, mm/sek, vähemmän häiriöitä Koodaus kuten DV25:ssä DV50 (= DVPRO50 = DVCPRO50 = D-9): 50 Mbittiä/sek, väriotanta 4:2:2, pakkaus 3.3:1 DV100 (= DVCPROHD = D-9HD): 100 Mbittiä/sek HD-formaatti (high definition) DVP Teuhola 2007

60 Muita digitaalisia tallennusformaatteja
MICROMV N. 70% Mini-DV:n koosta MPEG-2 pakkaus (noin puolet tehokkaampi kuin DV samalla laadulla) HDV (high-definition digital video) MPEG-2-pakkaus 1280 x 720 progressivinen tai 1440 x 1080 lomitettu Digital Betacam (Betacam SX=IMX=HDCAM) Ammattikäyttöön Väriotanta 4:2:2, pakkaus 2:1 DVP Teuhola 2007

61 DV25 Kuvakoko 720 x 576 (PAL), 720 x 480 (NTSC)
Pakkaus kiinteä 5:1, perustana DCT (diskreetti kosinimuunnos); videodataa n. 25 Mbittiä/sek, lisäksi audio, pariteettidata, ym. DV-kamera tekee pakkauksen ennen nauha-tallennusta Väriotanta 4:1:1 (NTSC) tai 4:2:0 (PAL) Audio (pakkaamaton): 12 bittiä & 32 KHz tai 16 bittiä & Hz tai 16 bittiä & 48 KHz (suosit.) Mini-DV-nauha yl. 60 min tai yli DVP Teuhola 2007

62 Tallennusnauhan geometria
’Azimuth’-tekniikka: Vierekkäisiä uria (leveys 0.01 mm, pituus 35 mm) n. 9o kulmassa nauhaan nähden: NTSC-kuva: 10 uraa, PAL-kuva: 12 uraa Pyörivä luku-/kirjoitusrumpu: Vähintään 2 r/w-päätä subcode 35mm (efekt. 33 mm) video 6.35 mm audio ITI DVP Teuhola 2007

63 Tallennusuran rakenne
ITI-sektori (Insert and Track Information): Uran tila ym. kontrollidataa Muiden sektorien pituudet Audiosektori: Audio- ja apudataa (AAUX) 2 kpl 32 KHz, 12 bitin stereokanavaa (toinen jälkiäänitystä varten) tai 1 kpl 48/44.1/32 KHz, 16 bitin stereokanava DVP Teuhola 2007

64 Tallennusuran rakenne (jatk.)
Videosektori: Video- ja apudataa (VAUX) DCT-pakattua (Discrete Cosine Transform) videodataa 8 x 8 matriiseina; nauhoitus 27 matriisin makroblokkeina, joita sektorilla keskim. 20 kpl. Subcode-sektori: Aikakoodi; spesifioi urien ajoituksen Ohjelma-id, tekstitykset ja otsikoinnit eri kielillä, teksti-tv, ym. DVP Teuhola 2007

65 Datan ryhmittely Urilla data on 90 tavun blokkeina, joissa
6 tavua kontrollidataa 76 tavua varsinaista dataa 8 tavua pariteettidataa DV25-uran koostumus (yht. 175 blokkia): 138 blokkia videodataa 11 blokkia videon pariteettidataa 9 blokkia audiodataa 5 blokkia audion pariteettidataa 12 blokkia subcode-dataa DVP Teuhola 2007

66 Kaistanleveyslaskelmia
NTSC: 10 x 138 x 76 x 8 x  25 Mbittiä/sek PAL: 12 x 138 x 76 x 8 x 25  25 Mbittiä/sek NTSC-ääni: 10 x 9 x 76 x 8 x  1.64 Mbittiä/sek PAL-ääni: 12 x 9 x 76 x 8 x 25  1.64 Mbittiä/sek DVP Teuhola 2007

67 Audion kaistantarve 4 kpl 32 KHz 12-bittistä kanavaa: 4 x x 12 = Mbittiä/sek < 1.64 Mbittiä/sek. 2 kpl 48 KHz 16-bittistä kanavaa: 2 x x 16 = Mbittiä/sek < 1.64 Mbittiä/sek. DVP Teuhola 2007

68 Virheenkorjaus Reed-Solomon-menetelmä
Optimaalinen tietylle pariteettibittimäärälle Pystyy korjaamaan paikallisia virheitä Ei pysty korjaamaan ’virhepurskeita’ (burst error) Jos virhe havaitaan, mutta korjaus ei onnistu, laite voi yrittää kätkeä (conceal) sen katsojalta – tämä ominaisuus on valmistajakohtainen, ei DV-standardissa. DVP Teuhola 2007

69 Audion lukitseminen Audion ja videon tulisi olla synkronoitua
Esim. 2 x audionäytettä vastaa tarkalleen 25 videokuvaa Audio- ja videokellot tulisi lukita toisiinsa; lukitsematon ratkaisu halvempi DV-kamera tuottaa lukitsematonta audiota DVCAM ja DVPRO tuottavat lukittua audiota. DVP Teuhola 2007

70 Audion lukitseminen (jatk.)
Lukitsematon audio voisi periaatteessa ajautua epäsynkroniin videon kanssa. Esto: toinen kello yrittää seurata toista, mutta pieni huojunta sallitaan. Puuttuvat/ylimääräiset ääninäytteet saattavat aiheuttaa pieniä häiriöitä Normaalitoistossa ajautumista ei voi tapahtua, koska audio+video samassa aikakehyksessä. Muunnos unlocked  locked mahdollinen DVP Teuhola 2007

71 Kopiosuoja Tilanne epäselvä
Tosin elokuvia ei tulla jakelemaan DV-muodossa (DVD:llä selvät edut). Itse nauhoitettujen ohjelmien kopiointia voidaan rajoittaa esim. satelliitin kautta lähetettävien purkukoodien avulla. DVP Teuhola 2007

72 DV-formaatin edut Parempi kuvanlaatu, kaksinkertainen pystyresoluutio VHS:ään verrattuna. Myös värien toisto on parempi. Hyvä äänentoisto (48 MHz, 16 bittiä) Siirto digitaalimuodossa; laatu ei kärsi Virheenkorjaus Pienikokoinen, laadukas nauha DVP Teuhola 2007

73 Digital Interface Format (DIF)
Eroaa tallennusformaatista: Ei tarvita virheenkorjausta, havaitseminen riittää. Vialliset paketit voidaan lähettää uudelleen. Datan rakenne (NTSC): 1 kehys = 10 DIF-jonoa 1 DIF-jono = 150 DIF-blokkia 1 DIF-blokki = 80 tavua, vastaa DV-blokkia Nopeus 10 x 150 x 80 x 8 x = Mbps DVP Teuhola 2007

74 Firewire-siirtoväylä
Applen kehittämä 1986, virall. IEEE 1394 High Performance Serial Bus, 1995 Käytössä myös nimitys i.Link (Sony) Halpa lisäkortti PC:hen; digitaalinen video-kamera voidaan kytkeä suoraan; ei tarvita ’videonkaappausta’ Nopeus Mbittiä/sek. (nyt myös 800 Mbps = IEEE 1394b) Liitäntä 4- tai 6-nastainen (mahd. virransyöttö oheislaitteeseen) DVP Teuhola 2007

75 Firewire-siirtoväylä (jatk.)
Liitetään yl. PCI-väylään Mahdollisuus ketjuttaa (daisy chain) laitteita samaan porttiin, solmuille numerot 0..63, datapaketeissa solmunumero. Joustava väylätopologia; myös haaroituksia ’Plug-and-play’ Hot plugging: voidaan kytkeä katkaisematta virtaa Sopii muunkin kuin videon siirtoon DVP Teuhola 2007

76 Firewire-protokolla Kolmitasorakenne
Transaktiotaso (pyyntö-vastaus –protokolla)  PCI-väylä Linkkitaso (pakettien lähetys ja vastaanotto, ajoituskontrolli) Fyysinen taso (siirron aloitus; liikenteen rajoittaminen yhteen solmuun kerrallaan). DVP Teuhola 2007

77 Isokroninen tiedonsiirto
Palvelu edellyttää tiettyä kaistanopeutta, esim. DV vaatii n. 30 Mbps (video 25) 6144 kaistanallokointiyksikköä / 125 ms 100 Mbps-nopeuksinen FireWire: DV vaatii n yksikköä. Kapasiteetti varataan ennen siirron aloitusta; jos riittävää kaistanleveyttä ei saatavissa, pyyntö toistetaan säännöllisin välein. Laitekontrolli asynkronista DVP Teuhola 2007

78 IEEE 1394: DV:n siirto Paketti esim. 512 tavua
Paketti = 6 DIF-blokkia + 32 tavua ylim. DIF-jono = 25 pakettia NTSC-kuva = 250 pakettia DVP Teuhola 2007

79 Video CD (VCD) Lähinnä elokuville tarkoitettu CD-formaatti
Pakkausmenetelmänä MPEG-1 Resoluutio 352x240 (NTSC) tai 352x288 (PAL), laatu suunnilleen VHS:n tasoa. Levylle mahtuu n. 70 minuuttia videota. Tyypillinen elokuva vaatii kaksi levyä. Katselu Video CD –soittimella (& TV), nopealla PC:llä tai mahd. DVD-soittimella. Ollut suosittu erityisesti Aasiassa. DVP Teuhola 2007

80 DVD = Digital Versatile Disk
Isompi kapasiteetti, muuten kuten CD Alunperin erityisesti elokuvien levitysmedia DVD-soittimissa ainakin analogiaulostulo, nykyisin usein myös digitaalinen (DVI; HDMI) PC:n DVD-asema: mahd. kirjoittava Eräissä kameroissa tallennus suoraan DVD-R- tai DVD-RAM-levylle (8 cm). Etuna hajasaanti: otosten indeksointi, akkujen säästö, mutta tarvitaan vahvempi pakkaus. DVP Teuhola 2007

81 DVD vs. CD Molemmat optisia muisteja
Molemmissa yksi spiraaliura (pl. DVD-RAM), joka koostuu 0-/1-bittejä esittävistä erikokoisista ’jäljistä’ (pit) levyn pinnalla Kierrosten etäisyys: CD: mm, DVD: mm Bitin minimikoko: CD: mm, DVD: mm DVD käyttää lyhyempiaaltoista valoa. DVP Teuhola 2007

82 DVD-Video MPEG-2-pakkaus Samalla levyllä mahd. useita kuvasuhteita
Mahdollisesti valinnaisia kuvakulmia (max 9, tallennettu useista kameroista). Steroääni (PCM-koodattu), lisäksi 6 ääniraitaa monikanavalaitteisiin, kood. esim. Dolby Digital Max 32 erikielistä tekstitystä. Salakirjoitus (Content Scrambling System); purkulaitteen/-softan oltava CSS-lisensoitu ja tuettava aluekoodeja (6 vaihtoehtoa) DVP Teuhola 2007

83 DVD-tyyppejä Variaatioita: Yhteensopivuus sekavaa
DVD-ROM: read-only DVD-R(G), DVD-R(A), DVD+R: kirj. kerran DVD-RW: kirjoitus n kertaa DVD+RW: kirjoitus n kertaa DVD-RAM: vakiokierrosnopeus, levy kasetissa, kirjoitus n kertaa Yhteensopivuus sekavaa Uudet laserteknologiat: Blue-Ray ( 25/50 GB), HD-DVD ( 15/30 GB) DVP Teuhola 2007

84 DVD-levykoot Koot: halkaisija 8 tai 12 cm
1- tai 2-puolinen; 1- tai 2-kerroksinen Kapasiteetti vaihtelee, esim. DVD-5, 12 cm, 1-puolinen, 1-kerroksinen: 4.7 x 109 tavua DVD-18, 12 cm, 2-puolinen, 2-kerroksinen: x 109 tavua DVD-RAM, 8 cm, 1-puolinen, 1-kerroksinen: 1.46 x 109 tavua DVP Teuhola 2007

85 DVD:n nopeus Ns. perusnopeus Mtavua/sek (vrt. CD: 150 Ktavua/sek) Tyypilliset nopeudet: DVD-luku: 16 x DVD-kirjoitus: 4 x (DVDRW), DVDR jopa 16 x CD-luku: 48 x CD-kirjoitus: 24 x Liitäntä yleensä IDE-väylään DVP Teuhola 2007

86 Digitaalisen videon tiedostoformaatteja
Perustuvat yleensä johonkin pakkaus-menetelmään ja/tai player-ohjelmaan. ’Container’-formaatti vs. videoformaatti Playerit tuntevat useita formaatteja. Esimerkkejä: MPEG-1, MPEG-2 (x.mpg): ISO-standardi Quicktime (x.mov): Apple Audio-video-interleaved (x.avi): Microsoft ym. Windows Media (x.asf; x.wmv): Microsoft RealVideo (x.rm): RealNetworks DVP Teuhola 2007