Oб обработке видео

Оцифрованный видеоматериал содержит шумы которые малозаметны при просмотре на телевизоре, поскольку происходит их сглаживание, однако мониторы компьютеров выводят видеосигнал более точно и все дефекты начинают мешать просмотру. Поскольку материал оцифровывается с удвоенной шириной, необходимо изменить размеры до стандартных.

Одними из первых рекомендуется применять фильтры которые позволяют изменить яркость и контрастность картинки, чтобы выделить засвеченные или слишком тёмные элементы изображения не изменяя отдельных групп пикселей усреднёнными значениями.

Следующими по очереди применяются фильтры которые устраняют цветовые неоднородности изображения, которые появляются при оцифровки с видеокассет стандарта VHS и проявляются в виде усиления тем или иным цветом горизонтальных полосок в кадре. Данные фильтры позволяют убрать мерцание изображения.

Далее можно применить фильтры, которые позволяют убрать мелкий шум. Такие фильтры, на основе анализа соседних с данной точкой областей, вычисляют, если это необходимо, новое - усреднённое значение. Данные фильтры могут незначительно размыть изображение, по этому с ними необходимо обращаться аккуратнее.

Изменение размеров изображения необходимо производить после применения фильтров очищающих изображение от шумов, поскольку оно может привести к усилению отдельных артефактов изображения. После чего допускается наложения только фильтров, производящих сглаживание или усиливающих чёткость изображения. Однако последние необходимо накладывать с особой осторожностью, поскольку они могут привести к появлению угловатых граней в изображении.

1. Запускаем VirtualDub, открываем файл File->Open video file: {Ctrl-O}

2. Поскольку при захвате звук не сжимался и занимает значительную часть файла желательно его сжать. Для этого необходимо сначало установить полную обработку звука (Audio->Full procedding mode).

3. Выбрать в выборе аудиокодака, нажимаем - Сжатие - (Audio->Compression:) MPEG Layer-3 - 44,1 кГц, Моно.

 Уменьшить Размер Изображения: 97% от оригинального размера [ 526 x 403 ]

4. В меню - Опции - Options проверить, что бы было включено - Синхронизация с аудио - "Sync to audio" (для синхронизации видеопотока со звуком).

5. Установить полную обработку видеопотока (Video->Full processing mode).

6. Указать видеокодак для выходного материала (Video->Compression: {Ctrl-C}). Поскольку после применения фильтров количество шумов в изображении должно уменьшится, то для уменьшения занимаемого места на диске, можно выбрать сильно-сжимающий кодак, например DivX.

 Уменьшить Размер Изображения: 97% от оригинального размера [ 525 x 303 ]

7. После выбора кодака необходимо провести его настройку на необходимое качество сжатия. Для размера кадра 512х384, к которому будет преобразован оцифрованный материал, кодаку DivX5, для получения приемлемого для просмотра качества, необходимо указать битрейт не менее 1000 кбайт/сек.

8. Кроме того, для удобства при работе с получившемся материалом в дальнейшем, необходимо задать через какое количество кадров будет вставлятся ключевой кадр. Для кодака DivX5 этот параметр находиться на 2 закладке и рекомендуется устанавливать равным колучеству кадров за 2 секунды, в нашем случае 50. Установка меньшего значения будет увеличивать размер выходного файла, уменьшение - может привести к увеличению задержки при покадровом просмотре материала. Замечание: в случае значительного изменения сцены в кадре - ключевой кадр будет вставлен автоматически.

9. Заключительным и самым трудоёмким этапом является правильный подбор фильтров для уменьшения шумов к оцифрованном изображении. Принципы выбора фильтров были приведены выше, а перечень и их краткое описание приведён в приложении. Вызываем окно управления фильтрами (Video->Filters: {Ctrl-F}).

 Уменьшить Размер Изображения: 99% от оригинального размера [ 515 x 336 ]

Для добавления новых фильтров неодходимо нажать кнопку - Добавить - "Add", после чего в появившемся окне выбрать новый фильтр и задать его настройки. Настройки можно изменить в любой момент, выбрав фильтр в списке и нажав кнопку - Изменить -"Configure:".

В приведённом примере уже перечислены основные применяемые фильтры. Рассмотрим их подробнее:

- Первый фильтр "levels" позволяет изменить входной и выходной уровни сигнала. Поскольку этот фильтр не изменяет отдельные пиксели изображения, а работает со всем кадром, то есть не вносит в картинку изменений, его можно применять одним из первых.

Для удобства работы с данным фильтром необходимо вначале нажать кнопку "Show preview" после чего на экране появиться кадр из видеоматериала, а название кнопки смениться на "Hide preview". А затем нажав или - Шаблон кадров - "Sample frame" или - Шаблон видео - "Sample video:" получить гистограмму кадра или всего фрагмента. Затем, передвигая ползунки, ограничить входной и выходной уровни сигнала так, чтобы на изображении не было засвеченных или затемнённых мест. Можно дать следующую рекомендацию: средний указатель должен указывать на "центр массы" гистограммы, а крайние указатели выходного уровня указывать на начало и конец гистограммы или даже быть чуть сдвинутыми к центру.

- Далее, пред тем как применить фильтры, убирающие шум, необходимо уменьшить насыщенность. Для этого применяется фильтр "hue/saturation/intensity" в котором величину saturation устанавливаем равной 0,8. После применения очищающих фильтров и изменения размера, необходимо ещё раз применить данный фильтр для восстановления насыщенности цветов - установив saturation = 1,2.

- Далее следуют фильтры, которые уменьшают шум в кадре. Во первых это фильтр "dynamic noise reduction" со значением 12. Данный фильтр уменьшает шумы видеозаписи без подавления мелких деталей за счёт сложения информации в соседних кадрах. Движущиеся объекты этим фильтром не подвергаются обработке, но шум на них не так заметен. Качество работы фильтра при значении 10-12 аналогично выполненым "в железе" профессиональным аппаратам, применяющимся на телевидении. Фильтры усиливающие резкость, необходимо применять до него, а ослабляющие - после.

- Если захваченное изображение плывёт, то рекомендуется так же применить фильтр "general convolution 3d", который выдают результирующую картинку созданную на основе изображения предыдущих 2-х кадров. Рекомендуемые установки для данного фильтра приведены на рисунке:

 Уменьшить Размер Изображения: 92% от оригинального размера [ 553 x 173 ]

- После уменьшения шумов, можно изменить размеры изображения. Используя фильтр "resize" выставляем ширину 512 пикселей, а высоту необходимо изменить в соответствующей пропорции. Например, при захвате мы обрезали края и получили изображение не 768х288, а 752х272. Тогда для сохранения пропорций в результирующем изображении при размере по горизонтали 512 точек, по вертикали необходимо указать 370 (272*2*512/752). Для соблюдения пропорций кадра 4х3 включается увеличение кадра до необходимого размера (512х384) с заполнением пустого пространства указанным цветом (по умолчанию - чёрным).

- В заключении можно применить фильтр "Picfix", который стабилизирует изображение для последующего лучшего сжатия.
10. После настройки фильтров можно дать команду на сохранение видео файла (File->Save as AVI {F7}). В появившемся окне будет отображаться статус выполнения конвертации фильма. А именно: какой кадр из общего числа обрабатывается, какой размер видео- и аудиоданных, видеобитрейт, прогнозируемый размер результата конвертации, скорость конвертации (на PII-800 скорость преобразования из 752х272 в 512х384 и сжатие DivX5 эта скорость порядка 3-4 кадров в секунду, причём в основнм скорость теряется на изменение пропорций изображения), затраченное и прогнозируемое время обработки. Также в этом окне можно управлять приоритетом процесса, занимающегося обработкой, и включать/отключать просмотр входного и результирующего видеопотока.

Еще об обработке видео в VirtualDub

VirtualDud - можно использовать для обработки видеофайлов.

Запускаем VirtualDub, загружаем в него видеофайл. Меню File -> Open Video File. После этого загружаем звуковой файл, для чего выбираем меню Audio, там раздел Wav Audio, и в открывшемся окне выбираем нужный *.wav файл. Если воспользоваться вот этим пакетом (ac3-pack.zip), то можно работать сразу с *.ac3 файлами, которые загружаются в VirtualDub точно так же как и *.wav файлы. Загрузив всё необходимое вы должны увидеть что-либо вроде этого.

 Уменьшить Размер Изображения: 96% от оригинального размера [ 531 x 407 ]

С помощью слайдера можно перемещаться по фильму, только не забудьте удерживать Shift при этом, тогда будете перемещаться по ключевым кадрам, что гораздо точнее и удобнее. Впрочем, для того что бы просто соединить звук и видео, вам не придётся бегать по фильму. Для этого выбираем меню Video, и отмечаем там пункт - Прямое копирование потока - Direct stream copy. Этот пункт означает, что не будет производиться никаких манипуляций с видеопотоком, что нам и необходимо, ведь видео уже закодировано. Если не выставить этого пункта, то видео будет записано вообще не сжатым, и будет файл ОГРОМНОГО размера, где-то около гигабайта на МИНУТУ! Что бы этого избежать, надо выбирать какой либо из видов компрессии, но сжимать заново уже сжатый видеопоток далеко не лучшая идея, поэтому ещё раз повторяю, выставьте - Прямое копирование потока - Direct stream ccopy, по умолчанию стоит Full processing mode, что нам не нужно.

После этого переходим в меню Audio. Здесь напротив, надо отметить раздел - Режим полной обработки - Full processing mode, в то время как по умолчанию стоит Direct stream copy. Если вы хотите получить фильм с *.ac3 дорожкой, то необходимо оставить - Прямое копирование потока - Direct stream copy (всё равно VirtualDub не умеет сжимать сразу *.ac3 дорожку, только *.wav, так что никак обработать её не получится). Из настроек стоит изменить только значения Interleaving. В открывшемся окне, немного отличном от стандартного окна VirtualDub (это окно единственное изменение в интерфейсе которое добавляет ac3 пакет в VirtualDub) необходимо выставить значения 160 для Preload __ ms of audio before video starts и Interleave audio every __ ms. После этого останется только сохранить фильм, из меню File -> Save AVI.

Если вы решили пойти, более традиционным путём, то как уже говорилось, необходимо перевести audio в Full process mode и выбрать соответствующий вид компрессии, потому что в противном случае вы рискуете получить файл размером в много-много гигабайт. Выбираем раздел Compression, и выставляем то, что необходимо. Метод компрессии может быть выбран любым, и зависит от установленных в системе и известных VirtualDub'у кодеров. Как уже говорилось много выше, несмотря на то, что самым логичным выбором был бы DivX Audio, этот выбор будет далеко не лучшим. Выбирайте MPEG Layer-3 (mp3). После того, как выбрано всё необходимое, остаётся только сохранить полученный файл. Меню File Save AVI..., или просто нажать F7. В результате получиться готовый файл, и если повезёт, то без проблем с синхронизацией.

Но что же делать, если всё-таки не повезло? И полученный файл не синхронизирован? Зависит от того, как именно разсинхронизирован фильм. Здесь возможны два основных варианта.

Во-первых, может случиться так, что с начала фильма всё нормально, но постепенно, изображение убегает вперёд или отстаёт от звука. Второй вариант, когда изображение и звук не совпадают с самого начала. Возможен и смешанный вариант, когда звук сдвинут с самого начала, и вдобавок он убегает или отстаёт от изображения по ходу фильма.

Начнём с более распространенного случая, когда звук постепенно убегает или отстаёт по ходу фильма. Метод лечения в этом случае прост, необходимо просто увеличить или уменьшить frame rate, то есть количество кадров в секунду. Для этого выбираем меню Video, и пункт Frame rate. В открывшемся окне отмечаем пункт Change to ____ frames per second из раздела Frame rate conversion. Если звук отстаёт, то надо уменьшить это значение, если убегает вперёд, то увеличить. Меняйте это значение на очень маленькие значения, 0.001 или 0.002, потому что в противном случае всё убежит в другую сторону. После того, как всё выставлено, надо только сохранить файл, меню File, Save AVI. Не забудьте выставить Direct stream copy и для видео и для аудио, в противном случае можно получить ОЧЕНЬ большой файл.

Если видео и аудио разсинхронизированы с самого начала, то надо просто задержать или подогнать аудиодорожку с самого начала. Для этого идём в меню Audio, раздел Interleaving.

Если видео убегает вперёд, то необходимо уменьшить значение Delay audio track by __ ms, из раздела Audio skew correction вплоть до отрицательных величин, если вперёд убегает звук то наоборот, увеличить это значение. Выбрав подходящее значение, остаётся только сохранить полученный фильм, File, Save AVI. Как и в прошлом случае, не забудьте выставить Direct stream copy и для видео и для аудио, иначе рискуете, что не найдётся нескольких сотен лишних гигабайт места на жёстком диске.

Серия сообщений "VirtualDub":
Часть 1 - VirtualDub: Захват видео (способ 1)
Часть 2 - VirtualDub: Захват видео ( способ 2)
...
Часть 9 - VirtualDub: Фильтры для очистки видео изображения
Часть 10 - VirtualDub: Соединяем несколько AVI файлов в один
Часть 11 - VirtualDub: Oб обработке видео.
Часть 12 - VirtualDub: Порезка.
Часть 13 - Сжатие видео в VirtualDub (видео)