Екатерина Андреевна Гапонько
Эксперт по предмету «Информатика»
Задать вопрос автору статьи
Общие сведения
Определение 1
Видеоинформация — достаточно новый вид информации, которая с каждым днем все интенсивнее проникает во все сферы человеческой деятельности. По официальной статистике, каждый пятый человек в России ежедневно воспринимает видеоинформацию либо посредством телевизора, либо посредством персонального компьютера.
Под видеоинформацией можно понимать:
Рисунок 1.
Любой видеоряд можно разложить на две составляющие: звуковую и графическую.
Сдай на права пока
учишься в ВУЗе
Вся теория в удобном приложении. Выбери инструктора и начни заниматься!
Получить скидку 3 000 ₽
Наверняка у вас появился вопрос: какое отношение графическая информация имеет к видео? Необходимо очень хорошо уяснить следующий факт: для создания на экране эффекта движения применяется дискретная технология, обеспечивающая быструю смену статических картинок.
Замечание 1
Научные исследования доказали, что если в течение одной секунды сменить около $15$ статических изображений, которые похожи друг на друга, то человеческий глаз воспринимает подобные изменения на них как аналоговые, то есть как непрерывные. На данном эффекте и реализуется любое современное видео.
Поскольку видеоинформация состоит из звуковой и графической компоненты, то и для обработки видеоматериалов требуется очень мощный персональный компьютер. Под обработкой видеоматериалов понимается процесс оцифровки, то есть кодирования видеоинформации.
После кодирования видеоинформация будет находиться в двоичном формате, а, как известно, процессор персонального компьютера только и способен взаимодействовать с любой информацией, которая является двоичным кодом. Двоичный код — последовательность бит, состоящая из $0$ и $1$.
«Принципы кодирования видеоинформации» 👇
Алгоритм кодирования видеоинформации
Итак, представим, что в нашем распоряжении есть какая-либо видеоинформация. Как было ранее сказано, любую видеоинформацию можно дифференцировать, то есть разложить на две ключевые составляющие: звуковую и графическую. Следовательно, операция кодирования видеоинформации будет заключаться в сочетании операций кодирования звуковой информации и кодирования графической информации.
Как мы ранее узнали, видео — быстрая смена, как правило, похожих друг на друга статических изображений, называемых кадрами. Но в современном мире данный процесс стандартизирован, и все поставщики видеоконтента придерживается данных стандартов.
Не будем приводить все существующие стандарты, касающиеся частоты смены кадров, а лишь опишем два ключевых эталона в этой области:
-
В процессе киносъемок используют частоту смены кадров, равную $25$ раз в секунду. Подобным стандартом пользуются при производстве телепрограмм, телешоу, телерепортажей.
-
В процессе создания широкоформатного видеоконтента прибегают к частоте смены кадров, равной $30$ раз в секунду.
В первую очередь происходит разложение аналогового видеосигнала на две дорожки: звуковую и графическую. Давайте в качестве эксперимента примем частоту смены кадров $25$ раз в секунду. Это означает, что одна секунда видеопотока состоит из $25$ быстросменяющих друг друга статических изображения.
Рисунок 2.
По сути, нет как такового отдельного алгоритма~кодирования видеоинформации, а есть симбиоз алгоритмов кодирования отдельно звука и отдельно графики.
После проведения операции цифрования звука и изображений на выходе получается бинарный, двоичный код, который будет понятен процессору персонального компьютера. Именно в формате двоичного кода наша видеоинформация и будет храниться на электронных носителях.
Если мы захотим проиграть видеоконтент на нашем персональном компьютере или другом устройстве, то нам придется провести операцию восстановления информации, то есть осуществить преобразование информации, записанной в двоичном коде в формат понятный человеку.
Единственное, на чем хотелось бы акцентировать внимание, это на том, что при просмотре видеоинформации мы одновременно и видим «картинку» и слышим звук.
Чтобы добиться синхронного исполнения звука и смены графических изображений процессор персонального компьютера выполняет эти операции в различных потоках. За счет этого происходит запараллеливание двух сигналов: звукового и графического, которые в совокупности образуют видеопоток.
Как найти информационный объем видеофайла
После проведения операции кодирования видеоинформации получается двоичный поток битов. Следовательно, операционной системе необходимо выделить некое пространство для хранения данного двоичного кода (этот двоичный код является дискретным форматом нашего аналогового видеофайла).
Общая формула расчета объема памяти, необходимой для хранения закодированного видеофайла:
Рисунок 3.
Пример 1
Рассмотрим конкретный пример. Дан видеофайл, который длится $52$ секунды. Известно также, что частота смены кадров составляет $25$ раз в секунду. Каждый кадр представляет собой изображение, имеющее разрешение $1280$ на $1024$ пикселя. Также известно, что цвет кодируется в $24$-х битной RGB-модели. Частота дискретизации звука составляет $44.1$ КГц, а разрядность звуковой карты равна $2$ байта. Необходимо найти информационный объем данного видеофайла.
Решение:
Определим информационный объем звукового сигнала.
$V_{зв}= [Время звучания] cdot [Разрядность звука] cdot [Частоту дискретизации] = 52 cdot 16 cdot 44100 = 36691200 [бит] = 4586400 [байт] = 4478.90 [Кбайт] = 4.37 [Мбайт]$.
Определим информационный объем одного кадра.
$V_k= [Количество пикселей изображения] cdot [Глубину цвета] = 1280 cdot 1024 cdot 24 = 31457280 [бит] = 3932160 [байт] = 3840 [Кбайт] = 3.75 [Мбайт]$.
Определим информационный объем заданного видеофайла.
$V_в= [Память, занимаемая звуковым сигналом] cdot [Память, занимаемая одним кадром] cdot [Количество кадров] = 4.37 cdot 3.75 cdot 25 = 409.69 [Мбайт] = 0.4 [Гбайт].$
То есть информационный объем заданного видеофайла составляет около $0.4$ Гигабайта. Файлы с видеоконтентом всегда были и будут «тяжелыми», следовательно, необходимо предусматривать пространство для их хранения.
Кстати, сам процесс кодирования видеоинформации занимает значительное время и зависит от характеристик процессора персонального компьютера. Среди всех земных профессий можно выделить профессию видеомонтажера, который наиболее интенсивно из всех занимается обработкой и отвечает за правильность кодирования видеоинформации.
Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу
Поиск по теме
File size for 1 frame
Uncompressed
1920 x 1080 x 24 bit (RGB)
6.22MB/frame
Youtube HD
1080p25 = 8 Mbps
19.29
K
B/megapixel x 2.07
M
pixels
40KB/frame
File size for 1 second
Youtube HD
1080p25 = 8 Mbps
462.96
K
B/megapixel-sec x 2.07
M
pixels
959.99KB/sec
Total video file size
Frames
60 seconds x 24 fps
1,440 frames
File size
60 seconds x 959.99
K
B/sec
57.6MB
Examples
- A 2-minute 4K Youtube trailer: 675 MB
- A 1-minute HD Youtube trailer: 60 MB
- A 1-hour DVD movie: 4.41 GB
- A 2-hour 4K Netflix scope movie: 11.4 GB
- A 90-minute 2K DCP movie: 50.6 GB
Тема 7.
Передача данных. Размеры файлов.
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами — ЛЕГКО!
Подтемы раздела
передача данных. размеры файлов.
7.01Изображение
7.02Звукозапись
7.03Видеофайлы
7.04Текстовые файлы
7.05Передача по каналу связи
7.06Сравнение двух способов передачи данных
7.07Смешанное
7.08Измерение информации
Решаем задачу:
Показать ответ и решение
Видеофайл — это много подряд идущих кадров с определённой частотой. В нашем случает — 
кадров
в секунду. Объём видеофайла можно вычислить как произведение его длительности в секундах на
частоту смены кадров и на размер одного кадра.
Объём кадра (то есть растрового изображения) можно посчитать как произведение количества
пикселей на количество бит, необходимых для хранения цвета одного пикселя.
Используется 
цветов, то есть для хранения цвета одного пикселя необходимо 
бит
, и этого не хватит).
Посчитаем количество бит, необходимых для хранения одного кадра — 
Тогда размер нашего видеофайла составляет 
Мб
Мб.
Enter the pixel width, pixel length, frames per second, and video length into the calculator to determine the video size.
- Resolution Calculator
- Bandwidth Calculator
- Pixels to Inches Calculator
- Playback Speed Calculator
Video File Size Formula
The following equation can be used to calculate the video file size.
VFS = PL * PW *3* FPS / (1024*1024) * T / 1028
- Where VFS is the video file size (GB)
- PL is the pixels along the length
- PW is the pixels along the width
- FPS is the frames per second
- T is the total video time in seconds
Video File Size Definition
A video file size is defined as the total data storage it takes to contain a certain video file.
Video File Size Example
How to calculate a video file size?
- First, determine the pixel dimensions.
Measure the total number of pixels along the length and width. This is usually considered the resolution.
- Next, determine the frames per second.
Calculate the total frames per second the video is played at.
- Next, determine the total time.
Measure the total time of the video.
- Finally, calculate the video file size.
Calculate the video file size using the equation above.
FAQ
What is a video file size?
A video file size is a term used to described the total data storage required to hold a certain video.
| Расчет необходимой емкости жестких дисков: |
| добавить |
|
Вывод: 1. Необходимый суммарный объем жестких дисков, не менее — 820.80 |
|
|
Чтобы воспользоваться онлайн-калькулятором и получить искомые значения суммарного объема жесткого диска дли будущей
системы, необходимо заполнить следующие поля:
- разрешение изображений;
- кодек сжатия данных;
- сложность сцены – чем больше в кадре мелких и подвижных элементов, тем выше это значение;
- процент движения в кадре;
- размер изображения;
- количество кадров в секунду;
- количество часов записи в сутки с одной камеры;
- количество суток записи;
- количество камер.
Система выдаст необходимый объем жесткого диска для реализации поставленной задачи и посчитает минимальную
пропускную способность локальной сети.
Расчет видеоархива IP камер
Провести расчет видеоархива IP камер системы видеонаблюдения можно вручную. Для этого требуется выполнить следующие
действия:
- Умножить количество записываемых кадров в час на размер 1 изображения в нужном разрешении. Результат – объем
винчестера для ведения архива длительностью 60 минут с 1 камеры. - Умножить предыдущее значение на количество часов ведения архива в сутки. Результат – объем винчестера для
содержания суточного архива с 1 камеры. - Умножить предыдущее значение на количество суток хранения архива. Результат – объем винчестера для фиксации
данных с 1 камеры в течение заданного периода. - Умножить предыдущее значение на количество камер. Результат – размер жесткого диска для хранения видеоархива
системы видеонаблюдения.
Чтобы упростить ручной расчет емкости хранения видео, можно пользоваться готовой таблицей.
| Разрешение | Скорость записи (кадр/сек) | Качество видео | Биттрейт (бит в секунду) | Используемое пространство (Мбайт/час) |
| CIF | 25 | Отличное | 1М | 466 |
| Хорошее | 668к | 295 | ||
| Среднее | 512к | 235 | ||
| Низкое | 384к | 175 | ||
| Ниже среднего | 256к | 56,4 | ||
| Худшее | 128к | 45 | ||
| D1 704×576 | 25 | Отличное | 2М | 910 |
| Хорошее | 1,5М | 712 | ||
| Среднее | 1М | 468 | ||
| Низкое | 768к | 297 | ||
| Ниже среднего | 512к | 241 | ||
| Худшее | 256к | 112 | ||
| H960 | 25 | Отличное | 2,5М | 1125 |
| Хорошее | 2М | 900 | ||
| Среднее | 1.75М | 788 | ||
| Низкое | 1,5М | 675 | ||
| Ниже среднего | 1М | 450 | ||
| Худшее | 768к | 338 | ||
| 1080p | 25 | Отличное | 12М | 5400 |
| Хорошее | 9М | 4050 | ||
| Среднее | 7М | 3150 | ||
| Низкое | 6М | 2700 | ||
| Ниже среднего | 4М | 1800 | ||
| Худшее | 1,5М | 675 |
Таблица предназначена для вычисления объема видеозаписи со скоростью 25 к/с на 1 час времени с 1 камеры.