Компьютерные средства обеспечения видеотехнологий

Акустические системы

Системы синтеза речи

Системы распознавания речи

Системы речевого ввода и вывода информации

Существуют две технологии речевого общения с компьютером:

□ системы распознавания речи;

□ системы синтеза речи.

В системах распознавания речи выполняется оцифровка звуковой информации, ее идентификация с кодами, содержащимися в электронных тезаурусных (ино­гда многоязычных) словарях, необходимая автоматическая коррекция кодов и генерация соответствующих им символов, слов и предложений, возможный вывод текстов на экран для ручной их коррекции (иногда звуковое воспроизведе­ние) и запись текстов в память машины либо исполнение «услышанных» команд.

По характеру распознаваемой речи системы речевого ввода можно разделить на:

□ системы, ориентированные на распознавание отдельных слов, команд и во­просов;

□ системы распознавания предложений и связной речи;

□ системы идентификации по образцу речи.

Системы речевого вывода информации базируются либо на выборке из словаря готовых оцифрованных звуковых последовательностей, либо на синтезаторах речи. Самым простым вариантом является выборка готовых звуковых последо­вательностей (как в автоответчике), но ввиду большого размера звуковых фай­лов вывод большого числа слов в этом случае практически невозможен. В таких простых системах часто используются меню, по которым пользователь может выбрать те высказывания, которые он бы хотел услышать. При наличии нужных записей в базе данных их текст озвучивается. Такие системы находят примене­ние, например, в будильниках, в автомобильных навигационных системах и т. д.

Звуковые платы (карты)

Звуковые платы (карты) (sound blaster, sound cards) используются для создания, записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: музыки, речи, шумовых эффектов.

В режиме создания звука плата действует как музыкальный инструмент. Звук, создаваемый с помощью звуковой платы, называют «синтезированным».

В режиме записи звука плата производит оцифровку звуковых сигналов для по­следующей их записи в память компьютера.

В режиме воспроизведения звука плата работает аналогично цифровому аудио­плейеру, преобразуя считанные из памяти цифровые сигналы в аналоговые.

Акустическая система (колонки) является не обязательным, но желательным компонентом мультимедийной системы — при ее использовании восприятие звуковой информации существенно улучшается.

Для работы с видеоинформацией необходимо иметь функционально более раз­нообразное оборудование.

Видеоплата — это собственно видеоконтроллер, рассмотренный ранее в разделе «Видеотерминальные устройства», но для поддержки «живого видео» на ней должна быть микросхема графической акселерации, ускоряющая выполнение огромного числа видеоопераций. В принципе, микросхема-акселератор может находиться и на отдельной плате; при использовании в ПК микропроцессоров типа ММХ последний берет некоторые функции ускорения видеоопераций на себя, но акселератор и в этом случае не помешает.

При выборе видеоплаты (видеоконтроллера) для работы с видеоинформацией следует в первую очередь учитывать требуемые разрешающую способность, ко­личество цветов и необходимость акселерации.

Плата видеозахвата (video grabber) выполняет захват кадров видео, их преобра­зование (в том числе и оцифровку) и запись в память компьютера.

Платы видеозахвата бывают двух типов:

□ «грабберы» кадров (frame grabber) предназначены для захвата неподвижных изображений;

□ платы захвата (capture board) могут монтировать целые видеофильмы. Они позволяют получать в компьютере с видеокамеры или видеомагнитофона, а при наличии тюнера — и с антенны, отдельные телевизионные кадры и их связанные последовательности для дальнейшей обработки и вывода на прин­тер или обратно на видеоустройство.

При оцифровке видеосигнала формируются огромные массивы информации. Поэтому возникают серьезные проблемы с динамикой процесса, так как для пересылки одного 256-цветного полноэкранного изображения с разрешающей способностью 1024 х 768 пикселов необходимо передать около 1 Мбайт данных, что может потребовать до 10 и более секунд. Даже при слабом разрешении (640 х 480 пикселов) объем данных все равно велик — чуть меньше 0,5 Мбайт.

В связи с этим размеры кадров платами видеозахвата уменьшаются: напри­мер, при разрешающей способности всего экрана 640 х 480 кадр имеет размер 80 х 60, 160 х 120 (одна шестнадцатая часть экрана, используемая обычно для видео в среде Windows 95), 240 х 180 или 320 х 240 (в пикселах). Существуют высококачественные платы (Creative Lab Video Blaster и т. д.), которые способ­ны воспроизводить видеокадры в полный экран, но и они, как правило, не умеют осуществлять полноэкранный захват.

Ввиду большого объема видеофайлов, они при передаче и записи в память сжима­ются (выполняется компрессия видеоданных); при воспроизведении картинки выполняется обратная процедура — декомпрессия. В настоящее время существует несколько методов сжатия данных, реализуемых как программно, так и аппаратно. Средства сжатия данных обычно называют кодеками (CODEC — COmpressor-DECompressor или COder-DECoder). Широкое распространение получили, на­пример, кодеки: Motion JPEG, INDEO (INtel viDEO), Cinepak и т. д.

Платы видеозахвата второго типа, несмотря на указанные трудности, открыва­ют широкие перспективы по созданию и обработке динамических изображений в реальном масштабе времени — живого видео.

Общепринятых стандартов на аппаратные средства видеотехнологий пока не разработано, поэтому функции управления (видеоконтроллер), ускорения обра­ботки видеосигнала (акселераторы), захвата видеокадров («видеограбберы») и сжатия информации (кодеки) выполняют как отдельные платы, так и интегри­рованные платы, поддерживающие сразу несколько функций.

В этом аспекте интересна технология INDEO (ее предшествующая версия — DVI, Digital Video Interactive), позволяющая эффективно работать с видео на персо­нальном компьютере, имеющем даже МП 80486, с использованием только одной платы — карты расширения Intel Smart Video Recorder на базе микропроцессора Intel 750. Она обеспечивает захват, сжатие и запись видеоизображения в файл на жестком диске за один шаг (в реальном времени и без каких-либо других специ­альных видеоплат). В отличие от других плат, Intel Smart Video Recorder не ис­пользует для видеообработки МП компьютера, а имеет собственный процессор Intel 750, мощность которого достаточна для качественного видео. К тому же, INDEO-технология автоматически адаптирует качество, скорость и разрешение видеоизображения с тем, чтобы полностью использовать возможности компью­тера. В частности, она может менять размер кадра в пределах форматов 160 х 120, 240 х 180 и 320 х 240 (в пикселах) при обеспечении до 16,7 млн различных цве­товых оттенков.

Лекция 9

Дата добавления: 2014-01-06