An dara cuid:
Aon raster íomhá is féidir a léiriú san fhoirm maitrís déthoiseach. Nuair a thagann sé le dathanna, is féidir an smaoineamh a fhorbairt trí bhreathnú ar íomhá mar maitrís tríthoiseach, ina n-úsáidtear toisí breise chun sonraí a stóráil do gach ceann de na dathanna.
Má mheasann muid an dath deiridh mar mheascán de na mar a thugtar air. dathanna príomhúla (dearg, glas agus gorm), inár maitrís tríthoiseach sainímid trí phlána: an chéad cheann le haghaidh dearg, an dara ceann le haghaidh glas agus an ceann deireanach le haghaidh gorm.
Cuirfimid picteilín (eilimint íomhá) ar gach pointe sa mhaitrís seo. Tá faisnéis i ngach picteilín faoi dhéine (de ghnáth mar luach uimhriúil) gach datha. Mar shampla, picteilín dearg ciallaíonn sé go bhfuil 0 glas, 0 gorm agus uasmhéid dearg ann. Picteilín bándearg is féidir a fhoirmiú ag baint úsáide as meascán de thrí dathanna. Ag baint úsáide as raon uimhriúil ó 0 go 255, sainmhínítear picteilín bándearg mar Dearg = 255, Glas = 192 и Gorm = 203.
Foilsíodh an t-alt seo le tacaíocht ó EDISON.Táimid ag forbairt , agus freisin táimid ag gabháil .
Bealaí eile chun íomhá daite a ionchódú
Tá go leor samhlacha eile ann chun na dathanna a dhéanann suas íomhá a léiriú. Mar shampla, is féidir leat pailéad innéacsaithe a úsáid, a éilíonn ach beart amháin chun gach picteilín a léiriú, in ionad na dtrí cinn a theastaíonn agus an tsamhail RGB á úsáid. I samhail den sórt sin, is féidir maitrís 2D a úsáid in ionad maitrís 3D chun gach dath a léiriú. Sábhálann sé seo cuimhne, ach tugann sé gamut dath níos lú.
RGB
Mar shampla, féach ar an bpictiúr seo thíos. Tá an chéad aghaidh péinteáilte go hiomlán. Is iad na plánaí dearga, glasa agus gorm na cinn eile (léirítear déine na dathanna comhfhreagracha i liathscála).
Feicimid go mbeidh na dathanna dearga sa bhunaidh sna háiteanna céanna ina breathnaítear na codanna is gile den dara aghaidh. Cé gur féidir ranníocaíocht gorm a fheiceáil go príomha ach amháin i súile Mario (aghaidh dheireanach) agus gnéithe dá éadaí. Tabhair faoi deara nuair a chuireann na trí eitleán dath an méid is lú (na codanna is dorcha de na híomhánna) - mustache Mario.
Chun déine gach dath a stóráil, tá gá le líon áirithe giotán - tugtar an chainníocht seo doimhneacht giotán. Ligean le rá go gcaitear 8 giotán (bunaithe ar luach ó 0 go 255) in aghaidh an eitleáin datha. Ansin ní mór dúinn doimhneacht dath de 24 giotán (8 giotán * 3 eitleán R/G/B).
Airí eile de chuid íomhá is ea разрешение, is é sin líon na bpicteilín in aon toise amháin. Is minic a luaitear mar leithead × airde, mar atá san íomhá shampla 4 faoi 4 thíos.
Airíonna eile a ndéileálaimid leis agus sinn ag obair le híomhánna/físeáin is ea cóimheas gné, ag cur síos ar an ngnáthchaidreamh comhréireach idir leithead agus airde íomhá nó picteilín.
Nuair a deir siad go bhfuil scannán nó pictiúr áirithe 16 faoi 9 i méid, is gnách go gciallaíonn siad cóimheas gné taispeáint (DAR - as Cóimheas Gné Taispeána). Mar sin féin, uaireanta d'fhéadfadh go mbeadh cruthanna éagsúla de pixel aonair - sa chás seo táimid ag caint faoi cóimheas picteilín (PAR - as Cóimheas Gné picteilíní).
Nóta don óstach: DVD соответствует DAR 4 go 3
Cé go bhfuil an réiteach DVD iarbhír 704x480, coinníonn sé fós cóimheas gné 4: 3 toisc go bhfuil an PAR 10:11 (704x10 / 480x11).
Agus ar deireadh, is féidir linn a chinneadh físeán cosúil le seicheamh de n frámaí don tréimhse am, ar féidir a mheas mar ghné bhreise. A n ansin an ráta fráma nó líon na bhfrámaí in aghaidh an tsoicind (CCT - as Frámaí in aghaidh an tsoicind).
Is ionann líon na ngiotán in aghaidh an tsoicind a theastaíonn chun físeán a thaispeáint luas tarchurtha - ráta giotán.
giotán = leithead * airde * doimhneacht giotán * frámaí in aghaidh an tsoicind
Mar shampla, bheadh 30 bps nó 24 Mbps (480x240x82,944,000x82,944) ag teastáil ó fhíseán 30 fps, 480 bps, 240x24 - ach sin mura n-úsáidtear aon mhodh comhbhrú.
Má tá an luas a aistriú beagnach seasta, ansin tugtar luas tarchurtha tairiseach (CBR - as ráta seasta giotán). Ach is féidir é a athrú freisin, sa chás seo tugtar é ráta baud athraitheach (VBR - as ráta giotán inathraithe).
Léiríonn an graf seo VBR teoranta, áit nach gcuirtear an iomarca giotán amú i gcás fráma dorcha go hiomlán.
D'fhorbair innealtóirí modh ar dtús chun an ráta fráma braite do thaispeántas físeáin a dhúbailt gan bandaleithead breise a úsáid. Tá an modh seo ar a dtugtar físeán interlaced; Go bunúsach, cuireann sé leath an scáileáin sa chéad "fráma" agus an leath eile sa chéad "fráma" eile.
Faoi láthair, tá radhairc rindreáilte den chuid is mó ag baint úsáide as teicneolaíochtaí scanadh forásacha. Is modh é chun íomhánna gluaiste a thaispeáint, a stóráil nó a tharchur ina dtarraingítear línte uile gach fráma go seicheamhach.
Bhuel! Anois tá a fhios againn conas a léirítear íomhá go digiteach, conas a eagraítear a dathanna, cé mhéad giotán in aghaidh an tsoicind a chaitheann muid chun físeán a thaispeáint, má tá an ráta giotán seasta (CBR) nó athraitheach (VBR). Tá a fhios againn faoi rún tugtha ag baint úsáide as ráta fráma ar leith, táimid eolach ar go leor téarmaí eile, mar shampla físeán interlaced, PAR agus roinnt eile.
An iomarcaíocht a bhaint
Tá a fhios nach féidir físeán gan comhbhrú a úsáid de ghnáth. Thógfadh físeán uair an chloig ag taifeach 720p agus 30 fráma in aghaidh an tsoicind suas 278 GB. Sroicheann muid an luach seo trí 1280 x 720 x 24 x 30 x 3600 a iolrú (leithead, airde, giotán in aghaidh an picteilín, FPS agus am i soicindí).
Úsáid halgartaim comhbhrú lossless, cosúil le DEFLATE (a úsáidtear i PKZIP, Gzip agus PNG), ní laghdóidh sé an bandaleithead riachtanach go leor. Caithfimid bealaí eile a lorg chun físeáin a chomhbhrú.
Chun seo a dhéanamh, is féidir leat úsáid a bhaint as gnéithe ár bhfís. Táimid níos fearr ag idirdhealú a dhéanamh idir gile ná dath. Is éard is físeán ann ná sraith íomhánna seicheamhacha a athdhéantar le himeacht ama. Tá difríochtaí beaga idir frámaí cóngaracha den radharc céanna. Ina theannta sin, tá go leor réimsí ag baint úsáide as an dath céanna (nó dath comhchosúil) i ngach fráma.
Dath, gile agus ár súile
Tá ár súile níos íogaire do ghile ná do dhath. Is féidir leat é seo a fheiceáil duit féin ach breathnú ar an bpictiúr seo.
Mura bhfeiceann tú é sin ar an leath clé den íomhá dathanna na gcearnóg A и B atá i ndáiríre mar an gcéanna, ansin go bhfuil gnáth. Cuireann ár n-inchinn iachall orainn aird níos mó a thabhairt ar sholas agus ar scáth seachas ar dhath. Ar an taobh dheis idir na cearnóga ainmnithe tá geansaí den dath céanna - mar sin cinnimid (ie ár n-inchinn) go héasca gurb é an dath céanna iad i ndáiríre.
Breathnaímid (ar bhealach simplithe) ar an gcaoi a n-oibríonn ár súile. Is orgán casta é an tsúil atá comhdhéanta de go leor codanna. Mar sin féin, is mó suim againn i cóin agus slata. Tá thart ar 120 milliún slat agus 6 milliún cóin sa tsúil.
Déanaimis an dearcadh ar dhath agus ar ghile a mheas mar fheidhmeanna ar leithligh codanna áirithe den tsúil (go deimhin, tá gach rud beagán níos casta, ach déanfaimid é a shimpliú). Tá cealla slat freagrach go príomha as gile, agus tá cealla cón freagrach as dath. Roinntear cóin i dtrí chineál, ag brath ar an lí atá iontu: S-cóin (gorm), M-cóin (glas), agus L-cóin (dearg).
Ós rud é go bhfuil i bhfad níos mó slata (gile) ná cóin (dath) againn, is féidir linn a thabhairt i gcrích go bhfuil muid níos cumasaí aistrithe idir dorcha agus solas a idirdhealú ná dathanna.
Gnéithe Íogaireachta Codarsnachta
D'fhorbair taighdeoirí i síceolaíocht turgnamhach agus go leor réimsí eile go leor teoiricí ar fhís an duine. Agus tugtar ceann acu feidhmeanna íogaireachta codarsnachta. Baineann siad le soilsiú spásúil agus ama. Go hachomair, baineann sé le cé mhéad athruithe a theastaíonn sula dtugann breathnóir faoi deara iad. Tabhair faoi deara iolra an fhocail "feidhm". Tá sé seo mar gheall ar an bhfíric gur féidir linn feidhmeanna íogaireachta codarsnachta a thomhas, ní hamháin le haghaidh íomhánna dubh agus bán, ach freisin le haghaidh cinn dath. Léiríonn torthaí na dturgnaimh seo go bhfuil ár súile níos íogaire do ghile ná do dhath i bhformhór na gcásanna.
Ós rud é go bhfuil a fhios againn go bhfuil muid níos íogaire do ghile íomhá, is féidir linn iarracht a dhéanamh an fhíric seo a úsáid.
Múnla datha
Rinneamar amach beagán conas oibriú le híomhánna datha ag baint úsáide as an scéim RGB. Tá samhlacha eile ann freisin. Tá samhail ann a scarann luminance ó chroma agus tugtar YCbCr. Dála an scéil, tá samhlacha eile ann a dhéanann rannán den chineál céanna, ach ní mheasfaimid ach an ceann seo.
Sa mhúnla dath seo Y is léiriú é ar ghile, agus úsáidtear dhá chainéal datha freisin: Cb (gorm saibhir) agus Cr (dearg saibhir). Is féidir YCbCr a dhíorthú ó RGB, agus is féidir an comhshó droim ar ais a dhéanamh freisin. Ag baint úsáide as an múnla seo is féidir linn íomhánna lándaite a chruthú mar a fheiceann muid thíos:
Tiontaigh idir YCbCr agus RGB
Déanfaidh duine éigin agóid: conas is féidir na dathanna go léir a fháil mura n-úsáidtear glas?
Chun an cheist seo a fhreagairt, déanaimis RGB a thiontú go YCbCr. Bainimis úsáid as na comhéifeachtaí a ghlactar sa chaighdeán BT.601, a mhol an t-aonad ITU-R. Socraíonn an rannán seo na caighdeáin le haghaidh físeán digiteach. Mar shampla: cad é 4K? Cad ba chóir go mbeadh an ráta fráma, réiteach, múnla dath?
Ar dtús déanaimis an gile a ríomh. Bainimis úsáid as na tairisigh atá molta ag an ITU agus cuirimis na luachanna RGB in ionad.
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Tar éis dúinn an gile a bheith againn, scarfaimid na dathanna gorm agus dearg:
Cb = 0.564. XNUMX(B - Y)
Cr = 0.713. XNUMX(R - Y)
Agus is féidir linn a thiontú ar ais agus fiú glas a fháil ag baint úsáide as YCbCr:
R = Y + 1.402Cr
B = Y + 1.772Cb
G = Y - 0.344Cb - 0.714Cr
Go hiondúil, ní úsáideann taispeántais (monatóirí, teilifíseáin, scáileáin, etc.) ach an tsamhail RGB. Ach is féidir an tsamhail seo a eagrú ar bhealaí éagsúla:
Foshampláil datha
Agus íomhá á léiriú mar mheascán de luminance agus cróminance, is féidir linn leas a bhaint as íogaireacht amhairc níos mó an chórais dhaonna maidir le gealas ná le cróminance trí fhaisnéis a bhaint go roghnach. Is modh é foshampláil chroma chun íomhánna a ionchódú agus úsáid á baint as taifeach níos lú le haghaidh cróma ná mar a úsáidtear le haghaidh luminance.
Cé mhéad atá ceadaithe an taifeach dath a laghdú?! Tharlaíonn sé go raibh cheana féin roinnt léaráidí a chuireann síos ar conas a láimhseáil réiteach agus cumasc (Dath Mar thoradh = Y + Cb + Cr).
Tugtar na scéimeanna seo ar córais downsampling agus cuirtear in iúl iad mar chóimheas 3 huaire - a:x:y, a chinneann líon na samplaí de luminance agus comharthaí difríocht dath.
a — caighdeán samplála cothrománach (comhionann le 4 de ghnáth)
x — líon na samplaí cróma sa chéad tsraith picteilín (taifeach cothrománach i gcoibhneas le a)
y — líon na n-athruithe ar shamplaí cróma idir an chéad agus an dara sraith de phicteilíní.
Is é an eisceacht 4:1:0, ag soláthar sampla chroma amháin i ngach bloc réitigh luminance 4-by-4.
Scéimeanna coitianta a úsáidtear i gcódaitheoirí nua-aimseartha:
- 4:4:4 (gan aon íosshampláil)
- 4:2:2
- 4:1:1
- 4:2:0
- 4:1:0
- 3:1:1
YCbCr 4:2:0 - sampla comhleá
Seo íomhá cumaisc ag baint úsáide as YCbCr 4:2:0. Tabhair faoi deara nach bhfuilimid ag caitheamh ach 12 giotán in aghaidh an picteilín.
Seo an chuma atá ar an íomhá chéanna, ionchódaithe leis na príomhchineálacha d’fhoshampláil dathanna. Is é an chéad sraith an YCbCr deiridh, taispeánann an tsraith bun an taifeach chroma. Torthaí an-mhaith, ag smaoineamh ar an gcaillteanas beag cáilíochta.
Cuimhnigh nuair a rinneamar 278 GB de spás stórála a chomhaireamh chun físchomhad uair an chloig a stóráil ag taifeach 720p agus 30 fráma in aghaidh an tsoicind? Má úsáidimid YCbCr 4:2:0, ansin laghdófar an méid seo faoi leath - 139 GB. Go dtí seo, tá sé fós i bhfad ó thoradh inghlactha.
Is féidir leat histeagram YCbCr a fháil tú féin trí FFmpeg a úsáid. San íomhá seo, bíonn gorm i gceannas ar dhearg, atá le feiceáil go soiléir sa histeagram féin.
Dath, gile, gamut dath - athbhreithniú físeáin
Molaimid féachaint ar an bhfíseán iontach seo. Míníonn sé cad é gile, agus go ginearálta tá na poncanna go léir poncaithe ё faoi ghile agus dath.
Cineálacha Fráma
Bogaimis ar aghaidh. Déanaimis iarracht deireadh a chur leis an iomarcaíocht ama. Ach ar dtús, déanaimis sainmhíniú ar roinnt téarmaíocht bhunúsach. Ligean le rá go bhfuil scannán againn le 30 fráma in aghaidh an tsoicind, seo a chéad 4 fhráma:
Is féidir linn go leor athrá a fheiceáil sna frámaí: mar shampla, cúlra gorm nach n-athraíonn ó fhráma go fráma. Chun an fhadhb seo a réiteach, is féidir linn iad a rangú go teibí i dtrí chineál frámaí.
I-fhráma (IFráma ntro)
Tá I-fráma (fráma tagartha, fráma eochair, fráma istigh) féin-chuimsitheach. Is cuma cad ba mhaith leat a shamhlú, go bunúsach is grianghraf statach é fráma I. Is gnách gur fráma I é an chéad fhráma, ach breathnóidh muid go rialta ar fhrámaí I fiú amháin i measc nach bhfuil na chéad fhrámaí.
P-fhráma (PFráma dearg)
Baineann P-fráma (fráma réamh-mheasta) leas as an bhfíric gur féidir beagnach i gcónaí an íomhá reatha a atáirgeadh ag baint úsáide as an bhfráma roimhe seo. Mar shampla, sa dara fráma is é an t-aon athrú atá ar an liathróid ag bogadh ar aghaidh. Is féidir linn fráma 2 a fháil trí fhráma 1 a mhodhnú beagán, gan ach an difríocht idir na frámaí seo a úsáid. Chun fráma 2 a thógáil, déanaimid tagairt don fhráma 1 roimhe seo.
←
fráma B (BFráma i-tuartha)
Cad faoi naisc ní hamháin leis an am atá thart, ach freisin le frámaí amach anseo chun comhbhrú níos fearr fós a sholáthar?! Is fráma B (fráma déthreo) é seo go bunúsach.
← →
Tarraingt siar idirmheánach
Úsáidtear na cineálacha fráma seo chun an comhbhrú is fearr is féidir a sholáthar. Breathnóimid ar conas a tharlaíonn sé seo sa chéad chuid eile. Faoi láthair, tabhair dúinn faoi deara gurb é an fráma I an ceann is “daor” i dtéarmaí cuimhne a chaitear, tá an fráma P i bhfad níos saoire, ach is é an fráma B an rogha is brabúsaí le haghaidh físeáin.
Iomarcaíocht ama (tuar idirfhráma)
Breathnaímid ar na roghanna atá againn chun athrá a íoslaghdú le himeacht ama. Is féidir linn an cineál seo iomarcaíochta a réiteach trí úsáid a bhaint as modhanna tras-thuartha.
Déanfaimid iarracht a laghad giotán agus is féidir a chaitheamh chun seicheamh frámaí 0 agus 1 a ionchódú.
Is féidir linn a tháirgeadh dealú, ní dhéanaimid ach fráma 1 a dhealú ó fhráma 0. Faighimid fráma 1, ní úsáidimid ach an difríocht idir é agus an fráma roimhe seo, i ndáiríre ní dhéanaimid ach an chuid eile a ionchódú.
Ach cad a tharlóidh má dúirt mé leat go bhfuil modh níos fearr fós ann a úsáideann fiú níos lú giotán?! Ar dtús, déanaimis fráma 0 a bhriseadh isteach i ngreille soiléir ina bhfuil bloic. Agus ansin déanfaimid iarracht na bloic ó fhráma 0 a mheaitseáil le fráma 1. I bhfocail eile, déanfaimid meastachán ar an ngluaiseacht idir frámaí.
Ón Vicipéid - cúiteamh tairiscint bloc
Roinneann cúitimh blocghluaiseachta an fráma reatha ina bhlocanna neamhfhorluiteacha agus tuairiscíonn an veicteoir cúitimh ghluaisne bunús na mbloic (míthuiscint choitianta is ea roimhe seo roinntear an fráma i mbloic neamh-fhorluiteacha, agus insíonn veicteoirí cúitimh tairiscinte cá háit a dtéann na bloic sin. Ach i ndáiríre, is é an bealach eile timpeall - ní hé an fráma roimhe seo a ndéantar anailís air, ach an chéad cheann eile; níl sé soiléir cén áit a bhfuil na bloic ag bogadh, ach cén áit ar tháinig siad). De ghnáth forluíonn na bloic foinse i bhfráma na foinse. Cruinníonn roinnt halgartaim comhbhrú físeáin an fráma reatha ó chodanna nach fiú fráma amháin, ach roinnt frámaí a tarchuireadh roimhe seo.
Le linn an phróisis mheastóireachta, feicimid go bhfuil an liathróid tar éis bogadh ó (x= 0, y=25) go (x= 6, y=26), luachanna x и y an veicteoir gluaisne a chinneadh. Céim eile is féidir linn a dhéanamh chun giotán a chaomhnú ná gan ach difríocht na veicteoirí gluaisne a ionchódú idir suíomh an bhloic dheiridh agus an suíomh tuartha, agus mar sin beidh an veicteoir gluaisne deiridh (x=6-0=6, y=26-25=1 ).
I gcás fíor, roinnfí an liathróid seo n bloic, ach ní athraíonn sé seo an croílár an ábhair.
Gluaiseann rudaí sa fhráma i dtrí thoise, mar sin nuair a bhogann an liathróid, is féidir léi éirí níos lú ó thaobh amhairc de (nó níos mó má bhogann sí i dtreo an bhreathnóra). Is gnách nach mbeidh meaitseáil foirfe idir bloic. Seo léargas comhcheangailte ar ár meastachán agus ar an bpictiúr fíor.
Ach feicimid nuair a úsáidimid meastachán tairiscint, go bhfuil i bhfad níos lú sonraí le haghaidh códaithe ná nuair a úsáidtear modh níos simplí chun an deilte a ríomh idir frámaí.
Cén chuma a bheadh ar fhíorchúiteamh tairiscinte
Cuirtear an teicníc seo i bhfeidhm ar na bloic go léir ag an am céanna. Go minic déanfar ár liathróid ghluaiseacht choinníollach a roinnt ina roinnt bloic ag an am céanna.
Is féidir leat mothú a fháil ar na coincheapa seo agus tú ag úsáid .
Chun veicteoirí gluaisne a fheiceáil, is féidir leat físeán tuar seachtrach a chruthú ag baint úsáide as .
Is féidir leat úsáid a bhaint freisin (íoctar é, ach tá triail saor in aisce ann atá teoranta do na chéad deich bhfráma amháin).
Iomarcaíocht spásúil (réamhaisnéis inmheánach)
Má dhéanaimid anailís ar gach fráma i bhfíseán, gheobhaidh muid go leor réimsí idirnasctha.
A ligean ar dul tríd an sampla seo. Is éard atá sa radharc seo go príomha dathanna gorm agus bán.
Is fráma I é seo. Ní féidir linn frámaí roimhe seo a thógáil le haghaidh tuartha, ach is féidir linn é a chomhbhrú. Déanaimis roghnú an bhloc dearg a ionchódú. Má fhéachann muid ar a chomharsana, tugaimid faoi deara go bhfuil roinnt treochtaí dath timpeall air.
Glacaimid leis go scaipeann dathanna go hingearach sa fhráma. Rud a chiallaíonn go mbeidh an dath na pixel anaithnid go bhfuil na luachanna a chomharsana.
D’fhéadfadh réamhaisnéis den sórt sin a bheith mícheart. Is ar an gcúis seo gur gá duit an modh seo a chur i bhfeidhm (réamhaisnéis inmheánach), agus ansin na fíorluachanna a dhealú. Tabharfaidh sé seo bloc iarmharach dúinn, rud a fhágann go mbeidh maitrís i bhfad níos comhbhrúite i gcomparáid leis an mbunaidh.
Más mian leat cleachtadh le tuartha inmheánacha, is féidir leat físeán de mhacrblocks agus a gcuid tuar a chruthú ag baint úsáide as ffmpeg. Chun brí gach dath bloc a thuiscint, beidh ort an doiciméadú ffmpeg a léamh.
Nó is féidir leat Intel Video Pro Analyzer a úsáid (mar a luaigh mé thuas, tá an leagan trialach saor in aisce teoranta do na chéad 10 bhfráma, ach beidh sé seo go leor duit ar dtús).
An dara cuid:
Foinse: will.com