Digitális videorendszerek

HEXIUM Műszaki Fejlesztő Kft., 1134 Budapest, Váci út 51/b Tel: (+36 1) 320-8338, Fax: (+36 1) 340-8072, Email: [email protected], Honlap: www.hexium.hu

LADÁNYI PÉTER (PATKÓ TAMÁS, DR. NAGY TAMÁS, MÁTHÉ JÓZSEF)

Digitális videorendszerek I. A digitális videotechnika alapjai

BEVEZETÉS.................................................................................................................................................................................2 1.

AZ ANALÓG KÉP DIGITALIZÁLÁSA..........................................................................................................................2 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

2.

A DIGITALIZÁLÁS MŰVELETE ............................................................................................................................................2 BEMENETI FOKOZAT .........................................................................................................................................................3 SZINKRONIZÁCIÓ...............................................................................................................................................................3 ANALÓG VEZÉRLŐ ÉS FELDOLGOZÓ EGYSÉG .....................................................................................................................4 KIMENETI JELFORMÁLÓ ÁRAMKÖR ...................................................................................................................................4 DIGITÁLIS KIMENETI FORMÁTUMOK ..................................................................................................................................5 DIGITÁLIS ILLESZTŐFOKOZAT ............................................................................................................................................5

DIGITÁLIS KÉPEK FELÉPÍTÉSE .................................................................................................................................5 2.1 KÉPTÁROLÁSI MÓDOK.......................................................................................................................................................5 2.1.1 2 színű bittérképes üzemmód (fekete-fehér) ............................................................................................................5 2.1.2 Szürke skálás üzemmód ..........................................................................................................................................6 2.1.3 Indexelt színes üzemmód.........................................................................................................................................6 2.1.4 RGB színes üzemmód..............................................................................................................................................6 2.1.5 YUV vagy YCrCb (színkülönbségi) üzemmód .........................................................................................................6 2.2 TÁROLÁSI FORMÁTUMOK ..................................................................................................................................................6 2.3 BIZTONSÁGTECHNIKAI SZEMPONTOK ................................................................................................................................6

3.

DIGITÁLIS KÉPEK TÖMÖRÍTÉSE ..............................................................................................................................7 3.1 3.2

4.

ÁLLÓKÉPEK - MOZGÓKÉPEK ....................................................................................................................................7 4.1 4.2 4.3

5.

ADATVESZTÉS NÉLKÜLI TÖMÖRÍTÉSEK .............................................................................................................................7 ADATVESZTÉSES TÖMÖRÍTÉSEK ........................................................................................................................................7 MPEG (MOVING PICTURE EXPERT GROUP) .....................................................................................................................7 PCT ..................................................................................................................................................................................8 DELTA-JPEG ....................................................................................................................................................................8

IRODALOMJEGYZÉK, HIVATKOZÁSOK..................................................................................................................8

(C)HEXIUM - DIGITÁLIS VIDEORENDSZEREK I.

1


Bevezetés A sorozatunk célja, hogy egyszerű és érthető írások segítségével betekintést nyújtsunk a digitális videorendszerek belső felépítése és működése iránt érdeklődőknek. Nem célunk a piacon kapható eszközök bemutatása, viszont szeretnénk ezen új technikát és az általa nyújtott lehetőségeket és szolgáltatásokat, az ezen a területen általánosan alkalmazott módszereket biztonságtechnikai szempontok szerint ismertetni. Reméljük, cikksorozatunk segítségére lesz mindazoknak, akik hasonló rendszereket szándékoznak vásárolni, vagy éppen ügyfeleiknek szeretnék a műszakilag legjobb megoldást kiválasztani. Ez alkalommal a kép digitalizálásának néhány általunk fontosnak tartott szakmai részletét ismertetjük, és a teljesség igénye nélkül szeretnénk betekintést adni a digitális kép ábrázolásának és tárolásának módjaiba.

1. Az analóg kép digitalizálása Ahhoz, hogy a képi adat, mint digitális információ (számok sorozata) álljon rendelkezésre, egy video-digitalizáló egységre van szükség. Ez fogadja a szabványos NTSC, PAL vagy SECAM video-jelet (jeleket), és alakítja át digitális információvá a berendezés többi egysége számára. Ezek után a kép digitális adat formájában kerül feldolgozásra, így a rendszerbe kerülő képi adat minősége és paraméterei jelentősen meghatározó tényezők a további feldolgozás szempontjából. A piacon már viszonylag kompakt rendszerek kaphatók, és az adatlapok csak néha tartalmaznak a digitalizáló egységgel kapcsolatos információkat, jelentősége miatt azonban egy kicsit részletesebben kell vele foglalkozni. A digitalizáló egység az alkalmazott rendszertől függően például egy külön kártya, mely adott esetben cserélhető, így a szervízelés előnyei mellett a paraméterei is a felhasználó igényei szerint optimálisan választható ki. Itt egy fontos tényezőre mindenképpen fell kell hívnunk a figyelmet. A kártyás megoldás -vitathatatlan előnyei mellett- magában hordozza azt a veszélyt, hogy a kártyát egy, a kereskedelemben kapható kommersz, ámde roppant olcsó kártyával helyettesítsük, amelyet multimédiás otthoni használatra terveztek (némelyiken TV-tuner, sőt teletext is van), nem pedig egy 24 órás, folyamatos működésű felügyeleti rendszer egyik meghatározó elemének (persze a cserének feltétele, hogy a szoftver is képes legyen az új kártyát kezelni). Következzék tehát a digitalizálás elmélete, valamint a digitális videorendszerek lényeges elemének, a digitalizáló egységnek néhány jellemző paramétere.

1.1 A digitalizálás művelete A digitalizálás alkalmával az időben folytonos videojelből egy időben diszkrét, viszont digitális információ keletkezik, melynek további feldolgozása kizárólag digitális áramköröket, ill. szoftvert igényel. Ez -ha a rendszer felépítése olyan- a felhasználást, a modularitást, a bővíthetőséget nagymértékben megkönnyítheti (a felhasználóét sajnos nem feltétlenül). Ez azt jelenti, hogy a jelből adott időnként mintát kell venni (ez a mintavételezés), melyet egy számértékkel (N) megfeleltetve a digitalizálás megtörténik. A megfeleltetés alapja, hogy az analóg pillanatnyi jelszintet egy alapegység (kvantum) Nszeresével helyettesítik, ahol a kvantum a jel egy kicsiny tartománya (a kvantum és az N szorzata az eredeti analóg szintet adja). Ezt a műveletet a teljes képre elvégezve a teljes digitális kép megkapható (természetesen ez csak a művelet lényege, a tényleges digitalizálás nem ennyire egyszerű). Két mintavétel között eltelt idő a keletkező digitális kép felbontásának meghatározó tényezője, rövidebb időhöz nagyobb felbontás tartozik. A mintavételezett adat a kép egy pontját adja (pixel), és a rendszer által alkalmazott szóhosszúságnak megfelelő számtartományt ölel át. Ez pl. 8 bit esetén 256 féle variáció, ami egy szürkeskálás kép esetén 256 lépcsőt jelent, ahol 0 a fekete és 255 a fehér (1 Vpp jel esetén a kvantum kb. 4 mV).


1.1. ábra, Az analóg és a digitális jel

2


1.1.a. ábra, Felbontás: 96(H) x 72(V)

1.1.c. ábra, Felbontás: 288(H) x 216(V)

1.1.b. ábra, Felbontás: 192(H) x 144(V)

1.1.d. ábra, Felbontás: 384(H) x 288(V)

1.2 Bemeneti fokozat A legtöbb digitális videorendszer rendelkezik video-multiplexer funkcióval is, melyet általában a digitalizáló áramkör előtti kapcsoló fokozat (vagy az alkalmazott nagybonyolultságú VLSI áramkörben lévő kapcsolók) segítségével realizálnak. Ez a szolgáltatás a megfelelő bemeneti vonal kiválasztásán túl lehetővé teszi azt is, hogy a kimeneti jel -amennyiben a rendszer biztosítja a kimeneti funkciót- tetszőleges csatlakozási pontra kapcsolható legyen. A rendszer kiválasztásakor nem utolsó szempont az sem, hogy hány kamerát képes fogadni, és mennyi lehet maximálisan a video-kimenetek száma. Mivel a digitalizáló egység és a külvilág közötti kapcsolatot éppen ez az áramkör biztosítja (a videojel itt csatlakozik a készülékbe), a videojel fogadásához szükséges csatolóelemek is itt találhatók (a koaxiális kábel hullám-impedanciájának megfelelő 75 Ω-os ellenállás és csatolókondenzátor), melyre a videojelet vezető vezetékszakaszban keletkező reflexiók elkerülése érdekében van szükség.

1.3 Szinkronizáció A jóminőségű kép készítésének feltétele, hogy a szinkronjeleknek megfelelően legyenek a képek digitalizálva. A videojel szinkronjelei a nem megfelelő kábeltípus választásából, az elvezetés hosszából, ill. a tápellátás zavaraiból adódóan a videojelben kisebb-nagyobb zavarok, hosszabb-rövidebb szünetek is előfordulhatnak, melynek következtében a videojelre adott esetben jelentős zavarjelek kerülhetnek. Ennek eredményeként a videojelben található szinkroninformációk sérülhetnek, melynek eredményeként a kép digitalizálása késni vagy sietni fog, a kép összetöredezett lesz, stb. A fenti hátrányokat a digitalizáló egység szinkronizáló áramkörei túlnyomórészt kivédik, a szinkrontévesztésből adódó hibát megelőzik. Ez egy PLL (fáziszárt hurok) segítségével oldható meg, amely fázisdetektort, szűrőt, feszültség vezérelt


3


oszcillátort és frekvenciaosztót tartalmaz. Feladata, hogy a belső referencia és a külső videojel által szolgáltatott szinkronjelek időkülönbségeit elnyomja, ezáltal a két jelet “egymásra húzva” megfelelő digitális képet állítson elő. Ezt úgy valósítja meg, hogy a referencia A szinkronáramkör feladata a kép és sorszinkronok alapján a megfelelő félkép azonosítása és kiválasztása is, melyre a digitalizálási folyamat elindítása miatt van szükség.

1.4 Analóg vezérlő és feldolgozó egység Az analóg vezérlő és feldolgozó egység feladata, hogy a beérkező analóg video jelet alkalmas szűrők és illesztő áramkörök segítségével megfelelően előkészítse a digitalizáláshoz, majd elvégezze a digitalizálást. Egyes rendszereknél a multiplexer funkciót is itt valósítják meg, közvetlenül a digitalizálást követően. Ebben az esetben a bemeneti áramköröket ismétlik meg annyiszor, ahány bemeneti csatornát az egység kezelni képes. Előnyös, ha az analóg áramkör statikus erősítés és AGC paraméterei az alkalmazói szoftver által beállíthatók a kép minőségének optimalizálása érdekében. Egyes rendszerekben az AGC-késleltetés ideje is beállítható (megjegyezzük, hogy az ebben a részben említett alacsony szintű regisztereket többnyire a gyártó cég az optimumra állítja, így módosításuk csak igen ritkán, speciális esetben szükséges). Az analóg jelre könnyen kerülnek zavarjelek, különösen veszélyes a belső digitális órajel és egyéb nagysebességű digitális jelek. Ennek elkerülése érdekében a berendezés tervezői megfelelő jelvezetéssel és árnyékolással látják el az erre érzékeny áramköri részeket. További védelem, hogy az analóg videojelet egy erre a feladatra alkalmas beépített (pl. anti-aliasing) szűrő segítségével szokták javítani. Az analóg vezérlő és feldolgozó egység A/D konvertere végzi a video-jel digitalizálását. Ezt jobb rendszerekben 8 bites flash A/D konverterrel végzik (működési elve a 2. ábrán látható), de található ennél kisebb felbontóképességgel rendelkező (4-6 bites) megoldás is. A bitszám az egy pixelt reprezentáló szó-hosszúságot jelenti, növekedésével a kép tónusai, színei részletgazdagabbak lesznek. Itt meg kell említenünk még egy fontos jellemzőt, a digitális kép grafikai felbontását. A felbontás növekedésével a továbbiakban feldolgozandó adatmennyiség jelentősen növekszik, de a helytelenül megválasztott kis felbontás információtartalma szegényes, amivel egy esetleges éles helyzetben a digitális rendszer alkalmatlansága igen könnyen biztosítható. Kellemetlen, amikor az igen drága eszközről bebizonyosodik, hogy a régi VHS rendszer képminőségét sem éri el, így a rögzített képek felhasználása (bár a rögzített képi információ az idő múlásával nem romlik) nem lehetséges. A jobb rendszerek grafikai felbontása 768(H) x 576(V) vagy annál nagyobb, a VHS magnók felbontásának a 320(H) x 200(V) körüli felbontás felel meg.

1.5 Kimeneti jelformáló áramkör

2. ábra, Az n bites flash A/D átalakító A kimeneti jelformáló áramkör feladata, hogy a már digitális képi információ korrekcióját elvégezze, esetleg irányított képfeldolgozó funkciókkal elősegítse a további műveletek egyszerű elvégzését. Feladata például a digitális fényesség (brightness), kontraszt (contrast), színárnyalat (hue), színtelítettség (saturation) paraméterezése, ritkábban nagyítás (zoom), képélesítés, stb. Természetesen mindezen funkciók csak abban az esetben tudják a rendszer színvonalát emelni, ha az alkalmazott szoftver képes ezeket kihasználni.


4


1.6 Digitális kimeneti formátumok A digitalizáló egység a digitális információt számos formátumban képes a további feldolgozó áramkörök (és szoftver) számára biztosítani. Ez jelentősen befolyásolja a rendszer által elérhető (lásd később) exportkép formátumokat, tömörítési módokat. A digitalizáló egység általánosan használt kimeneti formátumait a következő pontban ismertetjük.

1.7 Digitális illesztőfokozat Ahhoz, hogy a további digitális áramkörök a képet feldolgozhassák, az adatokhoz való hozzáférést valamilyen módon biztosítani kell. Ezt leggyakrabban egy belső mikroprocesszor busz teszi lehetővé, amin keresztül a képi adatok a digitalizáló egység memóriájából a rendszer memóriájába másolódnak át. Gyakori az is, hogy a digitalizáló egység közvetlenül a központi egység memóriájába dolgozik, ezzel gyorsabb feldolgozást téve lehetővé. A központi egység például egy vezérlőbuszon keresztül tartja a kapcsolatot a digitalizáló egységgel, ezen a buszon adja át a paramétereket, parancsokat. Ez lehet I2C busz, vagy akár a meglévő mikroprocesszor busz.

2.1.1. ábra, 2 színű kép (ff)

2.1.3. ábra, indexelt színes mód (16 szín)

2.1.2. ábra, szürkeskálás kép (8 bites)

2.1.4. ábra, 24 bites RGB kép

2. Digitális képek felépítése A digitalizálás után most nézzük meg a digitális videorendszerek export funkciója által keletkező képállományok felépítését.

2.1 Képtárolási módok 2.1.1 2 színű bittérképes üzemmód (fekete-fehér) A legegyszerűbb és legrégibb üzemmódok egyike, a képet bit szintű információ hordozza, ahol a 0-ás bit helyén sötét pont van (fekete), az 1-es bit helyén pedig világos (fehér). Ennek megfelelően egy bájt nyolc képpontot tartalmaz.


5


Biztonságtechnikai rendszerekben nem igen alkalmazzák, mert a kép árnyalatmentes, ill. a szükséges árnyalathoz nagyságrendekkel nagyobb felbontás lenne szükséges.

2.1.2 Szürke skálás üzemmód A fekete fehér kamera digitalizálása esetén az információhoz szürkeskálás formátumban lehet hozzáférni. 8 bites intenzitásmélység alkalmazásakor egy bájt egy képpont intenzitását tartalmazza. A számértékek kódolása előjel nélküli bináris formában történik. Biztonságtechnikai rendszerekben fekete-fehér kamerák (video-bemenetek) használata esetén gyakran alkalmazzák, mert (megfelelő eszközök és felbontás használata esetén) a visszaadott kép foto minőségű.

2.1.3 Indexelt színes üzemmód Az indexelt színes üzemmódban a képi információ egy adott számú (többnyire 4, 16, 64 vagy 256) színre bontva történik meg, mely színeket külön tárolni kell pl. RGB kódok szerint. A képi adat ezután csak hivatkozás a megfelelő számú színkódra, így egy képponthoz mindössze egyetlen bájtra van szükség, de a teljes képen alkalmazható színek száma jelentősen korlátozott. Alkalmazása tulajdonképpen a számítógépes generált, ill. rajzolt képek miatt vált gyakorivá. A digitalizált képek tárolására a kevés számú szín miatt nem szerencsés, használata ezért a digitális video-rendszerekben nem jelentős.

2.1.4 RGB színes üzemmód A színes digitalizálás egyik legelterjedtebb formátuma, a digitalizáló egység a videojelet 3 alapszínre bontva színsíkokat hoz létre, melyek egyenkénti felbontása a digitális kép felbontásával egyezik meg. Ennél a formátumnál a teljes digitális kép által igényelt memóriaterület nagysága egy ugyanolyan felbontású és intenzitásmélységű szürkeskálás kép háromszorosának megfelelő.

2.1.5 YUV vagy YCrCb (színkülönbségi) üzemmód A digitális kép tárolása számos egyéb módon történhet, ezek közül talán a színkülönbségi üzemmód érdemel számottevő említést. A kódolás alapja (az emberi látásnak megfelelően) az, hogy a színinformáció felbontása feleakkora, mint a világosságjelé, azaz két világosság információhoz egy színinformáció tartozik. Ennek megfelelően kisebb memóriaterület szükséges egy kép eltárolásához, mint ugyanolyan feltételek esetén RGB üzemmódban. A formátum másik jellemzője, hogy nem a 3 alapszín tárolódik, hanem a világosságjel és a színjel különbsége, így bizonyos tömörítési és egyéb képfeldolgozási műveletek egyszerűbben végezhetők. A világosságinformáció előjel nélküli, a színkülönbségi információ előjeles bináris formában tárolódik. Biztonságtechnikai alkalmazása a JPEG alapú adatvesztéses tömörítéseket alkalmazó rendszerekben jelentős [4.].

2.2 Tárolási formátumok A témával kapcsolatos rendszerek többféle szabványos formátumot támogatnak (BMP, JFIF, JPEG, PCX, TIFF, stb.), így biztosítható a képek további kiértékelése más szoftver segítségével. Ez igen jelentős előny az analóg rendszerekhez képest, hiszen itt a lehetőségek szinte korlátlanok. Ha az alkalmazott rendszer által biztosított képfeldolgozó szolgáltatások között nem található éppen megfelelő, a kereskedelemben egész biztosan hozzáférhető a szükséges szoftver. Ennek feltétele, hogy a videorendszer képes legyen szabványos formátumban képet exportálni. A digitális rendszerek által támogatott számos képformátum felépítésének és jellemzőinek áttekintése nem célunk, de a szakirodalomban [1.] bővebb információk is találhatók a témával kapcsolatban.

2.3 Biztonságtechnikai szempontok Fontos megkülönböztetni a rendszer által használt és kezelt, ill. az exportált képek tárolási üzemmódjait. Az elsőnél cél a könnyű kezelhetőség és az adatbiztonság (adat és információvédelem szempontjából is), míg a másodiknál a szabványos és közismert formátum. Éppen ezért nem szerencsés, ha a rendszer által kezelt, esetleg publikus telefonvonalon továbbított, riasztási információt is tartalmazó képek formátuma közismert, szabványos formátum. Egy esetleges intelligens szabotázs esetén ugyanis nemcsak a képek értékelhetők ki az illetéktelen behatoló által, de a helyettesíthetőség veszélye is felmerül. Ugyanez vonatkozik az adatátviteli protokollra is. Elfogadhatatlan, hogy egy biztonságtechnikai rendszer egy közismert (pl. ZMODEM) protokoll segítségével továbbítson információkat. Az alkalmazáshoz árban és műszakilag is illeszteni kell az adott rendszert. Ennek egyik fő szempontja, hogy az alkalmazandó rendszer által használt kommunikációs protokoll a vonatkozó magyar szabványnak milyen mértékben tesz eleget [2.]


6


3. Digitális képek tömörítése A digitális képek tárolási problémáiról és a lehetséges tömörítési módokról részletesebben egy későbbi részben lesz szó, ezért most csak lényegi áttekintést adunk. A digitális technikában felhasznált, digitalizálás útján keletkező adatok tárolása és kezelése mindig nagy problémát okozott a témával foglalkozó szakemberek számára. Idővel erre is találtak megoldást, nem is keveset: a nagyszámú adatot tömörítve kell tárolni, így ugyanaz (vagy közel ugyanaz) az információ kevesebb adattal is leírható. A nagy mennyiségű adat kezelése még mindig gondot jelent, és ez korlátozza a digitális videotechnika térhódítását. Azonban a technika rendkívül gyors fejlődését tekintve a probléma jelentősége a jövőben valószínűleg csökkenni fog.

3.1 Adatvesztés nélküli tömörítések A módszerek alapja legtöbbször az, hogy az adatcsomagban használt azonos szóhosszúságú adatokat rövidebb szóval, míg a ritkán használt bit-csoportokat az egységnyi szónál hosszabb szóval helyettesítik, így a keletkező adatcsomag eredő mérete az eredetihez képest rövidebb lesz. Mivel a visszaalakításkor (kicsomagolás, kibontás) a nyert információ bitről bitre egyezik az eredeti adatcsomaggal, ezeket a módszereket adatvesztés nélküli tömörítési módoknak hívják (RLE, Huffman, LZW, Delta, stb.). Mivel a megfelelő intenzitásmélységű képek az alsó biteken (LSB) mindig tartalmaznak valamennyi zajt, így a maximálisan elérhető tömörítés nem képes elérni a szükséges szintet. Ezek miatt ennek a tömörítési módnak az alkalmazása a digitális videorendszerekben igen korlátozott, ill. más eljárásokkal közösen alkalmazzák.

3.2 Adatvesztéses tömörítések Adatvesztéses tömörítésnek hívják azokat a tömörítési módokat, ahol a kicsomagolás után nem bitre ugyanaz az információ keletkezik, mint tömörítés előtt. Alkalmazásának előnye, hogy -bár nem száz százalékos a visszaalakítás- az eldobott információ a kép redundanciáját csökkenti, és alig észlelhető változást okoz a képen, ezért a lényegi vizuális információ tulajdonképpen nem nagyon sérül. Az eldobott adatok számához képest az érzékelhető változás nem jelentős, így az elérhető kompresszió messze jobb az adatvesztés nélküli tömörítéshez képest. Alkalmazásának veszélye, hogy nehéz megtalálni a minden körülmények között jól alkalmazható tömörítési arányt, és rossz beállítás esetén ugyan a tároláshoz szükséges kapacitás az eredetinek töredéke lehet, viszont a képtartalom jelentősen sérül (JPEG, EJPEG, Fraktál, stb.). Ez a tömörítési mód képtartalom függő, így egy specifikációban szereplő konkrét adat (tárolható képek száma, képméret, stb.) csak a tömörített kép ismeretében értékelhető. A részletgazdagabb kép tömörítése kisebb mértékben lehetséges (ugyanolyan adatvesztési ráta mellett), mint egy homogén felületben gazdagabb kép. Mivel jelenleg nincs ennél optimálisabb adatvesztés nélküli tömörítési mód, érdemes egy későbbi részben ezzel közelebbről megismerkedni.

4. Állóképek - mozgóképek Eddig az állóképek digitalizálásával, tárolásával és tömörítésével ismerkedtünk meg. Most az eddigiektől elviekben egy kicsit eltérő képekről, képsorozatokról, a mozgásokról lesz szó. Közös a mozgások tömörítési és tárolási algoritmusaiban, hogy nemcsak az aktuális képet használják fel a tömörített tároláshoz, hanem a képet megelőzőt is, így a kettő összefüggéseit vizsgálva és kódolva jelentős hely takarítható meg a mozgási szekvencia tárolásakor.

4.1 MPEG (Moving Picture Expert Group) A formátum biztosítja a kép- és hanginformáció szinkronizálását is. Jelentőségét mi sem bizonyítja jobban, mint az, hogy szabványosították [5.], és folyamatosan fejlesztik, bõvítik az általa nyújtott lehetõségeket. Az eredeti szabvány többszáz oldalas, nincs honosítva1. Az MPEG formátum háromféle képkódolást tartalmaz: Belső képek (I, Intra Pictures), Megjósolt képek (P, Predicted), Kétirányú képek (B, Bidirectional).

1 az angol nyelvű változat a Szabványboltban napijeggyel elvileg korlátlanul megtekinthető, viszont oldalanként többszáz forintba kerül, ha az ember papíron szeretné hazavinni


7


A formátum eléggé közkedvelt, egyes video digitalizáló kártyák is biztosítják ezt a tömörítési lehetőséget, bár a jó minőség (a megfelelően nagy sebesség) itt is megfizethetetlen árral párosul.

4.2 PCT A “Process of Changing Technology” elnevezésű eljárásban kétféle típusú kép kerül tömörítésre. Az első egy JPEG [4.] vagy EJPEG (részletesen lásd a következő részben) tömörítésű, önmagában is teljes frame, míg a következő képi adatok az egymás után következő képek különbsége alapján kerülnek kódolásra. Jellemzője a módszernek, hogy a képtovábbítás biztonságának elősegítése érdekében a különbségi képek tárolása először a jelentős különbségek tárolásával kezdődik (tömörített formában), majd később az egyre kevésbé meghatározó információk (ezt RAIN eljárásnak is nevezik). Így az esetleg kis sebességű kapcsolat üzem közbeni megszakadása esetén (pl. szabotázs) a képből viszonylag kevés információ is értékelhető információt fog adni. Ugyanezt a célt szolgálja az a szintén szoftveresen beállítható opció, hogy a képhez tartozó színinformáció a szürkeskálás képet követően kerül továbbításra. A közelítések távolsága, a képismétlési idő beállíthatók, valamint az eredeti kép, és a különbségi képek tömörítése is paraméterezhetők. Kiválóan használható eljárás, mert az MPEG tömörítésnél jóval olcsóbb, hiszen nem szükséges hozzá speciális (és drága) hardver eszköz, és a tömörített képek is jóminőségűek.

4.2. ábra, A RAIN eljárás által elküldött egymást követő képek

4.3 Delta-JPEG Az alkalmazott tömörítés algoritmusa itt is differenciál típusú, tehát a régi és az aktuális kép közötti eltérések kerülnek tömörítésre. A statikus viszonyítási képet adó referenciakép (a neve itt intrakép) után következnek a differenciálképek (vagy deltaképek), melyek a megadott küszöbértéket átlépő mozgás által generált képek (ezek a képek a változásokat tartalmazzák). Az egymás után következő delta-képek száma és a tömörítési arány beállítható.

5. Irodalomjegyzék, hivatkozások [1.]

C. Wazne Brown and Barrz J. Shepherd: Graphics File Formats Manning ISBN 1-884777-00-7 Prentice Hall ISBN 0-13-303405-4


8


[2.]

Riasztástovábbító rendszerek követelményei: MSZ IEC 839-5:1994

[3.]

Mark Nelson, Jean-Loup Gailly: The Data Compression Book M&T Books ISBN 1-55851-434-1

[4.]

JPEG standard; Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Images, ISO 10918 (ISO/IEC comittee JTC1/SC29/WG10)

[5.]

MPEG standard; Information Technology, Coding of moving pictures and associated audio, For digital storage media at up to about 1.5 MBit/s: ISO CD 11172


9

Digitális videorendszerek

Recommend Documents