kompresija audio i video materijala

24
Predavanje 9 Predavanje 9 Kompresija audio i video Kompresija audio i video materijala materijala

Upload: nemanja-ristic

Post on 03-Jul-2015

356 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kompresija Audio i Video Materijala

Predavanje 9Predavanje 9Kompresija audio i video Kompresija audio i video

materijalamaterijala

Page 2: Kompresija Audio i Video Materijala

SadržajSadržaj

Kompresija audio i video materijalaKompresija audio i video materijala Audio kompresijaAudio kompresija Video kompresijaVideo kompresija KompresijaKompresija slikeslike

Page 3: Kompresija Audio i Video Materijala

Kompresija audio i video materijalaKompresija audio i video materijala

Šta je i zbog čega kompresija ?Šta je i zbog čega kompresija ? Kompresija je Kompresija je postupak pakovanjapostupak pakovanja (sažimanja) (sažimanja) informacija, tako da informacija, tako da

se polazna informacija sačuvase polazna informacija sačuva kompletno (uz što manje gubitaka) ili kompletno (uz što manje gubitaka) ili da gubitakda gubitak podataka bude što manji (neprimetan).podataka bude što manji (neprimetan).

Kompresija je Kompresija je postupakpostupak koji se primenjuje na skoro sve vrste koji se primenjuje na skoro sve vrste podataka i materijala.podataka i materijala.

Najčešća Najčešća primena kompresijeprimena kompresije je u sažimanju je u sažimanju slika, audio i video slika, audio i video materijala.materijala.

Page 4: Kompresija Audio i Video Materijala

Kompresija audio i video materijalaKompresija audio i video materijala

Audio kompresijaAudio kompresija Video kompresijaVideo kompresija KompresijaKompresija slikeslike

Kompresija audio i video materijalaKompresija audio i video materijala

Page 5: Kompresija Audio i Video Materijala

Jedan od tipičnih primera primene kompresijeJedan od tipičnih primera primene kompresije podataka jepodataka je kompresija audio zapisa.kompresija audio zapisa.

Najčešće podržavi i najrasprostranjeniji format kompresije Najčešće podržavi i najrasprostranjeniji format kompresije audio zapisa je MP3 format.audio zapisa je MP3 format.

MP3 format zapisa je format zapisa grupacije MPEG, a pun MP3 format zapisa je format zapisa grupacije MPEG, a pun naziv formata je MPEG-1 layer III.naziv formata je MPEG-1 layer III.

Audio kompresijaAudio kompresija

Page 6: Kompresija Audio i Video Materijala

Sistem zapisaSistem zapisa se zasniva na pakovanju digitalnog zvuka koji se zasniva na pakovanju digitalnog zvuka koji koristi osobine ljudskog sluha, to jest na maskiranju jednih koristi osobine ljudskog sluha, to jest na maskiranju jednih frekvencijadrugim i pakovanju levog i desnog audio signala u frekvencijadrugim i pakovanju levog i desnog audio signala u jedan.jedan.

Stepen kompresijeStepen kompresije je neverovatan uz minimalne gubitke da je neverovatan uz minimalne gubitke da dobivenim rezultatima u odnosu na polazni audio zapisdobivenim rezultatima u odnosu na polazni audio zapis

Audio kompresijaAudio kompresija

Page 7: Kompresija Audio i Video Materijala

Izbor modalitetaIzbor modaliteta kompresije je veoma bitan podatak kodeku. kompresije je veoma bitan podatak kodeku. Izborom modaliteta se određuje način kompresije i na Izborom modaliteta se određuje način kompresije i na

raspolaganju su sledeći modaliteti:raspolaganju su sledeći modaliteti: CBR,CBR, ABR iABR i VBR modalitet kompresije.VBR modalitet kompresije.

Audio kompresijaAudio kompresija

Page 8: Kompresija Audio i Video Materijala

CBRCBR-Constant Bit Rate ili konstantni tok podataka. Oznaka za -Constant Bit Rate ili konstantni tok podataka. Oznaka za skraćenica za metod kompresije.skraćenica za metod kompresije. Ovaj metod kompresije je poželjno Ovaj metod kompresije je poželjno izabrati prilikom kompresije video materijala, gde nije potrebno veliki izabrati prilikom kompresije video materijala, gde nije potrebno veliki kvalitet audio zapisa.kvalitet audio zapisa.

ABRABR–Average Bit Rate. Statističkom analizom kompresovanog –Average Bit Rate. Statističkom analizom kompresovanog audio materijala određuje se način i stepen audio kompresije.audio materijala određuje se način i stepen audio kompresije.

VBRVBR-Variable Bit Rate. Naj savršeniji metod kompresije zvuka.-Variable Bit Rate. Naj savršeniji metod kompresije zvuka. Kod Kod ove vrste kompresije, stepen kompresije se dinamički menja u ove vrste kompresije, stepen kompresije se dinamički menja u vremenu, u zavisnosti od prirode i vrste audio materijala.vremenu, u zavisnosti od prirode i vrste audio materijala.

Audio kompresijaAudio kompresija

Page 9: Kompresija Audio i Video Materijala

Video kompresijaVideo kompresija

Kod upoznavanja pojma video kompresije je prvo potrebno Kod upoznavanja pojma video kompresije je prvo potrebno

ovladati sa osnovnim pojmovima vezane za video materijale, kao ovladati sa osnovnim pojmovima vezane za video materijale, kao što su: što su:

formati videoformati video zapisa i zapisa i TVTV i video standardi. i video standardi.

Page 10: Kompresija Audio i Video Materijala

FormatizaFormatizacijacija zapisivanja video materijala zapisivanja video materijala

Na polju video zapisa postoje dva vodeća standarda:Na polju video zapisa postoje dva vodeća standarda:– AVI iAVI i– MPEG standard.MPEG standard.

AVI je skraćenica od Audio Video Interleave i obično je taj format AVI je skraćenica od Audio Video Interleave i obično je taj format zapisa u upotrebi kada se treba skladištiti video materijali bez zapisa u upotrebi kada se treba skladištiti video materijali bez gubitaka.gubitaka.

MPEG je skraćenica od Moving Picture Experts Group, MPEG je skraćenica od Moving Picture Experts Group, ekspertske grupe koja seekspertske grupe koja se bavi razvojem standarda MPEG.bavi razvojem standarda MPEG.

Video kompresijaVideo kompresija

Page 11: Kompresija Audio i Video Materijala

TV i videoTV i video standardistandardi

Postoje tri vodeća standarda: Evropa (Postoje tri vodeća standarda: Evropa (PAL i SECAMPAL i SECAM), Amerika i ), Amerika i Japan (Japan (NTSCNTSC). ).

NTSC NTSC ((NNational ational TTelevision elevision SSystems ystems CCommittee) – sistem zastupljen ommittee) – sistem zastupljen je na području Severne Amerikeje na području Severne Amerike

NTSCNTSC Predstavlja kompozitni video-zapis koji je izvorno morao Predstavlja kompozitni video-zapis koji je izvorno morao omogućiti prihvatanje crno-belih i obojenih video-zapisa.omogućiti prihvatanje crno-belih i obojenih video-zapisa.

NTSC sistem sadrži 525 horizontalnih linija slike koja se prikazuje s NTSC sistem sadrži 525 horizontalnih linija slike koja se prikazuje s ukupno 30 slika u 1 sekundi što daje prilično kvalitetan prikaz ukupno 30 slika u 1 sekundi što daje prilično kvalitetan prikaz pokretne slikepokretne slike

Video kompresijaVideo kompresija

Page 12: Kompresija Audio i Video Materijala

Video kompresijaVideo kompresija

PAL PAL (P(Phase hase AAltemating ltemating LLine) – sistem nastao je u Evropi i prilično ine) – sistem nastao je u Evropi i prilično je pouzdan i gotovo neosetljiv na primene u prenosnom sistemuje pouzdan i gotovo neosetljiv na primene u prenosnom sistemu

PAL sistem sadrži 625 horizontalnih linija slike koja se prikazuje s PAL sistem sadrži 625 horizontalnih linija slike koja se prikazuje s ukupno 25 slika u sekundi što daje dovoljno uverljivu pokretnu ukupno 25 slika u sekundi što daje dovoljno uverljivu pokretnu slikusliku

Kod lošijih uređaja može uočiti zaostajanje pojedinačnih slikaKod lošijih uređaja može uočiti zaostajanje pojedinačnih slika

Page 13: Kompresija Audio i Video Materijala

PALPAL SECAMSECAM NTSCNTSC

SkraćenicaSkraćenica Phase Alternate LinePhase Alternate Line Secquential Couleur Secquential Couleur Avec MemorieAvec Memorie

National Television National Television System CommitteeSystem Committee

Broj hor. linijaBroj hor. linija 625625 625625 525525

Broj poluslikaBroj poluslika 5050 5050 59,9459,94

Broj slikaBroj slika 2525 2525 29,9729,97

Standard za bojeStandard za boje PALPAL SECAMSECAM NTSCNTSC

Video kompresijaVideo kompresija

Zajedničke karakteristike sva tri standarda su: Zajedničke karakteristike sva tri standarda su: • rezolucija slike (broj horizontalnih linija), rezolucija slike (broj horizontalnih linija), • broj poluslika u sekundi i broj poluslika u sekundi i • način beleženja informacije o bojama. način beleženja informacije o bojama. • U tabeli su prikazane osnovne karakteristike sva tri U tabeli su prikazane osnovne karakteristike sva tri

standarda.standarda.

Page 14: Kompresija Audio i Video Materijala

KompresijaKompresija slikeslike

U računarskoj tehnici postoje dve vrste slika:U računarskoj tehnici postoje dve vrste slika:– Bitmapirane slike,Bitmapirane slike,– Vektorske slike iVektorske slike i– Animirane slike.Animirane slike.

Sa aspekta slike, potrebno je videti proces kreiranja i proces Sa aspekta slike, potrebno je videti proces kreiranja i proces obrade slika, formati zapisa koji se koriste i kompresija slika. obrade slika, formati zapisa koji se koriste i kompresija slika. Razvojem računarskih tehnologija, u poslednje vreme se sve Razvojem računarskih tehnologija, u poslednje vreme se sve više koriste i pojam animiranih slika.više koriste i pojam animiranih slika.

Page 15: Kompresija Audio i Video Materijala

Bit mapa terminBit mapa termin (često sretan termin je i rasterska slika) u (često sretan termin je i rasterska slika) u značenju predstavlja crno-belu sliku, podrazumevajući da se svaki značenju predstavlja crno-belu sliku, podrazumevajući da se svaki piksel odnosi na jedan bit podataka, 0 ili 1 (isključeno ili piksel odnosi na jedan bit podataka, 0 ili 1 (isključeno ili uključeno). uključeno).

Drugačije viđene rastera ili bit mape jeste prikaz najmanje jednog Drugačije viđene rastera ili bit mape jeste prikaz najmanje jednog do neograničenog broja polja na površini određene veličine, koje do neograničenog broja polja na površini određene veličine, koje zajedno stvaraju mozaik kada se složi, čini jednu kompaktnu zajedno stvaraju mozaik kada se složi, čini jednu kompaktnu celinu, sliku.celinu, sliku.

KompresijaKompresija slikeslike

Page 16: Kompresija Audio i Video Materijala

Rasterska grafikaRasterska grafika je crtanje pomoću mozaika piksela, pri čemu je crtanje pomoću mozaika piksela, pri čemu svaki piksel nosi informaciju o boji koju predstavlja. Informacija nije svaki piksel nosi informaciju o boji koju predstavlja. Informacija nije fiksna. fiksna.

Veličina crteža ilislike dobijene na ovaj način zavisi direktno od broja Veličina crteža ilislike dobijene na ovaj način zavisi direktno od broja piksela koju je čine. piksela koju je čine.

U direkktnoj proporciji se nalazi i podatak da od broja piksela koju U direkktnoj proporciji se nalazi i podatak da od broja piksela koju čine jedna slika, zavisi i kvalitet same slike ali i njena fizička veličina čine jedna slika, zavisi i kvalitet same slike ali i njena fizička veličina na disku računara. na disku računara.

Rasterska slikaRasterska slika ima puno mana i nedostataka, ali to je ujedno i ima puno mana i nedostataka, ali to je ujedno i jedini način da se prikažu fotorealistične slike ili fotografije.jedini način da se prikažu fotorealistične slike ili fotografije.

KompresijaKompresija slikeslike

Page 17: Kompresija Audio i Video Materijala

U zavisnosti od broja boja prikazanih na rasterskoj slici možemo U zavisnosti od broja boja prikazanih na rasterskoj slici možemo razlikovati sledeće modalitete slike:razlikovati sledeće modalitete slike:

1-bitna slika,1-bitna slika, 8-bitna slika,8-bitna slika, 16-bitna slika,16-bitna slika, 24-bitna slika i24-bitna slika i 32-bitna slika.32-bitna slika.

KompresijaKompresija slikeslike

Page 18: Kompresija Audio i Video Materijala

Važno je napomenuti da je uz poznavanje određenih Važno je napomenuti da je uz poznavanje određenih programskih tehnika moguće konvertovanje različitih formi programskih tehnika moguće konvertovanje različitih formi slika: bit mapiranu sliku i vektorsku i obrnuto.slika: bit mapiranu sliku i vektorsku i obrnuto.

KompresijaKompresija slikeslike

Page 19: Kompresija Audio i Video Materijala

VektorVektor kao pojam u grafici i matematici označava liniju koji ima kao pojam u grafici i matematici označava liniju koji ima svoju dužinu i smer. svoju dužinu i smer.

Prema tome, linije vektora je moguće prikazati u koordinatnom Prema tome, linije vektora je moguće prikazati u koordinatnom sistemu zato što u osnovi imaju samo te dve važne vrednosti. Te sistemu zato što u osnovi imaju samo te dve važne vrednosti. Te vrednosti su promenjljive. vrednosti su promenjljive.

Vektorska grafika označava način "Vektorska grafika označava način "crtanjacrtanja" pomoću tih vektorskih " pomoću tih vektorskih linija koje mogu činiti vektorske objekte. linija koje mogu činiti vektorske objekte.

Pri tom svaka linija sadrži tri podatka: dužinu, smeri podatak o boji Pri tom svaka linija sadrži tri podatka: dužinu, smeri podatak o boji linije. U slučaju da te linije čine neki objekat, četvrti podatak je boja linije. U slučaju da te linije čine neki objekat, četvrti podatak je boja popune (popune (fillfill).).

KompresijaKompresija slikeslike

Page 20: Kompresija Audio i Video Materijala

Vektorskim objektom smatra se svaki spoj jedne ili više linija Vektorskim objektom smatra se svaki spoj jedne ili više linija koje su "koje su "zatvorenezatvorene" -znači početna tačka linije ujedno je i " -znači početna tačka linije ujedno je i završna tačka. završna tačka.

Dakle sve se unutar vektorske grafike svodi na više Dakle sve se unutar vektorske grafike svodi na više jednostavnih matematičkih formula pri čemu računar "pamti" jednostavnih matematičkih formula pri čemu računar "pamti" najmanje dva, a najviše četiri podatka, pa takve slike i crteži najmanje dva, a najviše četiri podatka, pa takve slike i crteži zauzimaju malo fizičkog prostora na medijima (tvrdi disk, zauzimaju malo fizičkog prostora na medijima (tvrdi disk, disketa, CD, DVD itd.). disketa, CD, DVD itd.).

Veličina vektora menja se matematički promenom vrednosti Veličina vektora menja se matematički promenom vrednosti dužine i smera. dužine i smera.

KompresijaKompresija slikeslike

Page 21: Kompresija Audio i Video Materijala

Razvojem tehnologije poslednjih godina je dovela do masovne Razvojem tehnologije poslednjih godina je dovela do masovne upotrebe različitih tehnologija za obradu i prikazivanje slika u upotrebe različitih tehnologija za obradu i prikazivanje slika u specifičnim primenama (DTP, grafika, štamparstvo, umetnost...) specifičnim primenama (DTP, grafika, štamparstvo, umetnost...) tako i u svakodnevnom životu. tako i u svakodnevnom životu.

Činjenica da digitalna fotografija i njena obrada zahteva velike Činjenica da digitalna fotografija i njena obrada zahteva velike hardverske (memorijske) resurse od strane računara javila se hardverske (memorijske) resurse od strane računara javila se potreba za kompresijom slika. potreba za kompresijom slika.

Potreba za kompresijom je jošjače izražena zbog same prirode Potreba za kompresijom je jošjače izražena zbog same prirode izrade memorijskih kapaciteta računara, čija je izrada još uvek izrade memorijskih kapaciteta računara, čija je izrada još uvek skupa, s toga da je jedini izlaz nađen u kompresija slika. skupa, s toga da je jedini izlaz nađen u kompresija slika.

Ove specifične zahteve ispunjava kompresija pod nazivom JPEG.Ove specifične zahteve ispunjava kompresija pod nazivom JPEG.

KompresijaKompresija slikeslike

Page 22: Kompresija Audio i Video Materijala

JPEGJPEG je postupak za kompresiju slike. Dolazi iz firme Joint je postupak za kompresiju slike. Dolazi iz firme Joint Photographics Experts Group.Photographics Experts Group.

Metod kompresije je stvoren za kompresiju kako crno-belih slika, Metod kompresije je stvoren za kompresiju kako crno-belih slika,

tako i prirodnih i realnih scena. Zbog velikog stepena kompresije i tako i prirodnih i realnih scena. Zbog velikog stepena kompresije i malih gubitaka našao je primenu u velikom broju aplikacija različitih malih gubitaka našao je primenu u velikom broju aplikacija različitih tipova, na primer WWW aplikacije. tipova, na primer WWW aplikacije.

KompresijaKompresija slikeslike

Page 23: Kompresija Audio i Video Materijala

JPEG je razvijen na osnovu sledećih principa i načela:JPEG je razvijen na osnovu sledećih principa i načela:– Kompresija mora zadovoljiti veliki kvalitet slike uz male gubitke,Kompresija mora zadovoljiti veliki kvalitet slike uz male gubitke,– Mora postojati mogućnost definisanja odnosa kvaliteta i gubitaka Mora postojati mogućnost definisanja odnosa kvaliteta i gubitaka

u postupku kompresije slike,u postupku kompresije slike,– Kompresija mora biti aplikativna na sve vrste digitalnih slika, koja Kompresija mora biti aplikativna na sve vrste digitalnih slika, koja

nesme biti ograničena sa veliinom slike, brojem (dubinom boja), nesme biti ograničena sa veliinom slike, brojem (dubinom boja), visinom i širinom slike, složenošću (realnošću) scena,visinom i širinom slike, složenošću (realnošću) scena,

– Da se kodiranje slike odvija red po red (sekvencijalno kodiranje),Da se kodiranje slike odvija red po red (sekvencijalno kodiranje),– Kodiranje bez gubitaka (lossless),...Kodiranje bez gubitaka (lossless),...

KompresijaKompresija slikeslike

Page 24: Kompresija Audio i Video Materijala

Kontrolna pitanjaKontrolna pitanja

1.1. Šta podrazumeva postupak kompresije i koja je njena Šta podrazumeva postupak kompresije i koja je njena najčešća primena? najčešća primena?

2.2. Na čemu se zasniva sistem zapisa? Na čemu se zasniva sistem zapisa?

3.3. Kakve vrste slika postoje u računarskoj tehnici?Kakve vrste slika postoje u računarskoj tehnici?

4.4. Na osnovu kojih principa i načela je razvijen JPEG?Na osnovu kojih principa i načela je razvijen JPEG?