Сколько видеопамяти в байтах необходимо для кодирования изображения 640 480
Обновлено: 21.11.2024
Видно, что все цифровые изображения меньше, чем современные размеры телевизоров. Кроме того, телевизионные изображения значительно меньше размеров экрана современных рабочих станций, которые обычно составляют порядка 1200 x 1000 пикселей. Цифровое видео занимает еще меньше места на экране рабочей станции.
Из-за такой значительной разницы в размерах некоторые наблюдатели отмечают, что на современных рабочих станциях цифровое видео часто выглядит как "движущиеся почтовые марки".
Для цифрового видео, как и для аналогового видео, новый кадр требуется каждые 1/25 секунды для PAL и каждые 1/30 секунды для NTSC. Если предположить, что в цифровом видео 24 бита на пиксель и 30 кадров в секунду, то объем дискового пространства, необходимый для такого потока полноэкранного видео, показан в таблице 4.2. Таблица представлена для количества времени, в течение которого показывается цифровое видео, и для заданного пространственного размера в пикселях.
|
|
|
Хотя в таблице показаны коэффициенты сжатия для MPEG, в стандарте H.261 используется функция кодирования дискретного косинусного преобразования, аналогичная той, что используется в MPEG, поэтому можно ожидать, что коэффициенты сжатия будут того же порядка. На самом деле, при кодировании реального видео коэффициент сжатия не является постоянным, а переменным, поскольку количество данных, создаваемых кодером, является функцией движения. Однако эти цифры дают разумную оценку того, чего можно достичь.
Примечательно, что с цифровым видео можно еще больше значительно сократить объем генерируемых данных, уменьшив воспринимаемую частоту кадров видео с 30 кадров в секунду до 15 или даже 2 кадров в секунду. Этого можно достичь путем явного ограничения количества кадров или с помощью механизма ограничения пропускной способности. Во многих многоадресных конференциях используется полоса пропускания от 15 до 64 Кбит/с. Хотя видео с уменьшенной частотой кадров теряет качество полноэкранного видео, оно вполне подходит для многих ситуаций, особенно для мультимедийных конференций.
Сегодня в сети используется большое количество форматов неподвижных изображений и схем сжатия. Общие схемы включают:
TIFF и GIF Оба этих файла используют схемы сжатия, основанные на алгоритмах типа Лемпеля-Зива, описанных ранее. JPEG Это от Объединенной группы экспертов по фотографии Международной организации по стандартизации (ISO).
Первые две из этих схем неподвижных изображений подробно обсуждаются в другом месте.JPEG интересен тем, что это та же базовая технология, которая частично используется в нескольких популярных схемах сжатия движущихся изображений. Цель стандарта JPEG состояла в том, чтобы разработать метод сжатия изображений с непрерывной тональностью как для цветных изображений, так и для изображений в оттенках серого. Стандарт определяет четыре режима:
<УЛ>JPEG использует дискретное косинусное преобразование для сжатия пространственной избыточности в изображении во всех его режимах, кроме режима без потерь, в котором вместо этого применяется метод прогнозирования.
Поскольку JPEG изначально был разработан для сжатия неподвижных изображений, он не использует временную избыточность, которая является очень важным элементом в большинстве схем сжатия видео. Таким образом, несмотря на доступность оборудования для сжатия видео в формате JPEG в реальном времени, его использование будет довольно ограниченным из-за низкого качества видео.
Растровое изображение сохраняется так же, как содержимое монитора компьютера хранится в видеопамяти. Изображение на экране монитора состоит из пикселей, подобно точкам на фотографии в газете. Количество пикселей, составляющих изображение на мониторе, определяет качество изображения (разрешение). Чем больше пикселей (например, 640 X 480; указано как число по горизонтали X по вертикали), тем выше разрешение. Пиксели изображения на экране представлены по-разному в зависимости от типа изображения/дисплея монитора.
Растровые монохромные изображения
В монохромном (черно-белом) изображении (как в примере слева) обычно требуется, чтобы каждый пиксель сохранялся как значение от 0 до 255 (байт). Где значение представляет оттенок серого пикселя. Для изображения в градациях серого 640 x 480 потребуется 307,2 КБ дискового пространства.
Артефакты растрового изображения
Одна из главных проблем представления растрового изображения заключается в том, что изображение нельзя легко масштабировать без появления артефактов изображения. Наиболее заметным артефактом является зубчатый эффект «вырезания печенья» или «ступенчатости» по краям объектов на изображениях. Этот побочный эффект, возникающий при масштабировании растровых изображений, называется алиасингом или ступенчатостью.
Чтобы увидеть применение этих эффектов (ступеньки, сглаживание и сглаживание), щелкните правой кнопкой мыши изображение в градациях серого выше и выберите "Сохранить изображение как" из всплывающее меню для сохранения изображения на жесткий диск.
[Загрузите и установите условно-бесплатную программу Paint Shop Pro, если она у вас еще не установлена.] Найдите приложение для обработки изображений Paint Shop Pro в меню Программа. Откройте сохраненный файл изображения в градациях серого в Paint Shop Pro. В меню Масштаб (расположенном под меню Файл) выберите коэффициент масштабирования 3:1. Изучите края, чтобы увидеть влияние неровностей, сглаживания и дизеринга, которое произошло из-за масштабирования. (Если вы не можете найти Paint Shop Pro, нажмите здесь, чтобы просмотреть изображение в масштабе 250% в новом окне браузера.)
Растровые изображения в градациях серого
В цветном изображении каждый пиксель представлен тремя значениями, по одному для каждого из основных цветов (красного, зеленого и синего — R G B ). На самом деле это аддитивные основные цвета; в то время как другие системы представления цветов существуют, это обсуждение будет касаться только системы RGB.> Размер цветного изображения зависит от количества сохраненных оттенков каждого основного цвета.
24-битные растровые цветные изображения
Еще один полустандарт, обеспечивающий фотографическое качество цвета, — это 24-битный цвет. Каждое значение пикселя представлено тремя байтами (по одному для каждого основного цвета RGB).Таким образом, для каждого пикселя возможно 256 различных оттенков красного, зеленого и синего; что дает 256 X 256 X 256 возможных комбинированных цветов (16 777 216). Для 24-битного цветного изображения с разрешением 640 X 480 потребуется 921,6 КБ памяти. (На самом деле большинство 24-битных изображений являются 32-битными. Дополнительный байт данных для каждого пикселя используется для хранения значения альфа-канала, представляющего информацию о специальном эффекте.)
Этот калькулятор размера файла изображения поможет вам оценить размер файла несжатого растрового изображения при условии, что вы знаете разрешение изображения и его разрядность. В этом калькуляторе вы узнаете, что такое файл изображения, что такое битовая глубина и чем отличается растровое изображение от векторного. Мы также покажем вам, как самостоятельно рассчитать размер файла изображения и как его объединение с аудиофайлом создает видеофайл. Продолжайте читать, чтобы узнать больше. Что такое файл изображения?Файл изображения — это цифровое представление изображения, и мы можем отобразить его на экране, таком как монитор компьютера или экран мобильного телефона. Файлы изображений содержат данные об атрибутах изображения, таких как присутствующие в нем цвета, интенсивность яркости и контрастности и многое другое. Эти данные хранятся в том, что мы называем битами. Подробнее о битах и компьютерных файлах можно узнать в разделе «Размеры компьютерных файлов» нашего калькулятора времени загрузки. Файлы изображений могут иметь множество различных форматов, которые мы можем сгруппировать в две категории: растровые и векторные изображения. Файл растрового изображения содержит массив пикселей различных цветов, расположенных в сетке для формирования изображения. Пиксели — это крошечные точки, очень похожие на маленькие стежки X в схеме вышивки крестом, как показано на сравнительном рисунке ниже.
Изображения с большим количеством пикселей, как правило, показывают больше деталей и более высокое качество, особенно при попытке увеличить это изображение. Растровое изображение с большим количеством пикселей или разрешением позволяет нам значительно увеличить изображение, прежде чем мы начнем видеть отдельные пиксели, из которых оно состоит. С другой стороны, векторные изображения состоят из таких атрибутов, как кривые, контуры, формы, толщина линий или штрихов, цвета и т. д., которые хранятся в формулах или уравнениях. В отличие от растровых изображений, которые хранят данные для каждого пикселя изображения, векторные изображения хранят данные в виде компиляции этих уравнений, представляющих каждый из указанных атрибутов. Вы можете думать об этом как о списке математических уравнений, которые мы можем изобразить на декартовой плоскости. Отображение векторного изображения похоже на построение графика этих уравнений на декартовой плоскости каждый раз, когда мы открываем файл изображения. Эти «графики» также обновляются каждый раз, когда мы масштабируем или масштабируем векторное изображение, благодаря чему мы всегда видим плавные линии и кривые с одинаковыми цветами и деталями. Однако этот калькулятор размера файла изображения может определять размеры файлов только растровых изображений. Атрибуты векторного изображения могут сильно различаться, точно так же, как вы можете выразить математический график с помощью множества различных математических уравнений. Также стоит отметить, что этот калькулятор размера файла изображения определяет только размеры файлов несжатых изображений. Однако с помощью этого калькулятора можно даже приблизительно определить размер сжатого файла изображения, если известна результирующая разрядность файла изображения. Размеры файлов изображенийДва параметра определяют размер файла растрового изображения: количество пикселей в изображении и битовая глубина каждого пикселя. Чтобы определить размер файла растрового изображения, мы должны перемножить эти переменные. Каждый пиксель растрового изображения обычно занимает от 1 до 8 бит для черно-белых изображений и от 8 до 64 бит для цветных изображений. И чем больше пикселей в изображении, тем больше данных оно хранит и тем больше размер его файла. Выборка — это получение информации об изображении и попытка точного представления его в цифровой форме с точки зрения пикселей. Мы также можем сделать это со звуками, при этом мы записываем различные значения частоты и амплитуды для создания цифрового аудиофайла. Вы можете узнать больше о сэмплировании с помощью нашего калькулятора размера аудиофайла (см. ссылку в начале этой статьи). Как рассчитать размер файла изображения?Теперь, когда мы знаем, что такое битовая глубина и какое значение имеют пиксели при определении размера файла изображения, давайте рассмотрим пример, чтобы понять, как вычислять размеры файла изображения.Для нашего примера возьмем изображение размером, скажем, 640 пикселей (ширина) на 480 пикселей (высота) с глубиной цвета 24 бита. Чтобы определить количество пикселей этого изображения, мы умножаем размеры изображения в пикселях. Это похоже на получение площади прямоугольника, но на этот раз в пикселях: количество пикселей = ширина изображения в пикселях * высота изображения в пикселях количество пикселей = 640 пикселей * 480 пикселей количество пикселей = 307 200 пикселей Когда речь идет о большом количестве пикселей или разрешений, мы часто можем видеть "MP", что означает "мегапиксели". Мегапиксель — это единица измерения, равная одному миллиону пикселей. Что касается нашего рассчитанного количества пикселей, мы также можем сказать, что рассматриваемое нами изображение имеет размер примерно 0,3 мегапикселя. Продолжая наши расчеты, мы можем определить размер файла нашего изображения следующим образом: размер файла изображения = количество пикселей * битовая глубина Размер файла изображения = 307 200 пикселей * 24 бита на пиксель размер файла изображения = 7 372 800 бит Размер файла изображения = 7 372 800 бит * (1 байт / 8 бит) * (1 килобайт / 1000 байт) размер файла изображения = 921,6 КБ (килобайт) Обратите внимание, что рассчитанный нами размер файла изображения является лишь оценкой фактического размера описанного файла изображения. К компьютерным файлам обычно прикрепляются другие данные, включая, помимо прочего, дату создания файла, имя создателя и т. д. Но пока, в качестве оценки размера файла изображения, мы можем сказать, что он составляет около 921,6 КБ. В нашем примере выше мы также использовали десятичную систему СИ для преобразования размера данных, где 1000 байт эквивалентны 1 килобайту. Вы можете узнать больше об этом в нашем калькуляторе времени загрузки. Хотите узнать больше?Если вы хотите изучить размеры файлов и единицы измерения, используемые в цифровых файлах, вы можете воспользоваться нашим конвертером байтов. Там вы можете вводить размеры файлов и видеть их значение в других единицах размера файлов одновременно. Основы работы с цифровыми изображениями С другой стороны, цифровые изображения не подвержены старению в смысле потери цвета или резкости. Однажды записанный, он существует без потери качества в течение всего срока службы носителя. Кроме того, в отличие от других носителей, возможно изготовление точных копий. Возможность делать копии без потери качества — важная характеристика цифровых носителей. Если бы потолок Сикстинской капеллы работы Микеланджело был записан в цифровом виде после завершения, его реставраторам не пришлось бы сегодня задаваться вопросом, восстановили ли они его в точных цветах и линиях, созданных художником. Обратите внимание, что разрешение экрана (количество пикселей и цветов) определяет объем памяти, необходимый для "снимка экрана" из Интернета. Окончательный размер документа, содержащего изображения из Интернета, цифровых камер и сканеров, зависит от того, на какой скорости был снят или создан материал. Эти же аргументы применимы к определению требований к памяти для цифровых камер. Что происходит, когда изображение, первоначально снятое с разрешением 800 на 600 и 32 766 цветов, отображается на экране с разрешением 1024 на 768 и 16 777 216 цветов. Компьютер расширяет изображение, чтобы заполнить необходимое пространство. Как правило, более крупное изображение несколько теряет в качестве. Аналогичный эффект наблюдается при увеличении фотографии за пределами качества негатива. Читайте также:
|