VHS_Reaktywacja.pdf

Praktyka

Od VHS do DVD w kilku krokach

VHS Reaktywacja

Marcin Jagoda

Robiąc generalne porządki znalazłeś starą kasetę VHS z ilmem ze studniówki, wesela lub innej ważnej

okazji? Chciałbyś pochwalić się wnukom, jaki to dziadek był kiedyś piękny i młody? Najwyższy czas

pomyśleć o tym, aby ocalić cenne wspomnienia przed zniszczeniem i zapomnieniem! W artykule

przedstawię, jak w domowych warunkach przegrać ilm video z kasety VHS na płytę DVD. Opiszę krok po

kroku, jak przy pomocy wolnego oprogramowania przerobić materiał analogowy na cyfrowy i nagrać na

DVD z profesjonalnie przygotowanym menu. Ponadto pokażę, w jaki sposób skonwertować ilm do formatu

AVI, jeśli będzie oglądany tylko na ekranie komputera – aby zaoszczędzić miejsce na dysku twardym.

wyszły już z użycia kilka lat temu, mu-

simy pamiętać także o ich ograniczonej

żywotności. Nośniki magnetyczne, takie

jak kasety VHS, stosunkowo szybko ulegają zniszcze-

niu: taśma video jest bardzo wrażliwa na temperaturę

i wilgotność. Każdorazowe odtwarzanie w magnetowi-

dzie powoduje zużywanie się taśmy. Nawet jeśli nie jest

często odtwarzana, to i tak z czasem stopniowo się roz-

magnesowuje, powodując pogarszanie się jakości obra-

zu – pojawiają się szumy, pogarsza się ostrość obrazu.

Zapisanie materiału video w postaci cyfrowej zapewni

przetrwanie w niezmienionej postaci bez utraty jakości,

a za kilka czy nawet kilkanaście lat będzie wyglądał tak

samo jak dzisiaj.

Zanim jednak zabierzesz się do pracy, musisz zda-

wać sobie sprawę z tego, że rezultat nigdy nie będzie wy-

glądał lepiej niż VHS, a najprawdopodobniej trochę go-

rzej. Każdy krok usuwa pewne informacje, a w całej zaba-

wie chodzi o to, aby znaleźć kompromis i usuwając szu-

my oraz zakłócenia nie stracić przy tym wartościowych

informacji.

Przygotowania

Co nam będzie potrzebne? Na pewno komputer z zainsta-

lowanym Linuksem. Instrukcja została przygotowana na

Ubuntu 9.04, ale jest dosyć uniwersalna i nie powinno być

problemów z zaadoptowaniem jej na inną dystrybucję.

Poniżej opiszę, jakiego sprzętu będziemy potrzebo-

wali do konwersji analogowo-cyfrowej. Przedstawię też

pokrótce sugerowany przeze mnie zestaw programów do

obróbki video. Wybór jest czysto subiektywny – kierowa-

łem się łatwością użycia i możliwościami. Wszystkie uży-

te przeze mnie programy dostępne są w oicjalnych repo-

zytoriach Ubuntu.

O sprzęcie słów parę

Aby obróbka materiału video poszła możliwie gładko

i szybko, najlepiej użyć w miarę szybkiego sprzętu: im

więcej pamięci RAM i szybszy procesor, tym operacja

będzie trwała krócej. Każdy współczesny komputer powi-

nien podołać temu zadaniu. Ponadto warto zadbać o odpo-

wiednią ilość miejsca na dysku twardym, bezpiecznie bę-

dzie założyć 2,5 – 3GB na godzinę nagrania z VHS i do-

datkowo odpowiednio więcej na dalszą obróbkę video.

styczeń 2010

od VHS do DVD

w kilku prostych krokach

O prócz tego, że kasety video praktycznie

Praktyka

Od VHS do DVD w kilku krokach

Do przegrania ilmu VHS na komputer

będziemy potrzebowali: magnetowidu lub

odtwarzacza VHS, komputera z kartą tele-

wizyjną oraz kabli audio/video do podłącze-

nia magnetowidu z kartą telewizyjną w kom-

puterze.

Zdecydowanie polecam użycie karty te-

lewizyjnej ze sprzętowym koderem MPEG-2.

Zapewni ona najlepszą jakość nagrania w wa-

runkach domowych. Można wprawdzie spró-

bować użyć taniej karty np. z tunerem BT878,

jednak wyniki będą najprawdopodobniej mier-

ne – jakość przechwytywanego obrazu w te-

go typu kartach jest bardzo słaba. Ponadto ko-

dowanie z użyciem kodera programowego

po pierwsze wymaga mocnego sprzętu, a po

drugie, nawet przy przechwytywaniu w ni-

skiej rozdzielczości, mogą pojawić się pro-

blemy z gubieniem klatek i synchronizacją

audio/video.

Ja posłużę się kartą telewizyjną Haup-

pauge WinTV PVR-250 MCE. Karty irmy

Hauppauge z serii PVR ( Personal Video Re-

corder ) posiadają wbudowany sprzętowy

koder MPEG-2, dzięki czemu konwertowa-

nie sygnału analogowego do postaci cyfro-

wej odbywa się praktycznie bez obciążenia

procesora. Pozwala to na uzyskanie płynne-

go obrazu, bez utraty klatek, nawet na bar-

dzo już jak na dzisiejsze czasy archaicz-

nym sprzęcie. Do przechwytywania obrazu

w rozdzielczości 720x576 pikseli (PAL) przy

25 klatkach na sekundę wystarczy w zupeł-

ności komputer z procesorem typu Pentium

III 1GHz, co sprawdziłem doświadczal-

nie. Sprawa ma się już inaczej, jeśli chodzi

o dalszą obróbkę materiału video na kompu-

terze. Tutaj oczywiście im szybszy kompu-

ter, im więcej pamięci operacyjnej, tym le-

piej – czyli szybciej.

Dodatkową zaletą PVR-250 jest to, że

jest ona bardzo dobrze obsługiwana przez

system Linux. Sterownik dla tej karty, jak

i innych opartych na chipsecie Conexant

CX23415/CX23416, rozwijany jest w ra-

mach projektu IVTV ( http://ivtvdriver.org ).

Jest on zawarty w jądrze Linuksa już od wer-

sji 2.6.22, więc nie powinno być żadnych

problemów z obsługą tej karty we wszyst-

kich współczesnych dystrybucjach. W Ubun-

tu 9.04 karta PVR-250 jest wykrywana auto-

matycznie. Listę wszystkich kart telewizyj-

nych, obsługiwanych przez sterownik IVTV,

można znaleźć na stronie projektu, w dziale

Supported hardware .

Pozostaje jeszcze kwestia podłącze-

nia magnetowidu do komputera. Nie jest to

sprawa skomplikowana, ale trzeba wiedzieć

jakie złącza mamy w magnetowidzie, a jakie

w karcie telewizyjnej – wtedy można wy-

brać rodzaj połączenia. Jakość uzyskanego

obrazu zależy w znacznym stopniu od spo-

sobu połączenia. Najprościej i najtaniej bę-

dzie podłączyć magnetowid z kartą telewi-

zyjną za pomocą zwykłego kabla antenowe-

go, tyle że w takim przypadku musimy li-

czyć się z gorszą jakością obrazu i dźwięku.

Oprócz złącza antenowego, magnetowid po-

siada zazwyczaj złącze SCART (Euro) oraz

złącze kompozytowe RCA, rzadziej S-Video

(oznaczane czasem S-VHS).

Jeśli tylko jest to możliwe, połącz kar-

tę telewizyjną z magnetowidem kablem

Rysunek 1. Schemat połączenia magnetowidu z komputerem (przykład)

Rysunek 2. ProjectX

www.lpmagazine.org

Praktyka

Od VHS do DVD w kilku krokach

S-Video. Zapewni to dużo lepszą jakość

obrazu, niż przy połączeniu kablem RCA

(Cinch), ponieważ w standardzie S-Video

osobno przesyłany jest sygnał chrominan-

cji (kolor) i luminancji (jasność). Dzię-

ki temu obraz jest ostrzejszy i wyraźniej-

szy, a kolory bardziej żywe. Jeśli magneto-

wid nie jest wyposażony ani w złącze kom-

pozytowe, ani w złącze S-Video, rozwiąza-

niem będzie użycie przejściówki SCART /

3xRCA (fonia stereo + wizja). Dla przesy-

łania sygnału fonii użyjemy kabla połącze-

niowego 2xRCA. Jeśli karta telewizyjna

nie jest wyposażona w złącza RCA (Cinch)

audio L/R, konieczne będzie użycie ada-

ptera stereo mini-jack.

Na Rysunku 1 przedstawiłem przykłado-

wy schemat połączenia magnetowidu z kom-

puterem.

Najważniejsze parametry koniguracyjne karty TV (ivtv)

• User Controls // Ustawienia użytkownika

• brightness = 128 // jasność

• contrast = 63 // kontrast

• saturation = 63 // nasycenie

• hue = 0 // barwa

• volume = 58880 // głośność

• mute = 0 // wyciszenie

Oprogramowanie do edycji video

ProjectX jest to jedno z najlepszych dar-

mowych narzędzi służących do demulti-

pleksowania (rozdzielania strumieni obrazu

i dźwięku). Bardzo dobrze sobie radzi z na-

prawianiem plików MPEG, zwłaszcza usu-

waniem problemów z synchronizacją obra-

zu i dźwięku. Program ProjectX został na-

pisany w Javie i wymaga zainstalowane-

go środowiska Java 2 Runtime Environ-

ment (JRE).

Avidemux to szybki, prosty i darmowy

edytor video na licencji GNU GPL. Mimo

swej prostoty, program oferuje wiele przydat-

nych funkcji i iltrów. Użyjemy go do obróbki

pliku MPEG przed nagraniem na płytę DVD

(lub alternatywnie do konwersji pliku MPEG

do formatu AVI).

Do authoringu DVD użyjemy progra-

mu DVD Styler. Jest to rozbudowana apli-

kacja do tworzenia własnych płyt DVD

z ilmami, zawierających własne menu

i graikę. Mimo sporych możliwości, pro-

gram jest bardzo prosty w użyciu. Umożli-

wia dodawanie plików do kompilacji za po-

mocą techniki przeciągnij-i-upuść . Ponad-

to w łatwy sposób można w nim przygoto-

wać menu płyty. Przydatną funkcją progra-

mu jest także automatyczne dzielenie ilmu

na rozdziały.

Wszystkie te programy dostępne są w re-

pozytoriach Ubuntu. Jeśli masz już dodane

repozytoria restricted , multiverse i univer-

se , możesz je zainstalować w systemie po-

leceniem:

• MPEG Encoder Controls // Ustawienia kodera MPEG

• stream_type = 0: MPEG-2 Program Stream // typ strumienia

• audio_sampling_frequency = 1: 48 kHz // częstotliwość próbkowania dźwięku

• audio_encoding = 1: MPEG-1/2 Layer II // kodowanie audio

• audio_layer_ii_bitrate = 10: 224 kbps // przepływność bitowa audio

• audio_stereo_mode = 0: Stereo // tryb stereo

• video_encoding = 1: MPEG-2 // kodowanie video

• video_aspect = 1: 4x3 // współczynnik proporcji obrazu

• video_gop_size = 12 // wielkość GOP – ilość klatek między klatkami kluczowymi

• video_bitrate_mode = 0: Variable Bitrate // tryb przepływności video (zmienna / stała)

• video_bitrate = 6000000 // przepływność video

• video_peak_bitrate = 8000000 // szczytowa przepływność video

• spatial_ilter_mode = 0: Manual // tryb iltru przestrzennego

• spatial_ilter = 0 // tryb przestrzenny

• spatial_luma_ilter_type = 1: 1D Horizontal // typ iltru przestrzennego jasności

• spatial_chroma_ilter_type = 1: 1D Horizontal // typ iltru przestrzennego koloru

• temporal_ilter_mode = 0: Manual // tryb iltru czasowego

• temporal_ilter = 8 // iltr czasowy

sudo apt-get install project-x

avidemux dvdstyler

Rysunek 3. Avidemux – okno główne programu

Z analogu do cyfry

W pierwszym kroku przeprowadzimy kon-

wersję sygnału analogowego z kasety VHS

do postaci cyfrowej w formacie MPEG-2. Do

koniguracji karty telewizyjnej będziemy po-

trzebowali programu v4l2-ctl , dostępnego

w pakiecie IVTV utils. Użyjemy go do usta-

wienia odpowiedniego wejścia video, stan-

styczeń 2010

Praktyka

Od VHS do DVD w kilku krokach

dardu video i modyikacji parametrów ko-

dera MPEG.

Aby zainstalować pakiet ivtv-utils w sys-

temie, użyj polecenia:

wiście PAL. Przełącznikiem -s można usta-

wić standard, a przełącznikiem -S wyświe-

tlić aktualny:

Klikając nastepnie na przycisku Quick-

Start , uruchamiamy proces demultiplekso-

wania strumieni obrazu i dźwięku. W trak-

cie tej operacji ProjectX skoryguje wpisy

przepływności bitowej w nagłówkach pli-

ku, zsynchronizuje audio z video oraz sko-

ryguje niezgodności kodów czasowych

w pliku MPEG2.

W wyniku działania programu ProjectX,

otrzymamy zapisane w osobnych plikach stru-

mienie audio (mp2) i video (m2v) oraz plik

tekstowy z raportem.

sudo apt-get install ivtv-utils

$ v4l2-ctl -S

Video Standard = 0x000000ff

PAL-B/B1/G/H/I/D/D1/K

Wyświetlimy teraz listę wszystkich parame-

trów karty telewizyjnej wraz z ich aktualny-

mi wartościami. Po wpisaniu w oknie termi-

nala polecenia: v4l2-ctl -L , otrzymamy li-

stę ustawień użytkownika ( User Controls )

oraz ustawień kodera MPEG ( MPEG Enco-

der Controls ).

W ramce zamieściłem listę najważniej-

szych parametrów wraz z domyślnymi war-

tościami.

Jeśli chciałbyś ustawić wartość prze-

pływności bitowej video przykładowo na 6

Mbitów/sek, użyj polecenia:

Kiedy już wszystko mamy podłączone i skon-

igurowane, możemy rozpocząć przegrywa-

nie ilmu z kasety VHS do pliku MPEG. Dla

kart telewizyjnych ze sprzętowym koderem

MPEG-2, nagranie ilmu jest bardzo proste:

wystarczy przekierować wyjście z urządzenia

/dev/video0 do pliku:

Czerwona czy

niebieska pigułka, czyli

dokąd prowadzi królicza nora

Czeka nas trudna decyzja: czy przygotuje-

my płytę DVD do późniejszego oglądania

na stacjonarnym odtwarzaczu, czy też bę-

dziemy to nagranie oglądać tylko na ekra-

nie komputera. W drugim przypadku nie

ma sensu trzymać na dysku ciężkiego pli-

ku MPEG-2, lepiej skonwertować go do for-

matu AVI.

Jeśli naszym celem będzie przygotowanie

płyty DVD to należy pozostać przy formacie

MPEG-2, ponieważ właśnie takiego formatu

używa standard DVD.

W zależności od wybranej strategii, in-

aczej podejdziemy do dalszej obróbki mate-

riału video. Jednak zarówno w jednym, jak

i w drugim przypadku użyjemy programu

Avidemux.

Standardowo w Ubuntu 9.04 dostępny

jest Avidemux w wersji 2.4.4. W serwisie

GetDeb.net dostępne są wprawdzie paczki

z najnowszą stabilną wersją 2.5.1, jednak

nowa wersja nie wprowadza żadnych rewo-

lucyjnych zmian i do naszych zastosowań

cat /dev/video0 > vhs.mpg

Rezultat można podejrzeć na bieżąco na przy-

kład przy użyciu mplayera.

v4l2-ctl -c video_bitrate=6000000

Synchronizacja

audio/video, usunięcie

błędów strumienia MPEG

Kolejny krok nie jest tak naprawdę obowiąz-

kowy, warto go jednak wykonać. W trakcie

nagrywania materiału ilmowego z kasety

video na dysk twardy, mogą pojawić się pro-

blemy z synchronizacją audio/video w stru-

mieniu MPEG. Aby temu zapobiec, potrak-

tujemy świeżo skonwertowany materiał pro-

gramem ProjectX.

Narzędzie to ma spore możliwości,

my jednak ograniczymy się tylko do usta-

wień domyślnych. Najpierw otwórz plik

video wybierając z paska menu File>Add .

W okienku Preview/Videoile cuts pojawi się

podgląd załadowanego pliku do konwersji

(Rysunek 2).

aby odczytać aktualną wartość, wpisz:

v4l2-ctl -C video_bitrate

Przedstawione ustawienia kodera sprawdza-

ją się bardzo dobrze w większości przypad-

ków. Przy tych ustawieniach godzina nagra-

nia powinna zajmować na dysku twardym

około 2,5 – 3 GB, w zależności od dynami-

ki i jakości sygnału wejściowego (im bar-

dziej zaszumiony sygnał, tym plik będzie

większy).

W zależności od tego, w jaki sposób pod-

łączyliśmy sygnał video do karty TV, musi-

my odpowiednio przełączyć wejście video,

na przykład:

$ v4l2-ctl -i 1

Video input set to 1 (S-Video 1)

Na koniec ustawimy jeszcze standard vi-

deo. W naszym przypadku będzie to oczy-

Rysunek 4. Avidemux: kalkulator przepływno-

ści video

Rysunek 5. Filtry dostępne w programie Avidemux

www.lpmagazine.org

Praktyka

Od VHS do DVD w kilku krokach

wystarczy w zupełności ta dostarczana oi-

cjalnie z dystrybucją. W środowisku GNO-

ME możemy go uruchomić z menu Progra-

my>Dźwięk i obraz . Niestety, jak na razie

program nie ma polskiej wersji językowej.

ilable Bit Rate – maksymalna możliwa prze-

pływność).

Jeśli chcemy otrzymać plik w formacie

AVI, w sekcji Video wybieramy kodek video,

np. MPEG-4 ASP (Xvid4). Po wybraniu kode-

ka, w menu Conigure trzeba jeszcze wybrać

typ kodowania: jednoprzebiegowe / dwu-

przebiegowe ( Single Pass / Two Pass ).

Zdecydowanie polecam użycie kodowa-

nia dwuprzebiegowego, które zapewnia du-

żo lepszą jakość obrazu. Zajmuje wprawdzie

więcej czasu (z oczywistego względu – ma-

my w tym przypadku dwa przebiegi), ale na-

prawdę warto. Ustaw zatem tryb Two Pass

– Video Size , czyli kodowanie dwuprzebie-

gowe z ustaloną docelową wielkością vi-

deo – dzięki temu plik wyjściowy będzie

miał określoną, z góry zadaną wielkość (np.

700MB – tak aby zmieścił się na jednej pły-

cie CD).

Następnie użyjemy narzędzia Calcu-

lator (menu Tools ), aby wyliczyć możli-

wą wielkość strumienia video przy założo-

nej całkowitej wielkości pliku (Rysunek 4).

Ustaw format (w naszym przypadku będzie

to AVI ), wielkość pliku (np. 1 x 80 min. CD ),

a na końcu Audio bitrate . Po kliknięciu na

przycisku Apply wyliczona wielkość video

zostanie zastosowana w koniguracji kode-

ra video.

niu na zmianę parzystych i nieparzystych linii

obrazu. Jest ona stosowana w telewizji w celu

zmniejszenia efektu migotania ekranu.

Obraz telewizyjny składa się z dwóch

tzw. półobrazów na jedną ramkę: poziome

linie nieparzyste tworzą jeden półobraz, pa-

rzyste drugi. Na ekranie tradycyjnego tele-

wizora wyposażonego w lampę kineskopo-

wą najpierw wyświetlany jest jeden półob-

raz, później drugi. Przykładowo w stan-

dardzie PAL obraz zapisany jest z szybko-

ścią 25 klatek na sekundę, a półobrazy po-

jawiają się z częstotliwością 50 klatek na

sekundę.

Zastosowanie przeplotu powoduje wiele

komplikacji przy konwersji obrazu z posta-

ci analogowej do cyfrowej. Wynika to z te-

go, że w rzeczywistości obrazy nie są two-

rzone w tym samym czasie, lecz są zbierane

jeden po drugim.

Jak zapewne zauważyłeś, pionowe kra-

wędzie w obrazie są postrzępione – po zło-

żeniu obrazu widoczne jest przesunięcie

względem siebie linii parzystych i niepa-

rzystych. Zjawisko jest widoczne szcze-

gólnie przy szybko zmieniających się sce-

nach.

Po kliknięciu przycisku Filters w sek-

cji Video , naszym oczom ukaże się nowe

okno z listą iltrów podzielonych na katego-

rie. W grupie Interlacing dostępnych jest po-

nad dwadzieścia różnych iltrów służących

do usuwania przeplotu. Po włączeniu dane-

go iltra można podejrzeć jak będzie wyglą-

dał obraz po jego zastosowaniu przez klik-

nięcie na przycisku Preview . Według mnie

iltrem, który daje całkiem dobre rezultaty,

jest livavcodec deinterlacer (Deinterlacing

= FFmpeg deint, Autolevel = true ). Propo-

nuję jednak pobawić się trochę innymi iltra-

mi i sprawdzić, który będzie najlepiej spełniał

swoje zadanie.

Konwersja do formatu AVI

Po uruchomieniu Avidemuxa, otwórz plik vi-

deo (m2v) przez File>Open. Po wybraniu

pliku pojawi się okienko dialogowe z pyta-

niem, czy zindeksować plik MPEG: This lo-

oks like mpeg. Do you want to index it? Nale-

ży potwierdzić klikając na przycisk Yes . Plik

z indeksem MPEG to zwykły plik tekstowy

zawierający opis strumienia MPEG oraz po-

łożenie ramek w strumieniu, bez takiego pli-

ku Avidemux nie jest w stanie obsługiwać

pliku MPEG. Ścieżkę audio z osobnego pli-

ku dodaj poprzez Audio>Main Track wy-

bierając w oknie dialogowym Audio source :

External MP3.

Teraz jest dobry moment na to, aby

powycinać z ilmu niepotrzebne fragmen-

ty. Zaznacz fragment ilmu do usunię-

cia, używając znaczników początku i koń-

ca zaznaczenia – są to przyciski z literami

A i B na pasku narzędziowym poniżej pod-

glądu obrazu – a następnie z menu Edit wy-

bierz Cut .

Koniguracja kodeków audio i video

W sekcji Audio w lewej części okna progra-

mu wybierz kodek audio, np. MP3 (LAME) ,

w koniguracji kodeka LAME możesz ustawić

pożądaną przepływność bitową ( bitrate ), ja-

kość oraz tryb: CBR ( Constant Bit Rate – czy-

li stała przepływność bitowa) lub ABR ( Ava-

Usuwanie przeplotu (deinterlacing)

Po koniguracji kodeków audio i video, po-

ra na dodanie paru iltrów, które poprawią ja-

kość obrazu. Najpierw zajmiemy się usunię-

ciem przeplotu. Przeplot jest to technika wy-

świetlania obrazu, która polega na wyświetla-

Skalowanie obrazu

do odpowiednich proporcji

Pliki MPEG-2 zawierają informacje o pro-

porcjach obrazu, które opisują jak odtwa-

rzacz ma skalować strumień video. W na-

szym przypadku obraz o rozdzielczo-

ści 720x576 zostanie przeskalowany do

768x576 (proporcje 4:3). Nagłówek AVI

nie przechowuje takich informacji, ko-

nieczne więc będzie przeskalowanie ob-

razu. Zastosujemy w tym celu iltr Resize

z grupy Transform .

Rysunek 6. DVD Styler

Przycinanie obrazu

Trzecim iltrem jakiego użyjemy, będzie

iltr Crop . Przy pomocy tego iltru przytnie-

styczeń 2010

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: