Что такое raw формат — Что такое RAW и его отличия от JPEG Как фотографировать в RAW Регулировка резкости и шума Как открыть файл RAW Что такое RAW-фотография?
Если у вас нет программы просмотра RAW, мы можем порекомендовать Microsoft Photos, Fast RAW Viewer или одну из программ редактирования, перечисленных ниже, в качестве отправной точки.
Формат RAW изнутри
Возможно, вы слышали о «цифровых» негативах в формате RAW. Однако непоследовательное определение формата RAW может вызвать проблемы при работе с ним. Отчасти это связано с тем, что не существует единого стандарта. Существует множество спецификаций для формата RAW, например, .CRW или .CR2 для Canon, .MRW для Minolta, ORF для Olympus и различные версии .NEF для Nikon. Но все они имеют общие характеристики.
Чтобы помочь вам «разложить по полочкам» ваши знания о «цифровых» негативах, позвольте мне объяснить, как создается изображение в цифровой камере.
Формат RAW. Что это такое, где используется и зачем он нужен
Файл RAW содержит данные, полученные непосредственно со светочувствительного сенсора камеры. Структура этих данных может быть различной, но во всех случаях она отражает результат преобразования световой энергии в электрические сигналы полностью и без потерь. Итак, давайте уточним, что происходит, когда свет попадает на датчик.
Существует несколько процессов цифровой обработки изображений, которые подпадают под термин «цифровая камера». Почти все эти камеры, создающие файлы RAW, относятся к «мозаичным» камерам или цифровым камерам с массивом цветных фильтров (CFA).
Мозаичные камеры используют двумерные (плоские) области, которые «захватывают» и «подсчитывают» фотоны. Квадраты состоят из одинаковых клеток, расположенных в строках и столбцах, образуя таблицу. Каждая ячейка представляет собой светочувствительный детектор, изготовленный по одной из двух технологий: CCD (прибор с зарядовой связью) или CMOS (комплементарный полупроводник на основе оксида металла). Как правило, каждая ячейка определяет один пиксель конечного изображения.
Матрица. Каждый элемент матрицы соответствует одному пикселю изображения.
Каждая ячейка подушечки, светочувствительный сенсор, просто «считает» количество фотонов. Электрический заряд, генерируемый клеткой, прямо пропорционален энергии «захваченных» фотонов. Главная особенность процесса заключается в том, что матрица выдает изображение в оттенках серого — файл RAW не содержит никакой цветовой информации.
Превращение чёрно-белого изображения в цветное
Задача массива цветных фильтров — «раскрасить» бесцветное RAW-изображение. Ячейки матрицы «покрыты» цветными фильтрами. Поэтому каждая клетка улавливает только «красные», «зеленые» или «синие» фотоны. В большинстве светочувствительных датчиков фильтры расположены по принципу Байера. На следующем рисунке показано такое расположение:
Цветной фильтр помещается над каждой клеткой таким образом, что она получает только один из трех цветов: красный (R), зеленый (G) или синий (B). Порядок расположения фильтров соответствует схеме Байера. Зеленых фильтров в два раза больше, чем синих или красных. Человеческая сетчатка, которая наиболее чувствительна к зеленому свету, работает аналогичным образом.
Также применяются другие цветовые фильтры и их размеры. Некоторые камеры используют датчики фильтров CMY (аббревиатура от cyan-magenta-yellow, «палитра» цветов, используемая в полиграфии, например, в офсетной печати) вместо фильтров RGB. ), вместо RGB-фильтров. Фильтры CMY поглощают больше света, в результате чего изображение получается более ярким. В некоторых камерах могут использоваться датчики с дополнительным — четвертым — цветовым фильтром.
Все типы расположения цветных фильтров имеют одну общую черту. Не имеет значения, какие цвета воспринимаются и в каком количестве. Важно то, что каждая клетка воспринимает только один цвет. Ячейка, «закрытая» зеленым фильтром, рассчитывает яркость зеленой составляющей светового потока, поступающего на датчик.
Ячейка, «закрытая» красным фильтром, рассчитывает яркость красной составляющей светового потока, поступающего на датчик. Ячейка, «закрытая» синим фильтром, рассчитывает яркость синей составляющей светового потока, поступающего на датчик.
Файл RAW содержит два типа данных. Первый — значение яркости каждой ячейки, второй — метаданные.
Метаданные (буквально, «данные о данных») создаются процессором камеры для каждого снимка. Например, форматы JPEG и RAW содержат данные EXIF (Exchangeable Image Format), которые сообщают вам модель и серийный номер вашей камеры, выдержку и диафрагму, фокусное расстояние объектива, а также то, была ли выключена вспышка во время съемки.
Файлы RAW также содержат специальную информацию, которая используется программами, преобразующими файлы RAW в изображения RGB.
Помимо значений яркости, присвоенных каждой ячейке пикселя, интерпретатор RAW также считывает из RAW-файла информацию о положении цветовых фильтров. Программа использует эту информацию, чтобы сопоставить ячейку с цветом фильтра, который «накладывается» на нее. Затем RAW-конвертер строит RGB-изображение путем интерполяции: цвет каждого пикселя в конечном изображении рассчитывается с учетом цвета и яркости анализируемой ячейки, соответствующего пикселя и цветов и яркости его «соседей».
Интерпретатор RAW преобразует цветную мозаику в изображение на основе данных, содержащихся в RAW-файле.
Чем JPEG-изображение отличается от RAW-изображения
Когда вы снимаете файл JPEG, интерпретатор RAW камеры выполняет все вышеперечисленные действия для создания конечного изображения. Затем применяется алгоритм сжатия JPEG. Некоторые камеры предлагают выбор элементов управления. Например, вы можете выбрать цветовое пространство (sRGB или AdobeRGB), уровень резкости, а иногда тоновую кривую и контрастность.
Если вы делаете быстрый снимок, непрактично устанавливать все эти параметры для каждого снимка по мере съемки. Таким образом, в JPEG камера ограничивает вас, интерпретируя сцену по-своему.
Изображения JPEG предоставляют очень мало возможностей для редактирования. Активная коррекция тона и цвета выявляет фрагменты изображения размером 8×8 пикселей, которые были созданы при преобразовании изображения в формат JPEG. При преобразовании JPEG делается попытка сохранить распределение цветовых тонов в изображении, но вместо этого цвета сильно искажаются. Поэтому при редактировании изображений JPEG могут возникать ложные оттенки кожи и неравномерные тональные градации.
Снимая в формате RAW, вы получаете беспрецедентную гибкость в оценке своих изображений. При съемке в формате RAW данные, хранящиеся в RAW-файле, определяются только настройками камеры, влияющими на экспозицию — чувствительность, выдержка и диафрагма. Все остальные переменные вы можете контролировать самостоятельно при интерпретации RAW на компьютере. В огромном диапазоне переменных можно отменить баланс белого, выбрать цветовое пространство и настроить цветовой баланс, распределение тонов и детализацию изображения (степень повышения резкости и степень цифрового шумоподавления). В определенных пределах (в зависимости от интерпретатора RAW) вы можете настроить экспозицию.
Почти все цифровые камеры создают 12-битное изображение: вы можете хранить 4096 уровней яркости на пиксель. Изображение JPEG хранит только 8 бит цветовой информации на цветовой канал для каждого пикселя. Поэтому при съемке изображения в формате JPEG вы полагаетесь на встроенный в камеру интерпретатор RAW. Остается только надеяться, что он выводит много полезной информации оптимальным образом для сохранения качества изображения.
Ситуация усугубляется следующей тенденцией. Многие производители камер применяют невероятно крутую тоновую кривую к изображению во время преобразования RAW-JPEG, что увеличивает контрастность. Их цель — создать JPEG-изображение, которое выглядит как позитивная прозрачность. В процессе преобразования доступный динамический диапазон уменьшается примерно на 1 EV. Вы не можете указать, какие тона должны быть потеряны и в какой степени.
В некотором смысле, создание изображения JPEG похоже на позитивный процесс, а получение изображения RAW похоже на негативный процесс. При съемке изображения в формате JPEG, как и в случае с позитивным процессом, необходимо выбрать правильные настройки камеры в момент съемки. У вас мало возможностей изменить что-либо в процессе постобработки.
Съемка в формате RAW дает большую гибкость в распределении цветовых тонов на изображении. Негативный процесс обеспечивает аналогичную гибкость. Это дает широкие возможности для коррекции цвета и манипуляций с насыщенностью. Кроме того, при интерпретации RAW-файла можно управлять обрезкой изображения, чтобы уменьшить зернистость и улучшить четкость. Это дополнительное преимущество обработки, основанной на принципах негативной пленки.
Источник: levsha71.ru
Цифровое представление аналогового аудиосигнала. Краткий ликбез
Дорогие читатели, меня зовут Феликс Арутюнян. Я студент, профессиональный скрипач. В этой статье хочу поделиться с Вами отрывком из моей презентации, которую я представил в университете музыки и театра Граца по предмету прикладная акустика.
Рассмотрим теоретические аспекты преобразования аналогового (аудио) сигнала в цифровой.
Статья не будет всеохватывающей, но в тексте будут гиперссылки для дальнейшего изучения темы.
Чем отличается цифровой аудиосигнал от аналогового?
Аналоговый (или континуальный) сигнал описывается непрерывной функцией времени, т.е. имеет непрерывную линию с непрерывным множеством возможных значений (рис. 1).
Цифровой сигнал — это сигнал, который можно представить как последовательность определенных цифровых значений. В любой момент времени он может принимать только одно определенное конечное значение (рис. 2).
Аналоговый сигнал в динамическом диапазоне может принимать любые значения. Аналоговый сигнал преобразуется в цифровой с помощью двух процессов — дискретизация и квантование. Очередь процессов не важна.
Дискретизацией называется процесс регистрации (измерения) значения сигнала через определенные промежутки (обычно равные) времени (рис. 3).
Квантование — это процесс разбиения диапазона амплитуды сигнала на определенное количество уровней и округление значений, измеренных во время дискретизации, до ближайшего уровня (рис. 4).
Дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (по вертикали, рис. 5, слева).
Квантование приводит сигнал к заданным значениям, то есть округляет сигнал до ближайших к нему уровней (по горизонтали, рис. 5, справа).
Эти два процесса создают как бы координатную систему, которая позволяет описывать аудиосигнал определенным значением в любой момент времени.
Цифровым называется сигнал, к которому применены дискретизация и квантование. Оцифровка происходит в аналого-цифровом преобразователе (АЦП). Чем больше число уровней квантования и чем выше частота дискретизации, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому (рис. 6).
Уровни квантования нумеруются и каждому уровню присваивается двоичный код. (рис. 7)
Количество битов, которые присваиваются каждому уровню квантования называют разрядностью или глубиной квантования (eng. bit depth). Чем выше разрядность, тем больше уровней можно представить двоичным кодом (рис. 8).
Данная формула позволяет вычислить количество уровней квантования:
Если N — количество уровней квантования,
n — разрядность, то
Обычно используют разрядности в 8, 12, 16 и 24 бит. Несложно вычислить, что при n=24 количество уровней N = 16,777,216.
При n = 1 аудиосигнал превратится в азбуку Морзе: либо есть «стук», либо нету. Существует также разрядность 32 бит с плавающей запятой. Обычный компактный Аудио-CD имеет разрядность 16 бит. Чем ниже разрядность, тем больше округляются значения и тем больше ошибка квантования.
Ошибкой квантований называют отклонение квантованного сигнала от аналогового, т.е. разница между входным значением и квантованным значением ( )
Большие ошибки квантования приводят к сильным искажениям аудиосигнала (шум квантования).
Чем выше разрядность, тем незначительнее ошибки квантования и тем лучше отношение сигнал/шум (Signal-to-noise ratio, SNR), и наоборот: при низкой разрядности вырастает шум (рис. 9).
Разрядность также определяет динамический диапазон сигнала, то есть соотношение максимального и минимального значений. С каждым битом динамический диапазон вырастает примерно на 6dB (Децибел) (6dB это в 2 раза; то есть координатная сетка становиться плотнее, возрастает градация).
рис. 10. Интенсивность шумов при разрядности 6 бит и 8 бит
Ошибки квантования (округления) из-за недостаточного количество уровней не могут быть исправлены.
шум квантования
амплитуда сигнала при разрядности 1 бит (сверху) и 4 бит
Аудиопример 1: 8bit/44.1kHz, ~50dB SNR
примечание: если аудиофайлы не воспроизводятся онлайн, пожалуйста, скачивайте их.
Аудиопример 1
Аудиопример 2: 4bit/48kHz, ~25dB SNR
Аудиопример 2
Аудиопример 3: 1bit/48kHz, ~8dB SNR
Аудиопример 3
Теперь о дискретизации.
Как уже говорили ранее, это разбиение сигнала по вертикали и измерение величины значения через определенный промежуток времени. Этот промежуток называется периодом дискретизации или интервалом выборок. Частотой выборок, или частотой дискретизации (всеми известный sample rate) называется величина, обратная периоду дискретизации и измеряется в герцах. Если
T — период дискретизации,
F — частота дискретизации, то
Чтобы аналоговый сигнал можно было преобразовать обратно из цифрового сигнала (точно реконструировать непрерывную и плавную функцию из дискретных, «точечных» значении), нужно следовать теореме Котельникова (теорема Найквиста — Шеннона).
Теорема Котельникова гласит:
Если аналоговый сигнал имеет финитный (ограниченной по ширине) спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим дискретным отсчетам, взятым с частотой, строго большей удвоенной верхней частоты.
Вам знакомо число 44.1kHz? Это один из стандартов частоты дискретизации, и это число выбрали именно потому, что человеческое ухо слышит только сигналы до 20kHz. Число 44.1 более чем в два раза больше чем 20, поэтому все частоты в цифровом сигнале, доступные человеческому уху, могут быть преобразованы в аналоговом виде без искажении.
Но ведь 20*2=40, почему 44.1? Все дело в совместимости с стандартами PAL и NTSC. Но сегодня не будем рассматривать этот момент. Что будет, если не следовать теореме Котельникова?
Когда в аудиосигнале встречается частота, которая выше чем 1/2 частоты дискретизации, тогда возникает алиасинг — эффект, приводящий к наложению, неразличимости различных непрерывных сигналов при их дискретизации.
Алиасинг
Как видно из предыдущей картинки, точки дискретизации расположены так далеко друг от друга, что при интерполировании (т.е. преобразовании дискретных точек обратно в аналоговый сигнал) по ошибке восстанавливается совершенно другая частота.
Аудиопример 4: Линейно возрастающая частота от ~100 до 8000Hz. Частота дискретизации — 16000Hz. Нет алиасинга.
Спектральный анализ
Аудиопример 5: Тот же файл. Частота дискретизации — 8000Hz. Присутствует алиасинг
Спектральный анализ
Пример:
Имеется аудиоматериал, где пиковая частота — 2500Hz. Значит, частоту дискретизации нужно выбрать как минимум 5000Hz.
Следующая характеристика цифрового аудио это битрейт. Битрейт (bitrate) — это объем данных, передаваемых в единицу времени. Битрейт обычно измеряют в битах в секунду (Bit/s или bps). Битрейт может быть переменным, постоянным или усреднённым.
Следующая формула позволяет вычислить битрейт (действительна только для несжатых потоков данных):
Битрейт = Частота дискретизации * Разрядность * Количество каналов
Например, битрейт Audio-CD можно рассчитать так:
44100 (частота дискретизации) * 16 (разрядность) * 2 (количество каналов, stereo)= 1411200 bps = 1411.2 kbit/s
При постоянном битрейте (constant bitrate, CBR) передача объема потока данных в единицу времени не изменяется на протяжении всей передачи. Главное преимущество — возможность довольно точно предсказать размер конечного файла. Из минусов — не оптимальное соотношение размер/качество, так как «плотность» аудиоматериала в течении музыкального произведения динамично изменяется.
При кодировании переменным битрейтом (VBR), кодек выбирает битрейт исходя из задаваемого желаемого качества. Как видно из названия, битрейт варьируется в течение кодируемого аудиофайла. Данный метод даёт наилучшее соотношение качество/размер выходного файла. Из минусов: точный размер конечного файла очень плохо предсказуем.
Усреднённый битрейт (ABR) является частным случаем VBR и занимает промежуточное место между постоянным и переменным битрейтом. Конкретный битрейт задаётся пользователем. Программа все же варьирует его в определенном диапазоне, но не выходит за заданную среднюю величину.
При заданном битрейте качество VBR обычно выше чем ABR. Качество ABR в свою очередь выше чем CBR: VBR > ABR > CBR.
ABR подходит для пользователей, которым нужны преимущества кодирования VBR, но с относительно предсказуемым размером файла. Для ABR обычно требуется кодирование в 2 прохода, так как на первом проходе кодек не знает какие части аудиоматериала должны кодироваться с максимальным битрейтом.
Существуют 3 метода хранения цифрового аудиоматериала:
- Несжатые («сырые») данные
- Данные, сжатые без потерь
- Данные, сжатые с потерями
Несжатый (RAW) формат данных
содержит просто последовательность бинарных значений.
Именно в таком формате хранится аудиоматериал в Аудио-CD. Несжатый аудиофайл можно открыть, например, в программе Audacity. Они имеют расширение .raw, .pcm, .sam, или же вообще не имеют расширения. RAW не содержит заголовка файла (метаданных).
Другой формат хранения несжатого аудиопотока это WAV. В отличие от RAW, WAV содержит заголовок файла.
Аудиоформаты с сжатием без потерь
Принцип сжатия схож с архиваторами (Winrar, Winzip и т.д.). Данные могут быть сжаты и снова распакованы любое количество раз без потери информации.
Как доказать, что при сжатии без потерь, информация действительно остаётся не тронутой? Это можно доказать методом деструктивной интерференции. Берем две аудиодорожки. В первой дорожке импортируем оригинальный, несжатый wav файл. Во второй дорожке импортируем тот же аудиофайл, сжатый без потерь.
Инвертируем фазу одного из дорожек (зеркальное отображение). При проигрывании одновременно обеих дорожек выходной сигнал будет тишиной.
Это доказывает, что оба файла содержат абсолютно идентичные информации (рис. 11).
рис. 11
Кодеки сжатия без потерь: flac, WavPack, Monkey’s Audio…
При сжатии с потерями
акцент делается не на избежание потерь информации, а на спекуляцию с субъективными восприятиями (Психоакустика). Например, ухо взрослого человек обычно не воспринимает частоты выше 16kHz. Используя этот факт, кодек сжатия с потерями может просто жестко срезать все частоты выше 16kHz, так как «все равно никто не услышит разницу».
Другой пример — эффект маскировки. Слабые амплитуды, которые перекрываются сильными амплитудами, могут быть воспроизведены с меньшим качеством. При громких низких частотах тихие средние частоты не улавливаются ухом. Например, если присутствует звук в 1kHz с уровнем громкости в 80dB, то 2kHz-звук с громкостью 40dB больше не слышим.
Этим и пользуется кодек: 2kHz-звук можно убрать.
Спектральный анализ кодека mp3 с разными уровнями компрессии
Кодеки сжатия с потерям: mp3, aac, ogg, wma, Musepack…
Спасибо за внимание.
UPD:
Если по каким-либо причинам аудиофайлы не загружаются, можете их скачать здесь: cloud.mail.ru/public/HbzU/YEsT34i4c
- звук и музыка
- звукозапись
- звук
- оцифровка сигнала
Источник: habr.com
Что такое звук PCM?
Импульсно-кодовая модуляция (PCM) — это основа цифровой звукозаписи, с помощью которой стандартный аналоговый аудиосигнал в цифровой. Это стандартный вид цифрового звука в компьютерах и компакт-дисках.
Что такое PCM в телевизоре?
PCM расшифровывается как импульсно-кодовая модуляция (pulse code modulation) и обеспечивает цифровое представление аналогового сигнала, который дискретизируется (оцифровывается) через равные промежутки времени (с заданной в герцах частотой) и представляется в двоичном виде (с заданной точностью — разрядностью в битах).
Чем отличается PCM от LPCM?
PCM (LPCM) (Pulse Code Modulation uncompressed) = звук с линейной импульсно-кодовой модуляцией, как и на обычном компакт-диске. На DVD программах обычно записывается в стандарте, чуть лучшем, чем на компакт-диске = 16bit/48khz, однако часто встречается 20-битная запись.
Что за формат PCM?
И́мпульсно-ко́довая модуля́ция (ИКМ, англ. pulse code modulation, PCM) используется для оцифровки аналоговых сигналов. Практически все виды аналоговых данных (видео, аудио (голос, музыка), телеметрия) допускают применение ИКМ.
Что лучше Bitstream или PCM?
Если же вы используете внешнюю аудио систему, то выбирайте Bitstream, если она поддерживается вашим устройством. . Соответственно, если вторичное аудио важно для Вас, используйте PCM. Передача же битового потока (битстрим) позволяет ресиверу точно определять формат аудио.
Что значит линейный PCM?
Linear PCM (линейная импульсно-кодовая модуляция) — это формат цифрового кодирования звука без сжатия. Запись в этом формате дает качество звука, эквивалентное качеству компакт-диска.
Что такое Spdif PCM?
SPDIF/RAW: цифровой выходной сигнал в оригинальном формате, записанном на диске. SPDIF/PCM: цифровой выходной сигнал в декодированном PCM формате. Выберете частоту PCM в 48кГц или 96кГц. соответствует 48 кГц.
Что такое звук LPCM?
PCM (Linear PCM или LPCM)
Звуковая дорожка в формате PCM может быть точной копией студийного оригинала, закодированного на диск без сжатия, если её битовая глубина такая же, как у оригинала.
Что такое Bitstream в телевизоре?
Bitstream – это устройство выводит звук именно в том формате, в котором он присутствует в файле. Если это DTS или Dolby Digital, то на HDMI и оптику идут DTS или Dolby Digital соответственно. В этом случае ресивер должен понимать эти форматы, чтобы правильно распаковать и воспроизвести.
Сколько каналов звука в HDMI?
При передаче по кабелю HDMI данные видео и звука кодируются методом TMDS. Данные интерфейс позволяет передавать 8-канальный звук в несжатой форме, а начиная с версии HDMI 1.2 и до 8-каналов однобитного (1-bit) звука (это формат звука, применяемый в дисках Super-Audio CD).
Чем проигрывать DSD на компьютере?
Наиболее популярным программным обеспечением для даного формата является программа Autodesk Autocad (для ОС Windows) — данная программа гарантированно открывает эти файлы.
Что такое выход PCM?
PCM (Linear PCM/LPCM)PCM расшифровывается как импульсно-кодовая модуляция (pulse code modulation) и обеспечивает цифровое представление аналогового сигнала, который дискретизируется (оцифровывается) через равные промежутки времени (с заданной в герцах частотой) и представляется в двоичном виде (с заданной точностью — .
Как открыть файл PCM?
Для воспроизведения файлов PCM можно использовать такие программы как Adobe Audition, MPlayer, Cool Edit Pro либо же QuickTime. Для открытия (редактирования) файла этого формата можно использовать следующие программы: Adobe Audition. Apple QuickTime Player.
Какой формат аудио лучше выбрать PS4?
Формат аудио (приоритет)
Вы можете настроить формат вывода аудио консоли PS4. Выберите Звук и экран > Настройки вывода аудио > Формат аудио (приоритет). По умолчанию выбран вариант Линейный PCM.
Что такое RAW в телевизоре?
А RAW/bitstream- это передача нераскодированного звука. Есть такой пункт (PCM) в тв.
Как включить Dolby Digital на телевизоре Samsung?
Выберите «Настройки (Settings)». Выберите «Dolby Digital» в зависимости от пунктов меню вашего телевизора: Выберите «Изображение и звук (Display https://topobzor10.ru/chto-takoe-zvuk-pcm» target=»_blank»]topobzor10.ru[/mask_link]