Формат цифрового видео DV (Digital Video). Видеоформаты и видеостандарты

DV (Digital Video) - формат представления видеоданных, используемый для обмена видео между цифровыми видеокамерами, видеомагнитофонами и компьютерами. В качестве транспорта для передачи DV обычно используется интерфейс IEEE-1394 (FireWire). У DV фиксированный коэффициент сжатия.

Первичная спецификация DV была представлена 1-го июля 1993 года и на данный момент охватывает видеоформаты как стандартного разрешения, так и высокой четкости. Согласно стандарту МЭК 61834 формат DV разрабатывался как система видеозаписи бытового назначения. В связи с этим невысокая цена оборудования и носителей изначально закладывались в базовый формат. Однако, высокие характеристики и потенциальные возможности формата позволили создать на его основе профессиональные видеоформаты для прикладных и вещательных применений по умеренной цене. Форматами, ставшими первыми членами семейства DV, являются DVCAM, разработанный фирмой Sony, и DVCPRO (стандартизованный под шифром D-7), созданный фирмой Panasonic. Дальнейшее развитие семейства форматов DV привело к появлению компактных бытовых видеокамер с кассетами MiniDV, Digital8, HDV и профессиональных форматов Digital-S, DVCPRO50 и DVCPRO HD.

Для обмена видеоданными в компрессированном виде между устройствами формата DV и компьютерами в 1995 году фирма Sony применила новый цифровой интерфейс Digital DV, известный также под названиями FireWire, i.Link и IEEE 1394. Интерфейс FireWire был разработан компьютерной фирмой Apple для высокоскоростного обмена данными в последовательной форме (до 400 Мбит/с на расстоянии 4,5 м). В 1995 году интерфейс FireWire был утвержден Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике IEEE в качестве стандарта IEEE 1394. Видео с плёночных устройств передаётся потоком. На ПК видео в формате DV захватывается специальным ПО и сохраняется в контейнер (как правило AVI).

Передача данных производится в виде DIF-последовательности (англ. Digital Interface Format), содержащей данные видео, звука и субкода, включающего временной код, данные управления и другие дополнительные данные. Один кадр видео в зависимости от стандарта передается за 10 (NTSC) или 12 (PAL) DIF-последовательностей. DV-DIF блоки могут быть записаны в файлы в «сыром» формате (с расширением .dv или .dif) или упакованы в такие форматы как AVI, QuickTime и MXF.

Форматы файлов DV

DV-DIF - файлы с расширением .dv или .dif содержат DV видео в «сыром» виде, то есть в виде DIF-последовательностей, как оно передается по интерфейсу IEEE 1394.

DV AVI - тип AVI контейнера, содержащего звуковые и видео данные, сжатые с применением кодеров DV стандарта. Существует два типа DV AVI файлов:

Тип 1: аудио-видео данные мультиплексированы в одном потоке. Несовместим с Video for Windows и проигрывается только через DirectShow.

Тип 2: в одном файле содержит дополнительный звуковой поток вместе с потоком Типа 1. Более старый вариант, однако совместим с Video for Windows.

Quicktime-DV - видео и звуковые данные, упакованные в контейнер Quicktime. Применяется преимущественно на компьютерах Apple.

MXF-DV - DV видео в MXF контейнере, которые используются в видеокамерах с записью на карты P2 (Panasonic) и в камерах XDCAM/XDCAM EX (Sony).

Компрессия DV

Формирование блока элементов изображения размером 8х8 пикселей.

Применение дискретного косинусного преобразования (ДКП) к каждому блоку. Эта операция преобразует уровни отсчётов изображения в коэффициенты частотной области.

Формирование макроблока из шести блоков - четырёх яркостных и двух цветоразностных (4:1:1 или 4:2:0).

Распределение макроблоков в зависимости от веса их коэффициентов. Пять макроблоков, взятых из различных областей кадра, образуют видеосегмент.

Квантование коэффициентов ДКП с разным уровнем - производится для достижения лучшего сжатия с минимальными искажениями при ограниченном объёме данных в компрессированном видеосегменте, равном 385 байтов.

Кодирование потока данных кодовыми словами переменной длины. Размер компрессированного макроблока с дополнительными данными составляет 77 байт. Компрессированные макроблоки упаковываются в видеосегмент. Более детализированные макроблоки, требующие большего объёма данных, могут использовать пространство других, менее детализированных, макроблоков данного видеосегмента.

Техническая спецификация DV

В формате DV используется 8-битный цифровой компонентный видеосигнал с разрешением 720х576 пикселей и частотой выборки (цветовой субдискретизацией)4:2:0 для сигналов яркости и цветности (для NTSC - 720х480 4:1:1). Для уменьшения избыточности сигнала используется внутрикадровая компрессия на основе дискретного косинусного преобразования (ДКП). Коэффициент компрессии сигнала - 5:1. Скорость потока данных: 25 Мбит/с видео, 1,5 Мбит/с аудио и 3,5 Мбит/с служебной информации. Поддерживается запись двух каналов звукового сопровождения с частотой дискретизации аудиосигнала 48 кГц при 16-битном квантовании или четырёх каналов звука с парамертами 32 кГц/12 бит. В служебной области производится запись даты и времени.

Существует множество разновидностей формата DV: miniDV, DVCPRO, DVCAM, Digital8, DVCPRO50, Digital S, DVCPRO Progressive, DVCPRO HD, HDV.

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.