achterwaarts invallen geluid een drukverschil

Houvast voor het studeren van het examenvragen Multimedia Audio-deel (2
ICT)
Luidsprekers:
* Bespreek de bouw van de luidspreker.
1)De conus trilt heen en terug, en doet aldus de omgevende lucht trillen. Hij is
meestal vervaardigd uit hard geperst karton, een kunststof of licht metaal; en via de
konusophanging soepel aan de rand van het luidsprekercahssis bevestigd.
2)Voor de konusophanging worden verschillende materialen, zoals PVC, rubber en
doordrenkt weefsel, gebruikt
3)Het luidsprekerchassis is vervaardigd uit staal of aluminium. Bij een
lagetonenluidspreker (woofer) is het open, en bij een hogetoneluidspreker (tweeter)
gesloten.
4) In het midden van de conus bevindt zich de luidsprekerspoel, die vrij in de
magneet kan bewegen en de konus aandrijft. Wanneer een stroom door de spoel
vloeit, ontstaat volgens de Bli-regel een kracht die de conus doet uitwijken. Hierdoor
komt de lucht in beweging.
5) De uiteinden van de spel zijn met de luidsprekerklemmen verbonden.
6) De stofkap bestaat uit een fijne geweven en doordrenkte stof. Ze verdert dat er
stof tussen de spoel en de magneet komt.
7) De centreerring laat toe dat de spoel heen en terug kan bewegen in de magneet
zonder er contact mee te maken. Hij is opgebouwd uit een weefsel dat met kunstof
doordrenkt is.
8) De drukcompensatie zorgt er voor dat de luchtdruk in de box gelijk is aan de
atmosferische druk.
* Bespreek de drie belangrijkste Thiele-Small parameters (in welke eenheid worden
ze
uitgedrukt ?). Wat verandert er als je een luidspreker in een gesloten box stopt ?
Mechanische parameters:
- Elk systeem heeft zijn resonantiefrequentie: vb. Tacoma Narrows Bridge
o Zo ook luidspreker = Systeem met eigen resonantie
o Berekenen via:
o Laagste frequentie die de Luidspreker weergeeft:
o Woofer: basweergave = grote massa
o Tweeter: hoge tonen = kleine massa
-
-
-
Equivalent volume (veerkracht, Vas) in liter, waarom?
o Indien de luidspreker in een gesloten box zit met volume = Vas
o
=fosc * √2
veerkracht *2
Q-factor
o Kwaliteitsfactor Q is klein = grote demping
o Kwaliteitsfactor Q is groot = kleine demping
 Vb. Grote massa is moeilijk af te remmen en zal dus langer
naslingeren, grote Q-factor
 Vb. Veer met grote veerkracht is moeilijk af te remmen, grote
Q-factor
Andere parameters zijn:
o Maximaal elektrisch vermogen in watt
o Gelijkstroomweerstand in ohm
Samengavat:
resonantiefrequentie:
De resonantiefrequentie stelt de laagste frequentie voor die een box kan
voortbrengen. Op deze frequentie zal de "Driver" impedantie zijn piek berijken.
Focs = vierkantswortel( Veerkracht / Massa)
equivalent volume:
het aantal liters of dm³ opgesloten lucht waarvan de stijfheid overeenkomt met de
stijfheid van de ophanging van de conus. Hoe hoger dit getal, hoe soepeler de
speaker. Dit gegeven wordt gebruikt bij het berekenen van gesloten- en reflex
kasten.
Q-factor:
Door dempingsmateriaal in de box aan te brengen verkleint de veerkracht van de
lucht in de box (de demping verzet zich tegen het samendrukken van de lucht)
waardoor het lijkt alsof de box groter is. Het nadeel van de gesloten box is het lage
rendement.
* Waarom heb je minimum een woofer en een tweeter nodig om geluid op een
deftige
manier weer te geven ? Leg uit a.d.h.v. luidsprekereigenschappen én de verspreiding
van geluid (kleine berekening !).
Om een mooie klank te bekomen moet men deze beide luidsprekers gebruiken zodat
de hoge en lage tonen van elkaar gescheiden zijn en dus apart te regelen zijn.
Als we ons baseren op deze formule:
Kunnen we afleiden dat een woofer, die veel massa heeft, geen hoge tonen kan
produceren, terwijl een tweeter, met een zeer kleine massa, dat wel kan. Een woofer
heeft een groot membraan, waardoor er veel luchtverplaatsing is, en produceert dus
ook het grootste deel van de akoestische energie.
* Woofers (lagetonenluidsprekers) hebben meestal een groot konusoppervlak.
− Hierdoor is de massa van de bewegende delen niet gering. Rekening
houdend met het massa-veer systeem kunnen ze ook lage frequenties
weergeven.
− De konus komt bij hogere frequenties bijna niet in beweging omwille van de
niet geringe massa. − Bij lage frequenties is de diameter van de konus veel
kleiner dan de golflengte, waardoor de uitstraling bolvormig is.
− Bij hoge frequenties is de diameter van de konus groter dan de golflengte,
waardoor de uitstraling gericht is. Dit is vanzelfsprekend niet de bedoeling.
* Tweeters (hogetonenluidsprekers) hebben een klein konusoppervlak.
− Door de geringe massa van de bewegende delen is de resonantiefrequentie
behoorlijk groot. Ze leveren hun maximale rendement slechts af vanaf hogere
frequenties (vb. 500 Hz).
− Door de geringe massa kunnen ook de zeer hoge frequenties weergegeven
worden.
− Men kan stellen dat bijna alle frequenties bolvormig uitgestraald worden.
Vanzelfsprekend bestaan er ook tussensoorten die meer geschikt zijn om
middentonen weer te geven.
Hoge tonen gaan naar de tweeter, lage tonen naar de woofer !!
Andere uitleg
Woofer => grote diameter, voor weergeven van de lage tonen
Tweeter => kleine diameter, voor weergeven van hoge tonen
a) ivm energie en massa:
* woofer = groot en log, veel massa => kan niet snel heen en terug slingeren, dus
hoge tonen weergeven gaat niet
* lage tonen weergeven gaat héél goed: groot membraan dus veel luchtverplaatsing,
wat essentieel is voor het weergeven van bassen (bijna alle akoestische energie in
de muziek, zit in de bassen)
b) Ivm uitstralingsgedrag (zie akoestiek: inleiding; 1.4 verspreiding van geluid): breng
de golflengte van muziek in verband met de grootte van de conus. Doe dit voor lage
tonen en hoge tonen.
* waarom heb je in principe maar één subwoofer nodig om lage tonen weer te
geven?
Lage geluidsgolven hebben een lage frequentie, ze kaatsen dus veel minder af op
objecten, en gaan er vlot rond. Daardoor is het geluid precies overal in een ruimte,
en moeilijk te localiseren.
Het maakt dus niet uit of er dan 2 woofers of maar 1 staat.
Leg uit a.d.h.v. de verspreiding van geluid (kleine berekening).
Akoestiek:* schets de curven van constante luidheid. Een toepassing hiervan is de
Loudnessschakelaarbij stereo-ketens. Leg dit uit.
Kiest men er één curve uit. dan klinkt elke frequentie ervan even luid. Bij lage
intensiteiten horen we weinig bassen en hoge tonen. Frequenties tussen 2 en 3 kHz
horen we veel luider. Bij grote intensiteiten horen we ongeveer elke frequentie even
luid. De "loudness" schakeling bij versterkers, versterkt diepe bassen en hoge tonen
extra. Op die manier horen we deze tonen ook goed bij lage volumes. Hierdoor wordt
het klankbeeld "warmer".
* Het mp3-formaat is deels gebaseerd op maskering en de curven van constante
luidheid. Leg dit uit.
MP3 gebruikt 2 technieken.
- Een is gebaseerd op het psychoakoestisch model. Dit model houdt eigenlijk
rekening met de eigenschap dat het menselijk gehoor niet elke frequentie hoort. Het
menselijk gehoor ligt tussen de 20 en de 20000 Hertz en is het meest gevoelig
tussen 2 en 4 KHz. De MP3 codec filtert de onhoorbare delen uit het toekomstige
muziekstuk bij de compressie. Hierdoor gaat wel een deel van de oorspronkelijke
kwaliteit verloren. (constante luidheid)
- Een tweede techniek is het verwijderen van bepaalde delen uit de muziek die niet
hoorbaar zijn tijdens het stuk omdat ze te stil zijn en niet kunnen worden gehoord
omdat tijdens het afspelen een veel luider instrument aan het spelen is. (maskering)





Microfoons:
* Bespreek bouw en werking van dynamische en condensatormicrofoons. Wat zijn de
voordelen van de ene t.o.v. de andere?
- Dynamische:
o
o
o
o
o
o
o
o
Op het membraan is een spoel bevestigd die beweegt in de smalle
luchtspleet van een
permanente magneet. Bij een hoge frequenties (grote luchtsnelheid)zal er
theoretisch meer spanning worden
afgegeven dan bij lage frequenties. Uitgaande van het voorgaande
verwachten we dat een dynamische microfooncapsule een spanning
afgeeft, die groter wordt bij toenemende frequentie. Deze theoretische
benadering is slechts gedeeltelijk waar. Het membraan van een
dynamische microfoon heeft immers een niet geringe massa, temeer
omdat ook de spoel hiermee verbonden is. De invloed van de massa is
zelfs zo groot dat de uitgangsspanning boven 1 tot 2 kHz daalt i.p.v. stijgt.
De frequentiekarakteristieken kunnen gewijzigd worden door holten en
spleten in het microfoonhuis te voorzien. Waar de amplitude neiging heeft
om te
zakken, worden speciale akoestische resonantiekringen voorzien om dit te
voorkomen.
Dynamische microfoons met een volledig vlakke karakteristiek gaan dan
ook bijna niet voorkomen.
o
Men kan echter ook van de nood een deugd maken. Veel dynamische
microfoons "kleuren"
door hun frequentiepieken en -dalen de opname, waardoor bepaalde
instrumenten zelfs beter
klinken!
o
o
Voordelen
* hun behoorlijk goede frequentierespons
o
o
o
o
o
o
o
-
* hun relatief gunstige prijs (zeer goede exemplaren kosten tussen 5.000
BEF en 15.000 BEF)
* hun stevigheid (een dynamische microfoon kan tegen een stootje)
waardoor ze interessant
zijn voor live-gebruik
Nadelen
* Er is geen enkele dynamische microfoon waarmee elk instrument even
goed op te nemen is
* Zwakker weergeven van hoge tonen (wordt als voordelig beschouwd als
men de microfoon met de juiste karakteristiek kiest voor het opnemen van
een bepaald instrument.
Condensatormicrofoons
o Een condensator bestaat uit twee metalen platen met daartussen
een isolerende laag. In een condensator kan een elektrische lading
worden opgeslagen. Wanneer de capaciteit wordt veranderd door
de afstand tussen de platen te variëren, zal het voltage tussen de
platen veranderen. Hierdoor gaat een elektrische stroom de
condensator in en uitvloeien. Deze stroom gaat door een weerstand
die de condensator met de elektrische voeding verbind. Door het
voltage in deze weerstand met een hoog-ohmige voorversterker te
versterken, krijgt met een elektrisch signaal.
o Een condensatormicrofoon bestaat uit twee van zulke platen. De
ene is een vast stuk metaal en de andere een zeer dun, flexibel
plastic membraan waarop een heel dun laagje metaal is
aangebracht. Hierdoor kan het membraan de stroom geleiden.
Wanneer de platen dan worden geladen, zal elke beweging van het
membraan de capaciteit van de condensator enigszins veranderen.
De hierdoor opgewekte stroom zal het voltage van de weerstand op
overeenkomstige wijze veranderen.
o Voordelen
o * Betere geluidskwaliteit
o * Meer natuurgetrouwe opnames
o
o
o
o
o
Nadelen
* Duurder
*Moeilijker to construeren
*Niet zo stevig
*Hebben meestal externe voeding nodig
* Deel de microfoons in naar richtingskarakteristiek en bespreek hoe die
karakteristiek
bekomen wordt (bouw). Hoe wordt hiervan dankbaar gebruik gemaakt bij het maken
van geluidsopnames ?
In elke microfoon is een capsule met membraan ingebouwd. De bouw hiervan bepaalt de
richtingskarakteristiek van de microfoon.
Omnidirektionele karakteristiek.
De principiële opbouw van de capsule is als volgt :
De microfooncapsule wordt volledig afgesloten door middel van het membraan. Daardoor zal
het membraan reageren op verschillen in luchtdruk tussen binnen- en buitenkant. Aangezien
geluidsgolven omheen de microfooncapsule gebogen worden, zal ook een zijdelings of
achterwaarts invallen geluid een drukverschil veroorzaken. Deze microfoon zal dus
luchtdrukverschillen uit alle mogelijke richtingen in gelijke mate omzetten.
In de capsule is er een kleine opening aangebracht om de trage luchtdrukverschillen van de
atmosfeer te compenseren. Wanneer de atmosferische luchtdruk traag verandert, gaat de druk
in de capsule traag mee veranderen. Het membraan blijft in dezelfde rusttoestand.
Bidirektionele microfoons.
Bij een bidirektionele microfooncapsule zijn beide zijden van het membraan blootgesteld aan
de geluidsdruk :
Daardoor zal het membraan reageren op het drukverschil tussen de voor- en achterzijde van
het membraan. Dit drukverschil is het grootst voor geluidsgolven die onder een hoek van 0°
of 180° invallen. Voor invalshoeken van 90° of 270°, bereikt de geluidsgolf het membraan
tezelfdertijd aan voor- en achterzijde. Er ontstaat dus geen drukverschil.
Een bidirektionele microfoon heeft dus een totaal ongevoelig vlak, nl. het 90°-270° vlak. Dit
kan bij geluidsopname zeer nuttig zijn om ongewenst geluid te discrimineren.
Kardioïde microfoons.
Tussen de voor- en de achterzijde van de microfoon is een akoestische vertraging ingebouwd.
Wanneer het geluid invalt onder 0° komt het signaal aan de achterzijde later aan dan het
signaal aan de voorzijde, en is er dus een drukverschil.
Bij 90° is de akoestische vertraging gehalveerd, waardoor dit drukverschil kleiner wordt.
Bij 180° komt het signaal bij voor- en achterzijde tezelfdertijd aan en is er dus geen
drukverschil.
Hyper- en superkardioïde microfoons.
Deze microfoons zijn nog minder gevoelig voor zijdelings invallend geluid. Geluid dat aan de
achterzijde invalt komt wel door.
Met deze microfoons kan men een nog grotere scheiding bekomen tussen verschillende
geluiden.
Wanneer deze microfoons op de juiste manier opgesteld zijn, kan akoestische "feedback"
vermeden worden.
RICHTINGSGEVOELIGHEID
Bij de keuze van een microfoon speelt de richtingsgevoeligheid een belangrijke rol. In
de P.A.- techniek worden alle geluidsbronnen afzonderlijk en van nabij opgenomen.
Daarbij moet en mag de microfoon geen andere bronnen in de nabije omgeving
opnemen. Om deze reden moet een microfoon het geluid, indien mogelijk, het geluid
alleen van voren opnemen, en nooit van opzij of van achteren. Microfoons met een
nier- en supernierkarakteristiek voldoen het beste aan deze eis.
Microfoons met een kogelvormige karakteristiek mogen slechts daar worden gebruikt
waar de op te nemen geluidsbron zeer goed is afgeschermd van andere
geluidsbronnen in de omgeving , of wanneer deze niet storend zijn. Microfoons met
een shotgun- en een achtvormige karakteristiek zijn voor speciale toepassingen
ontwikkeld en zijn doorgaans minder geschikt voor de P.A.-techniek.
In figuur …staan de verschillende richtingskarakteristieken plus de ruimtelijke
voorstelling daarvan op een rijtje gezet, samen met de benaming, het gebruikelijke
symbool en het polaire diagram, het gebied waarin het geluid wordt opgenomen, ligt
binnen de getrokken lijn om de microfoon heen, die in het midden van het diagram is
gedacht. 0 graden in het pooldiagram geeft de gevoeligheid aan de voorzijde van de
microfoon weer, en 180 graden die aan de achterzijde.
RICHTINGSKARAKTERISTIEK
In principe is een 'kale' microfoon rondom-gevoelig. Dat wil zeggen, dat hij niet
selectief is voor de richting waaruit een geluid komt. Vaak echter is dit in het geheel
niet wenselijk. Een rondom-gevoelige microfoon neemt ook ongewenste geluiden op;
andere instrumenten, die je niet wilt opnemen, het gereflecteerde geluid van de
ruimte, enz. Daarom werden microfoons ontworpen, die selectief zijn voor de richting
van een geluid.
Dit gaat middels de 'kapsels'. De mate waarin en hoe sterk het kapsel selectief is laat
zich weergeven in een richtingskarakteristiek. Overigens, een microfoon is in zekere
zin ook selectief voor bepaalde frequenties, waar het de richtingsgevoeligheid betreft.
Voor het laag is hij nauwelijks, en voor het middengebied wat méér selectief. Echt
selectief is hij voor frequenties boven 8 KHz.
Als je achter een luidspreker staat, hoor je wel de lage, maar nauwelijks de hoge
frequenties. Hoge frequenties verspreiden zich gericht, lage 'waaien uit'. Dit principe
geldt dus ook voor de microfoon. De richtingsgevoeligheid kan worden weergegeven
middels een zogenaamd 'polar-diagram' (zie onder).
Er zijn meerdere mogelijkheden; de microfoon is gevoelig : • rondom • alleen voor •
voor en achter • voor en opzij • alleen opzij
De meest voorkomende versie is cardioïde of hartvormige. Door een speciaal kapsel
is de microfoon erg gevoelig aan de voorzijde en -veel- minder voor de andere
richtingen. Ook zijn er microfoons, die in extreme mate deze laatstgenoemde
eigenschap hebben, we noemen ze super-cardioïde. Ook is het mogelijk dat een
microfoon zowel voor als achter gevoelig is, deze noemen we bi-directioneel, of ook
wel '8-karakteristiek'.
'Omni-directioneel' noemen we tenslotte de al eerder genoemde 'rondom-gevoeligeof niet selectieve microfoon'.
Het spreekt voor zich, dat je de eigenschappen moet kennen van al deze microfoons.
Sterker nog, als het goed is, maak je er voortdurend gebruik van !
Bij een opname kun je je afvragen of je een direct geluid wilt hebben, of een geluid
waarin duidelijk de ruimte meeklinkt. De microfoonkeuze zal dit voor een belangrijk
deel uitmaken, samen uiteraard met de wijze waarop men de microfoons plaatst. Bij
de aanschaf van een microfoon krijgt men bij de betere types een serieus polardiagram, waarop men vrij nauwkeurig de richtingskarakteristiek kan aflezen.
* Stereo-opnamen met microfoons. Welke drie elementen zorgen er voor dat je de
richting (L – R) van geluiden kunt lokaliseren ?
De plaatsing van luidsprekers in combinatie met de verdeling van het geluidssignaal
over beide kanalen geven bij weergave de indruk van ruimtelijk geluid. De
achterliggende gedachte is dat geluiden ruimtelijk kunnen worden waargenomen
omdat er tijdsverschillen zijn tussen de waarneming met het linker en het rechter
oor als een geluid uit een bepaalde richting komt.Bij het stereo systeem wordt bij
de opname de richting bepaald van waaruit een bepaald geluid bij weergave zal
komen. De meest natuurgetrouwe stereo opnamen worden gemaakt met de
techniek waarbij een 'kunsthoofd' wordt geruikt waarin microfoons zijn
aangebracht op de plaats van de oren. Bij het afspelen van deze opnamen (vooral
als hiervoor een hoofdtelefoon wordt gebruikt) is het ruimtelijk effect zodanig dat
het lijkt alsof de luisteraar op de plaats van het kunsthoofd staat tijdens de
opname. De meeste stereo-opnamen worden echter gemaakt met afzonderlijke
microfoons waarbij door middel van een mengtafel de verschillende geluidsbronnen
electronisch in het stereo-'beeld' worden geplaatst. De meeste camcorders zijn
uitgerust met een (Hi-Fi) stereo geluidsvoorziening.
Digitale audio en compressie

Leg uit wat aliasing is, hoe aliasing ontstaat. Breng in verband met Nyquist.
o Het verschijnsel dat verschillende signalen bij bemonstering tot
hetzelfde monster kunnen leiden. Het gevolg is dat uit het monster
niet meer het oorspronkelijke signaal kan worden gereconstrueerd.
o Aliasing doet zich voor als de bemonsteringsfrequentie niet minstens
tweemaal zo hoog is als de hoogste frequentiecomponent in het te
bemonsteren signaal. Die hoogste frequentiecomponent vouwt dan om
ten opzichte van de bemonsteringsfrequentie en wordt zichtbaar
(moiré) of hoorbaar als een ongewenste verschilfrequentie.
o Harry Nyquist toonde aan (zie het Nyquist-Shannon
bemonsteringstheorema) dat aliasingfouten niet kunnen optreden als
de bemonsteringsfrequentie minstens 2 maal groter is dan de hoogste
frequentiecomponent in het te bemonsteren signaal. Wanneer een
signaal bemonsterd wordt, moeten daarom eerst met behulp van een
filter alle frequenties boven de Nyquist-frequentie (dit is de helft van
de bemonsteringsfrequentie) worden weggefilterd. Voorbeeld:
digitaal geluid van cd-kwaliteit wordt bemonsterd op 44,1 KHz, ruim 2
maal hoger dan de hoogst hoorbare frequentie in het geluidssignaal,
namelijk 20 KHz. Om aliasing te voorkomen zorgt een analoog filter
ervoor dat alle frequenties boven 20KHz vóór de analoog-digitaal
conversie worden verwijderd.

Hoe kan aliasing zich manifesteren bij het digitaliseren van audio? Weet je ook een
voorbeeld van aliasing bij videobeelden?
o Als een geluidssignaal met een te lage bemonsteringsfrequentie wordt
gedigitaliseerd leidt dat tot een geluidsgolf met een lagere
frequentie.
o

Het verschijnsel dat in een film de wielen van een voertuig soms
achteruit lijken te draaien. De spaken van de wielen bewegen dan te
snel voor de bemonstering door de filmcamera (24 beelden per
seconde) waardoor deze aliasingfout optreedt.
Hoe kan deze aliasing vermeden worden?
o Zorgen dat de bemonsteringsfrequentie minstens tweemaal zo hoog is
als de hoogste frequentiecomponent in het te bemonsteren signaal.

Kun je in verband hiermee ook uitleggen waarom een CD opgenomen wordt met een
samplefrequentie van 44,1 kHz?
o Zorgen dat de bemonsteringsfrequentie minstens tweemaal zo hoog is
als de hoogste frequentiecomponent in het te bemonsteren signaal.

In de lessen werd volgende formule besproken:
S/F = 6,02n + 1,76 dB (met n = bitdiepte).
Leg de betekenis ervan uit, maw: toon aan (eventueel aan de hand van een
voorbeeld) dat je de verbanden begrijpt.
S/F is de signaal/fout verhouding.
Voorbeeld??!!!???

Leg uit wat quantificering is en hoe deze de kwaliteit van het digitale geluid
beïnvloedt.
o Meten van amplitude op elke sample-gebeurtenis. analoog signaal
wordt omgezet naar discrete gegevens.

Je kent ze wel: die babyspeeltjes met daarop tekeningen van dieren. Als de baby
erop drukt krijg je het geluid van dat dier te horen. De geluidskwaliteit ervan is
meestal vrij slecht. Meer bepaald hoor je vaak vrij veel ruis op het signaal. Hoe komt
dit? Leg uit welke techniek werd gebruikt en waarom.
Om het speelgoed goedkoop te houden zal men meestal maar een
kleine hoeveelheid geheugen voorzien om het geluid op te slaan. Dus
hoogst waarschijnlijk wordt dit geluid gesampeled met minder dan 16
bits per seconde. Als men onder deze grens gaat zal de kwaliteit
duidelijk hoorbaar achteruitgaan. Het tenietgaan van de kwaliteit noemt
men hier quantificeringsruis.

Beschrijf zéér bondig hoe het mp3-compressie-algoritme gebruik maakt van de
“tekortkomingen” van ons gehoor (4 technieken).
-
-
-
Treshold:
o Beschrijft de stilte
 Vb. zet persoon in stille ruimte en laat het volume verhogen
tot het geluid net hoorbaar is
Frequency masking:
o Een component maskeert componenten met weinig afwijkende
frequenties
o Maskeren kan gedeeltelijk zijn
 Vb. Speel 1kHz toon af en test toon (vb. 1.1kHz) en verhoog
volume tot die net hoorbaar is
Temporal masking:
o Twee samples kort na elkaar
o De ene kan de andere maskeren

Speel 1kHz toon aan vb. 60dB stop deze toon en speel testtoon (1,1kHz aan bv. 40dB) na kort interval. Varieer dit
interval tot test-toon net hoorbaar wordt.
4e???
Digitale video en compressie


Soms zie je op het internet filmpjes met storende horizontale “strepen” of
“verschuivingen” in het beeld, vooral zichtbaar in scenes met veel beweging. Leg uit
waar deze vandaan komen en hoe ze kunnen vermeden worden.
Leg bondig volgende inter-frame compressie principes uit:
o Difference coding

o
Frame prediction








o
Twee opeenvolgende videoframes verschillen meestal niet zo
veel. Beter verschillen opslaan dan volledige frames!
Meestal verplaatsen pixels slechts een beetje
Verplaatsing -> vector !
Vector is héél weinig data!
Enkel “prediction error images” worden opgeslagen
Dit is verschil frame met motion predicted frame
Minder data dan enkel difference coding!
Voordeel: véél betere compressie
Nadelen:
 Random access enkel mogelijk op I frames
 Niet geschikt voor real-time broadcasting (coderen gaat te
traag)
 Bij te weinig I frames: problemen bij weergave
Chroma subsampling
Chroma subsampling is een encodeer methode die meer
rekening houdt met helderheid dan met kleurinformatie. Het
wordt vaak gebruikt bij video en beeld compressie, een goed
voorbeeld is JPEG.
Wegens opslag en transmissiebeperkingen wordt er vaak aan
compressie gedaan. Aangezien het menselijke visuele systeem
gevoeliger is voor variaties in helderheid dan in kleur, kan een
videocompressiesysteem geoptimaliseerd worden door meer
bandbreedte aan het helderheidscomponent (F') te besteden dan
aan kleurencomponent (Cb & Cr). Deze compressiemethode
resulteerd echter in bijna geen visueel verschil voor de kijker.
bronnen: http://en.wikipedia.org/wiki/Chroma_subsampling
http://www.pcmag.com/encyclopedia_term/0,2542,t=chroma+sub
sampling&i=57460,00.asp

Leg bondig uit hoe chroma subsampling werkt en waarom dit wordt toegepast.
???????????

Wat zijn de 3 voornaamste criteria bij de keuze van een codec voor het publiceren
van videomateriaal? Leg bondig uit.

Compressie efficiëntie: Gemeten door kwaliteit tegenover data rate te
plaatsen. Codecs nu veel effecienter dan oude door complexere
algoritmes. Nadeel: cpu belasting.

Performantie bij afspelen: Complexe codecs vragen krachtiger
machines. Soms interessanter om oude codecs te gebruiken. Ook
afhankelijk van: resolutie, frame rate en data rate.
Lagere performantie: Minder postprocessing bij afspelen, dropped Bframes en slideshow effect.


Beschikbaarheid: Coole video die niemand kan zien: waardeloos!
Heeft mijn publiek codec geïnstalleerd? Zo niet: willen ze hem
downloaden? Gebeurt download automatisch/eenvoudig? Tijd nodig
na uitkomen van nieuwe codec.
Wat is op vandaag over het algemeen de beste keuze voor het publiceren van video
op het web? Beargumenteer grondig.
o Flash video is tegenwoordig de beste keuze om op het web een video
te publiceren. Hieronder worden de argumenten opgesomd:
o - meer dan 97% van de internetgebruikers heeft en flash player
geinstalleerd staan
o - de afspeelsoftware (Flash plugin) is in veel gevallen standaard
aanwezig op het systeem van de gebruiker
o - HD ondersteuning (H.264-video)
o - hoge kwaliteit --> lage bandwidth/bitrate (zowel voor video als audio)
o - in tegenstelling tot andere media players kan je flash gebruiken om
video weer te geven in een web pagina zonder een externe media
player
o - het is mogelijk om foto's, text and gebruikers interactie toe te voegen
aan een flash video