Mở đầu 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Chƣơng một: Giới thiệu tổng quan về video, các đặc trưng dữ liệu, phân lớp video. Chƣơng hai: Tập trung nghiên cứu, phân tích, so sánh các định chuẩn của video AVI, MOV, MPEG: tên định chuẩn, mục đích sử dụng, mã nén, kích cỡ, tỷ lệ, thời gian nén, chất lượng. Từ đó rút ra kết luận và đưa ra các bảng so sánh định chuẩn video. Chƣơng ba: Mô hình CSDL video.
Chƣơng bốn: Mô hình CSDL video cho lập danh mục và khôi phục nội dung. Kết luận 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VIDEO Video ra đời vào những năm đầu của thế kỷ XX và phát triển khá mạnh mẽ, nhưng phải đến cuối thập kỷ XX video số mới phát triển. Với sự ra đời và phát triển mạnh của máy tính và hệ thống viễn thông, dữ liệu video đã được số hoá và đưa vào xử lý trên hệ thống máy tính. Việc xử lý dữ liệu video được số hoá trên máy tính tỏ ra khá hiệu quả.
Kết quả là dữ liệu video số đã được đưa vào rất nhiều ứng dụng trong thực tế như đào tạo điện tử dựa vào máy tính CBT (Computer Based Training), hỗ trợ đào tạo trên mạng WBT (Web Base Training), hệ thống mô phỏng, video theo yêu cầu (Video On Demand) và một vấn đề được quan tâm hàng đầu hiện nay là CSDL video. Chương này sẽ tập trung giới thiệu về các khái niệm, đặc điểm và các ứng dụng của video số.1 Một số khái niệm cơ bản 1.1 Video Khái niệm đơn giản: video là sự phối hợp đồng bộ thu hoặc phát một chuỗi các hình ảnh và âm thanh trong thời gian thực thể hiện thế giới thực. Với video truyền thống các tín hiệu thu và phát dưới dạng tương tự. Tín hiệu hình ảnh và tín hiệu âm thanh được phát đồng bộ nhau.
Các thao tác với video ở dạng tương tự như điều khiển, khử nhiễu… rất phức tạp.2 Video số Tín hiệu thu và tín hiệu phát chuỗi hình ảnh và âm thanh được số hóa thành dãy bít 0 và 1. 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Dữ liệu video ở dạng bít 0 và 1 nên việc tác động lên video đơn giản hơn video truyền thống.3 Dữ liệu video số Dữ liệu video số là các đoạn phim đã được số hoá và được ghi thành tệp trên đĩa cứng, đĩa CD, đĩa DVD, băng từ và các thiết bị lưu trữ khác mà máy tính có thể hiểu được. Một tệp video thông thường có hai phần: dữ liệu hình ảnh và dữ liệu âm thanh. Khi phát, các dữ liệu hình ảnh và các dữ liệu âm thanh được phát đồng bộ nhau.4 Kích cỡ khuôn hình Kích cỡ khuôn hình (frame size) là chiều dọc và chiều ngang của khuôn hình được tính bằng điểm ảnh.
Ví dụ: khuôn hình ảnh 720x486 chứa 349.920 điểm ảnh, 640x480 chứa 307. Kích cỡ khuôn hình của video phải được xác định rõ theo định dạng chuẩn của video xuất ra. Ví dụ: kích cỡ khuôn hình 720x480 điểm ảnh cho hệ NTSC, 720x576 điểm ảnh cho hệ PAL. Hoặc có thể xác định khuôn hình 320x240 điểm ảnh cho các video có kích cỡ nhỏ, có thể sử dụng trên Web.
Tăng kích cỡ khuôn hình đồng nghĩa với việc máy tính phải tốn nhiều bộ nhớ và thời gian xử lý hơn khi hiển thị hay soạn thảo video.5 Kích cỡ khuôn hình và độ phân giải Khi xử lý video số, kích cỡ khuôn hình tham chiếu đến độ phân giải. Một loạt các thuộc tính rất quan trọng của khuôn hình khi soạn thảo video: điểm ảnh, tỷ lệ của khuôn hình, độ phân giải, độ sâu mầu. Mối liên hệ giữa các yếu tố này là rất quan trọng như kích cỡ khuôn hình và yêu cầu bộ nhớ; độ phân giải cao hơn thì hình ảnh chi tiết hơn và do đó yêu cầu cần nhiều bộ nhớ cho soạn thảo hơn. 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.6 Tỷ lệ khuôn hình Tỷ lệ của khuôn hình là tỷ lệ kích thước chiều rộng/chiều cao của ảnh.
Ví dụ: tỷ lệ khuôn hình của video NTSC là 4:3, một số video lớn hơn sử dụng tỷ lệ 16:9. Tỷ lệ của khuôn hình không chỉ là các cạnh mà nó còn liên quan đến các chuẩn video. Ví dụ: tỷ lệ 4:3 là chuẩn cho các sản phẩm video của hệ điều hành Windows, Mac, khuôn hình 720x480 điểm ảnh sử dụng cho chuẩn NTSC.7 So sánh quét xen dòng và quét tuần tự Interlaced là kỹ thuật quét xen dòng để làm tươi hình ảnh trên màn hình. No- Interlaced hay Progressive-scan là kỹ thuật quét tuần tự các dòng.
Kỹ thuật quét xen dòng là thuộc tính bắt và hiển thị video, nó không có cấu trúc phức tạp trong định dạng tệp hoặc truyền thông. Kỹ thuật quét tuần tự các dòng cung cấp các hình ảnh tốt hơn khi soạn thảo hay tạo hiệu ứng video. Video tương tự và số có thể phân loại như là kỹ thuật quét xen dòng và quét tuần tự các dòng. Các chương trình video của chuẩn PAL, NTSC, SECAM sử dụng kỹ thuật quét xen dòng: mỗi khuôn hình coi như hai phần hiểu thị.
Hầu hết màn hình máy tính sử dụng quét tuần tự. Các khuôn hình được hiển thị một lần và được quét từ trên xuống trước khi khuôn hình tiếp theo được hiển thị. Trong quét xen dòng video, một khuôn hình được phân chia thành hai phần, phần đầu được gọi là trường cao, phần sau gọi là trường thấp. Mỗi phần chứa các dòng quét khác nhau.
Trên màn hình hiển thị TV phần đầu được hiển thị thành các dòng quét ngang trên màn hình, phần sau quét ngang lấp đầy các chỗ trống ở trong phần đầu. Vì một khuôn hình của video NTSC hiển thị trong khoảng thời gian 1/30 giây, quét xen dòng, nên bị chia thành hai phần, do đó thời gian hiển thị của một phần là 1/60 giây. Một khuôn hình PAL và SECAM hiển thị trong khoảng 1/25 giây, quét xen dòng, thời gian hiển thị là 1/50 giây. 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.8 Tốc độ của phát hình Tốc độ phát hình là số hình ảnh được phát trong thời gian một giây.
Các video phổ biến được phát với tốc độ 25 và 29,97 hình/giây.2 Các yêu cầu hệ thống của Video 1.1 Phát hình trong thời gian thực Khi nói đến hệ thống video, yếu tố quan trọng để phản ánh trung thực nội dung của video đó là thời gian thực. Để có thể phát, hiển thị các tín hiệu video trong thời gian thực thì các thiết bị phải đảm bảo đủ mạnh, đường truyền với băng thông đủ lớn. Ví dụ: khi chạy một tệp video có định chuẩn AVI phát trên máy Pentium I 133Mhz, card màn hình 1Mb, chúng ta thấy hình ảnh chuyển động chậm hơn so với thực tế, âm thanh bị lệch so với hình ảnh. Chúng ta cũng thấy rất rõ điều này khi xem video trực tiếp trên Internet hay mạng tốc độ thấp.2 Tính đồng bộ của thiết bị khi xử lý video Các thiết bị trong hệ thống xử lý video bao giờ cũng yêu cầu tính đồng bộ cao để đảm bảo chất lượng hình ảnh và tốc độ của video.
Ví dụ: khi xây dựng hệ thống video các thiết bị phải đảm bảo: Tốc độ xử lý của video đủ mạnh và có thể phải sử dụng các bộ xử lý chuyên dụng như bộ xử lý Silicon Graphic. Bộ nhớ đủ lớn. Thông thường bộ nhớ máy tính hiện nay sử dụng cho việc soạn thảo, xử lý video trên 512Mb. Băng thông trong các hệ thống video phải đảm bảo tốc độ.
Ví dụ: đường mạng trong hệ thống xử lý video thường sử dụng cáp quang (1000 Mgbit). Card màn hình tích hợp các bộ giải mã video chuyên dụng, bộ nhớ card màn hình đủ mạnh trên 128MB. 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tốc độ truy cập dữ liệu của ổ cứng cao, không gian ổ cứng lớn để đảm bảo lưu được dữ liệu truyền từ các thiết bị khác như máy quay vào máy tính. Một giờ video theo chuẩn NTSC với khuôn hình 720x480 điểm ảnh, khi chuyển vào máy tính chiếm khoảng 15 Gb ổ cứng.
Các thiết bị trộn các kênh video, các thiết bị phát video. đều phải tuân thủ các chuẩn về video như hệ NTSC, hệ PAL hay SECAM và các yếu tố thời gian thực.3 Các đặc điểm của dữ liệu video và video số 1.1 Khả năng truyền tải thông tin Bản chất của video là tích hợp rất nhiều các yếu tố như kỹ thuật, nghệ thuật. do đó video trở thành dạng dữ liệu có khả năng truyền tải thông tin nhanh, đầy đủ, chính xác và rất ấn tượng. Với đặc tính này, video có ưu thế hơn hẳn các dữ liệu khác như văn bản, âm thanh.
Video có nhiều ưu điểm, nhưng có một hạn chế là dữ liệu video quá lớn và nó yêu cầu thiết bị cao hơn nhiều so với các cách thể hiện khác. Mặc dù vậy, ngày nay, với công nghệ thông tin và truyền thông phát triển, các kỹ thuật nén ngày càng được cải thiện, ứng dụng video đã được triển khai nhiều hơn trong thực tế.2 Độ phân giải của video số Như chúng ta đã biết video là loại dữ liệu số có kích cỡ rất lớn. Do đó người ta phải tìm mọi cách để giảm thiểu kích cỡ của video. Một trong các cách này là sử dụng độ phân giải phù hợp cho video.
Người ta đã nghiên cứu và thấy rằng mắt người bị giới hạn về khả năng nhìn. Với màu sắc được hiển trị trên màn hình huỳnh quang thì mắt người chỉ nhận biết được sự khác nhau của chất lượng hình ảnh chuyển động với độ phân giải dưới 72 dpi (72 điểm ảnh/inch). Đối với các hình ảnh chuyển động có độ phân giải cao hơn thì mắt người không nhận biết được. Vì vậy, video số sử dụng độ phân giải 72dpi.
Đây là tiêu chuẩn cho tất cả các thiết bị thu 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com video số thông thường như các máy quay số (digital camera), các thiết bị chuyển đổi dữ liệu video từ dạng tương tự sang dạng số. Một số trường hợp đặc biệt khi cần có video chất lượng rất cao như các đoạn phim sử dụng cho việc phân tích khoa học cần phóng to lên nhiều lần thì phải dùng những máy quay đặc biệt để có thể tăng độ phân giải của video lên trên 72 dpi. Trong trường hợp này dữ liệu video sẽ lớn lên khá nhiều. Ví dụ: tăng độ phân giải lên 300 dpi thì kích cỡ của tệp video tăng lên trên 4 lần.3 Dữ liệu lớn (chiếm nhiều không gian lƣu trữ) Video số là loại dữ liệu có kích cỡ rất lớn, nó chiếm rất nhiều không gian lưu trữ hay không gian đĩa cứng.