Video Nedir?

Video, dijital veya analog elektronik ile yakalama, kaydetme, işleme, saklama, iletme ve yeniden yapılandırma teknolojisidir, hareketli sahneleri temsil eden bir dizi görüntü anlamına gelir.

Video Nedir? Tarihi Nasıldır?

Etimolojik olarak, video kelimesi Latince fiil videosu, vides, videre’den geliyor ve ‘see’ fiili olarak çevriliyor. Bu terim genellikle video sinyaline uygulanır ve genellikle tam adının kısaltması olarak “video” olarak adlandırılır. Video teknolojisi ilk olarak televizyon sistemleri için geliştirildi. Ancak tüketicilerin video kaydetmesine ve İnternet üzerinden de izlenebilmesine izin vermek için birçok formata dönüştü.

Bazı ülkelerde, buna manyetik bant veya lazer disk (DVD) üzerinde görüntü ve ses kaydı da denir. Ancak ikincisinin ortaya çıkmasıyla, bu terim genellikle manyetik bant üzerine VHS tipi, BETAMAX’ın önceki kayıtları ile tanımlanır.

Başlangıçta, video sinyali birkaç kareye gruplanmış birkaç çizgiden oluşur. Bunlar aynı zamanda iki alana bölünür, görüntünün ışık ve renk bilgilerini taşır. Satır, kutu sayısı ve renk bilgisini taşıma şekli belirli televizyon standardına bağlıdır.

Sinyalin genliği, görüntü bilgilerini 0V’nin üzerinde taşıyan sinyalin bir kısmı ve 0V seviyesinin altındaki senkronizasyonların bir kısmı ile 1Vpp’dir. Pozitif kısım beyaz seviyesi için 0,7V’a kadar çıkabilir. Siyah 0V’ye karşılık gelir. Ve senkronizasyonlar -0,3V’a kadar inen darbelerdir. Bugün özellikle bilgisayar alanında çok sayıda farklı standart var.

Analog Sinyalinin Parçaları

Sinyal parlaklık, renklilik ve zamanlama denen şeyden oluşur. Genlik, alt senkronizasyon seviyesinden hedefe karşılık gelen 0.7 V ile -0.3 V arasındadır. Uygun sinyal, renklilik sinyalinin eklendiği senkronizasyonlarla parlaklık ile ilgilidir. Kendi senkronizasyonu ile renk, kromasyonun parlaklık üzerine monte edileceği şekilde kaydedilir.

Parlaklık sinyalinin bant genişliği genellikle 5 MHz düzeyindedir. Ancak kullanılan sisteme bağlıdır. Renklilik, kareleme modülasyonlu bir sinyaldir.

Taşıyıcıya renk alt taşıyıcı denir ve bandın üst kısmına yakın bir frekanstır. PAL’de 4.43 MHz’dir. Açıkçası, bu frekans, tarihsel nedenlerden ötürü, elektrik besleme şebekesinin frekansına, Avrupa’da 50 Hz’ye ve birçoklarında 60 Hz’e dayanan alan frekansına atıfta bulunulan sinyalin geri kalan temel frekanslarıyla ilgilidir.

Görüntü Bilgileri

Görüntü ışık ve renkten oluşur; ışık siyah beyaz görüntüyü tanımlar. Ve sinyalin bu kısmına parlaklık denir.

Renk kodlaması, NTSC, SECAM ve PAL için farklı standartlar vardır.

Senkronizasyonları

Senkronizasyonlarla ilgili olarak, üç sınıf ayırt edilir: çizgi veya yatay, alan veya dikey ve renkle ilgili olanlar.

Satır senkronizasyonu, görüntünün oluşturulduğu her satırın nerede başladığını ve bittiğini gösterir. Ön kızak, arka kızak ve senkronizasyon darbesine ayrılırlar.

Dikey senkronizasyonlar, her alanın başlangıcını ve sonunu belirten senkronizasyonlardır. Ön dengeleme darbeleri, senkronizasyon darbeleri, arka dengeleme darbeleri ve koruma hatlarından oluşurlar.

Senkronizasyon darbelerinin frekansı televizyon sistemine bağlıdır. Amerika’da kare başına 525 satırlık hat frekansı, Avrupa’da kare başına 625 satır kullanılır. Bu rakamlar, alıcıların osilatörlerinin önceden bağlandığı elektrik şebekesinin frekansından türetilir.

Renk ile ilgili olarak, tüm standartlarda, renk bilgisi ile bir taşıyıcı modüle edilir. NTSC ve PAL’de yapılan, doygunluk için bir genlik modülasyonudur ve renk tonu için fazda, quadrature modulation (kareleme modülasyonu) olarak adlandırılır.

PAL sistemi, iletim bozulmalarını telafi etmek için taşıyıcı fazın her bir satırında 180° dönüşümlüdür. SECAM sistemi, ilgili çizgilerdeki her renk bileşenini modüle eder.

Açıklaması

Video terimi genellikle çeşitli biçimleri ifade eder. DVD, QuickTime, DVC ve MPEG-4 dahil olmak üzere dijital biçimleri ve VHS ve Betamax dahil analog kasetlerdir.

Kameralar PAL, SECAM veya NTSC olarak analog sinyaller kaydettiğinde veya MPEG-4 veya DVD (MPEG-2) gibi dijital ortama kayıt yaptığında manyetik bantta çeşitli fiziksel ortamlara kaydedilebilir ve iletilebilir.

Kalitesi temelde kullanılan yakalama ve depolama yöntemine bağlıdır. Dijital televizyon (DTV), önceki televizyon formatlarından daha yüksektir. Nispeten daha yeni bir formattır ve televizyon için bir standart haline gelmiştir.

3D video, üç boyutlu dijital video, 20. yüzyılın sonunda yayınlandı. Gerçek zamanlı derinlik ölçümlerine sahip altı veya sekiz kamera tipik olarak 3D sekanslarını yakalamak için kullanılır. 3D formatı, MPEG-4 Bölüm 16 Animasyon Çerçevesi Uzantısında (AFX) sabitlenmiştir.

Birleşik Krallık, Avustralya, Hollanda ve Yeni Zelanda’da, video terimi genellikle kayıt cihazlarına ve en göze çarpan kasetlerine, yani genellikle bağlamdan gelen gayri resmi olarak kullanılmaktadır.

Video Özellikleri

Görüntü yükleme hızı: eski mekanik kameralar için birim süresi başına görüntü sayısı saniyede altı ila sekiz görüntü (fps) veya yeni profesyonel kameralar için saniyede 120 veya daha fazla görüntü yükler.

PAL ve SECAM standartları 25 fps, NTSC 29, 97 fps belirtir. Sinema 24 fps’de daha yavaştır. Bu da filmi filmden videoya aktarma işlemini zorlaştırır. Hareketli bir görüntünün yanılsamasını elde etmek için minimum görüntü yükleme hızı saniyede yaklaşık on beş görüntüdür.

Sweep Systems (Süpürme Sistemleri)

1) Intertwined (İç İçe)

Aynı görüntü ekranını oluşturan ışık fosforlarının kalıcılığı nedeniyle bir görüntü tüpünde çoğaltıldığında bir televizyon görüntüsünde oluşan titremeyi veya titremeyi önlemek için gelişti.

PAL, NTSC ve SECAM televizyon sistemlerinin karakteristiği olan 2/1 geçmeli tarama ve daha sonra geliştirilen diğerleri, görüntünün her karesini alan adı verilen iki eşit yarı karede analiz etmemizi sağlar. Böylece elde edilen çizgiler üst üste binerek dönüşümlü olarak birbirlerinin üzerine binerler.

Alanlardan birinde çift satırlar, buna even field (çift alan), diğerinde ise tek satır yer alır. Her birinin başında dikey senkronizmin bulunduğu odd field (tek alan) olarak adlandırılır. Bir alan ve diğeri arasında yarım satır ofseti vardır. Böylece çift alan, tek alanı serbest bırakan görüntünün kenarını keşfedebilir.

İki alanlı bir kutunun aralıklı keşfi, bir alandan diğerine geçiş hattının iki yarıya bölünebilmesi için kutudaki satır sayısının tek olmasını gerektirir.

Kısaltılmış çözünürlük özellikleri, titreşimli görüntü belirtmek için genellikle bir “i” içerir. Örneğin, PAL formatı genellikle 576i50 olarak belirtilir. Burada 576, çözünürlüğün dikey çizgisini belirtir, “i” aralıklı belirtir ve 50, saniyede 50 alanı (yarım görüntü) belirtir.

2) Progressive/İlerici

Aşamalı tarama sistemlerinde, her tarama süresi tüm tarama satırlarını günceller.

TFT ve plazma ekranlar gibi görüntü tüpünden başka bir görüntü temsil sisteminin geliştirilmesi, aşamalı tarama televizyon sistemlerinin geliştirilmesine olanak sağlamıştır.

Deinterlacing olarak bilinen bir prosedür, TFT televizyonlar, projektörler ve panel plazmasında ayarlananlar gibi aşamalı tarama cihazları tarafından işlenecek analog, DVD veya uydu gibi titreşimli akışı dönüştürmek için kullanılabilir.

Video Çözünürlüğü

Bir görüntünün boyutu dijital için piksel cinsinden veya analog için yatay ve dikey tarama satırlarında ölçülür. Dijital alanda (örneğin DVD) standart tanımlı televizyon (SDTV), NTSC için 720/704/640 × 480i60 ve PAL veya SECAM çözünürlüğü için 768/720 × 576i50 olarak belirtilir.

Bununla birlikte, analog alanda aktif tarama çizgilerinin sayısı sabit kalır. Yatay çizgi sayısı sinyal kalitesi ölçümüne göre VCR kalitesi için satır başına yaklaşık 320 piksel, televizyon yayınları için 400 piksel ve DVD için 720 piksel olarak değişir.

En boy oranı square (kare) piksel eksikliğinden korunur.

Yeni yüksek tanımlı televizyonlar (HDTV’ler) 1920×1080 px 60 çözünürlüğüne, yani 1080 satır başına satır başına 1920 piksele, saniyede 60 kareye kadar çözünürlük kapasitesine sahiptir.

3D video çözünürlüğü voksel olarak ölçülür. Örneğin, çözünürlüğün 512×512×512 vokselleri, artık bazı PDA’larda bile görüntülenebilen basit 3D için kullanılıyor.

En Boy Oranı

En boy oranı, ekranın yüksekliğe göre genişliği ile ifade edilir. Yüksek çözünürlüklü televizyonun standardizasyonunun başladığı zamana kadar standart format 4/3 en boy oranına sahipti. Kabul edilen 9/16’dır. Her iki en boy oranı arasındaki uyumluluk farklı şekillerde yapılabilir.

16/9 ekranda görüntülenecek bir 4/3 görüntü üç farklı şekilde sunulabilir:

• Her iki tarafta dikey siyah çubuklar bulunur. Ekranın aktif alanının bir kısmını kaybetmeden 4/3 oranını korur.
• Görüntüyü tüm ekranı yatay olarak doldurana kadar büyütür. Görüntünün bir kısmı görüntünün üstünde ve altında kaybolur.
• Görüntüyü ekran biçimine uyarlamak için deforme eder. Tüm ekran kullanılır ve tüm görüntü görülür, ancak geometri değiştirilir.

4/3 ekranda görüntülenecek 16/9 görüntünün de benzer şekilde üç bakış açısı vardır:

• Görüntünün üstünde ve altında yatay çubuklarla. Görüntünün tamamı görülüyor ancak ekran boyutu kayboluyor.
• Görüntünün tüm ekranını dikey olarak dolduracak şekilde büyütme, görüntünün yan kısımlarını eksik.
• Görüntünün ekranın en boy oranına uyarlanması için deforme edilmesi. Tüm görüntü tüm ekranda görülür, ancak geometri değiştirilir.

Renk Alanı ve Piksel Başına Bit Sayısı

Renk modeli adı video rengi oluşturmayı açıklar. NTSC televizyonunda YIQ sistemi kullanıldı. NTSC ve PAL televizyonlarda kullanılan YUV sistemine ve SECAM televizyon tarafından kullanılan YDbDr sistemine çok yakındır.

Bir piksel ile temsil edilebilecek farklı renklerin sayısı, piksel başına bit sayısına (bpp) bağlıdır. Dijital videodaki piksel başına bit sayısını azaltmanın bir yolu kroma alt örneklemesi ile yapılabilir.

Kalitesi

Kalitesi, PSNR gibi resmi metriklerle veya uzman gözlem kullanılarak video kalitesiyle öznel olarak ölçülebilir.

Bir video işleme sisteminin öznel video kalitesi aşağıdaki gibi değerlendirilebilir:

• Testi gerçekleştirmek için kullanılacak video sekanslarını (SRC) seçin.
• Değerlendirilecek sistem ayarlarını seçin (HRC).
• Video klipleri uzmanlara sunmak ve değerlendirmelerini toplamak için bir test yöntemi seçin.
• Yeterli sayıda uzmanı, tercihen 15’ten az olmayan birini davet edin.
• Testlere katılın.
• Her bir HRC için ortalamayı uzmanların değerlendirmesine göre hesaplayın.

BT.500 önerisinde özetlenen birçok öznel video kalitesi yöntemi vardır. ITU-T. Standartlaştırılmış yöntemlerden biri, DSIS (Double Stimulus Impairment Scale/Çift Stimulus Bozukluk Ölçeğidir).

Bu yöntemde, her uzman videoya sağlam bir referans ve ardından aynı videonun bozuk bir sürümünü görür. Uzman daha sonra hasarlı videoyu, “hasar algılanamaz” ile “hasar çok can sıkıcı” arasında değişen bir ölçek kullanarak değerlendirir.

Sıkıştırma Yöntemi

Video dizilerini sıkıştırmak için çok çeşitli yöntemler kullanılır. Video verileri zamansal, uzamsal ve spektral artıklık içerir.

Genel olarak, uzamsal artıklık, aynı görüntünün (çerçeve) parçaları arasındaki farklar kaydedilerek azaltılır; Bu görev çerçeve içi sıkıştırma olarak bilinir ve görüntü sıkıştırma ile yakından ilişkilidir.

Benzer şekilde, geçici fazlalık görüntüler (çerçeveler) arasındaki farklar kaydedilerek azaltılabilir; Bu görev, kareler arası sıkıştırma olarak bilinir ve hareket telafisi ve diğer teknikleri içerir. Uydu sistemleri ve MPEG-4 ev sistemleri için kullanılır.

Bit Hızı

Bit hızı, bir akışta veya akışında bulunan bilgi oranının bir ölçüsüdür. Saniyedeki bit (bit/s veya bps) veya saniyede Megabit (Mbit/s veya Mbps) olarak ölçüldüğü birim.

Daha yüksek bit hızı daha iyi kalite sağlar. Örneğin, bit hızı yaklaşık 1Mbps olan VideoCD’nin kalitesi yaklaşık 20Mbps olan bir DVD’den daha düşüktür. VBR (Variable Bit Rate/Değişken Bit Hızı) videonun görsel kalitesini en üst düzeye çıkarmak ve bit hızını en aza indirmek için kullanılan bir stratejidir.

Hızlı hareket eden sahnelerde, değişken bit hızı yavaş hareket eden sahnelerde olduğundan daha fazla bit kullanır, ancak aynı uzunlukta tutarlı görsel kalite elde eder. Gerçek zamanlı ve arabelleksiz akışı durumunda, bant genişliği sabit olduğunda CBR (Constant Bit Rate/Sabit Bit Hızı) kullanılmalıdır.

Stereoskopik

Stereoskopik video için iki kanal (sağ göz için bir sağ kanal ve sol için bir sol kanal) veya iki renk kodlu kaplama katmanı gerekir.

Bu sol ve sağ katman tekniği zaman zaman yayın ağlarında veya 3D filmlerin DVD’deki son “anaglif” sürümlerinde kullanılır. Kırmızı / camgöbeği plastik lensler, içeriğin stereoskopik bir görünümünü oluşturmak için görüntüleri izlemek için gizli bir yol sağlar.

Yeni HD DVD ve mavi ışın diskleri, renk kodlu stereo programlarda 3D efektini büyük ölçüde artıracaktır. Piyasada bulunan ilk HD oyuncuların Las Vegas’ta Nisan 2006 NAB Show’da piyasaya sürülmesi bekleniyordu.