Учебное пособие

С.Н.Ярышев

Цифровые методы записи и воспроизведения видеоинформации

Санкт-Петербург

Министерство образования и науки Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

С.Н.Ярышев

ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ

Учебное пособие

Санкт-Петербург

Ярышев С.Н. Цифровые методы записи и воспроизведения видеоинформации. – СПб: НИУ ИТМО, 2012. – 88 с.

В учебном пособии изложены основные методы записи и воспроизведения видеоинформации, включающие в себя методы аналого-цифрового преобразования, методы сжатия цифровых видеопроследовательностей без потери и с потерей информации.

Учебное пособие предназначено для студентов по направлению подготовки бакалавров и магистров 200400 – «Оптотехника» и по специальности 200401 - "Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения".

Рекомендовано к печати Ученым советом ФОИСТ, от _______ 2012 г., протокол №

Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области приборостроения и оптотехники для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 200400 «Оптотехника» и магистерским программам 200200.68.01 протокол № ______ от «___» ___________2011 г.

В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного конкурса, в результате которого определены 12 ведущих университетов России, которым присвоена категория «Национальный исследовательский университет». Министерством образования и науки Российской Федерации была утверждена программа его развития на 2009–2018 годы. В 2011 году Университет получил наименование «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»

Ó Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики, 2012

ÓС.Н.Ярышев, 2012

Содержание

1 ВВЕДЕНИЕ. 5

2 АНАЛОГОВЫЙ И ЦИФРОВОЙ ВИДЕОСИГНАЛЫ.. 5

2.1 Аналоговый видеосигнал стандартного разрешения. 6

2.2 Аналоговый видеосигнал высокой четкости. 11

2.3 Основные принципы аналого-цифрового преобразования видеосигнала 13

2.4 Цифровой видеосигнал стандартного разрешения. 17

2.5 Цифровой видеосигнал высокой четкости. 21

2.6 Цвет в телевидении высокой четкости. 30

2.7 Передача данных стандартов ТВЧ. 31

2.8 Будущие форматы ТВЧ. 33

3 ЗАПИСЬ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ЦИФРОВОГО ВИДЕОСИГНАЛА.. 34

3.1 Основные методы компрессии цифрового видеосигнала. 35

3.2 Методы сжатия без потери информации. 37

3.3 Алгоритм сжатия RLE. 38

3.4 Алгоритм Хаффмана. 39

3.1 Арифметическое сжатие. 40

3.2 Методы сжатия с потерей информации. 42

3.3 Использование методов преобразования сигналов. 44

3.4 Дискретное косинусное преобразование. 45

3.5 Алгоритм сжатия изображения JPEG.. 46

3.6 Методы межкадрового сжатия. 50

3.7 Семейство алгоритмов MPEG.. 51

3.8 Алгоритм MPEG-4. 57

3.9 Вейвлет-преобразование. 63

4 Методы записи и воспроизведения видеоинформации в телевизионных системах безопасности. 68

5 Методы цифровой видеозаписи на физические носители. 74

6 Заключение. 81