数字视频基础知识

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1、第三章数字视频基础知识3.1视频的基础知识在人类接受的信息中，有70%来自视觉，其中视频是最直观、最具体、信息量最丰富的。我们在日常生活中看到的电视、电影、VCD、DVD以及用摄像机、手机等拍摄的活动图像等都属于视频的范畴。摄影机是指用胶片拍摄电影的机器，摄像机是用磁带、光盘、硬盘等作为界质记录活动影像的机器，广泛用于电视节目制作、家庭及其他各个方面。摄影机使用胶片和机械装置记录活动影像，所采用的是光学和化学记录方式，摄象机是采用电子记录方式。1视频的定义n视频(Video)就其本质而言，是内容随时间变化的一组动态图像(25或30帧/秒)，所以视频

2、又叫作运动图像或活动图像。n一帧就是一幅静态画面，快速连续地显示帧，便能形运动的图像，每秒钟显示帧数越多，即帧频越高，所显示的动作就会越流畅。『视觉暂留现象』n人眼在观察景物时，光信号传人大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留现象”。¨具体应用是电影的拍摄和放映。¨根据实验人们发现要想看到连续不闪烁的画面，帧与帧之间的时间间隔最少要达到是二十四分之一秒。n视频信号具有以下特点：¨内容随时间而变化¨有与画面动作同步的声音(伴音)n图像与视频是两个既有联系又有区别

3、的概念：静止的图片称为图像(Image)，运动的图像称为视频(Video)。n7图像与视频两者的信源方式不同，图像的输入靠扫描仪、数字照相机等设备；视频的输入是电视接收机、摄象机、录象机、影碟机以及可以输出连续图像信号的设备。2.视频的分类n按照处理方式的不同，视频分为模拟视频和数字视频。n模拟视频（AnalogVideo）¨模拟视频是用于传输图像和声音的随时间连续变化的电信号。早期视频的记录、存储和传输都采用模拟方式，如在电视上所见到的视频图像是以一种模拟电信号的形式来记录的，并依靠模拟调幅的手段在空间传播，再用盒式磁带录像机将其作为模拟信号存放

4、在磁带上。n模拟视频的特点：¨以模拟电信号的形式来记录¨依靠模拟调幅的手段在空间传播¨使用磁带录象机将视频作为模拟信号存放在磁带上n传统视频信号以模拟方式进行存储和传送然而模拟视频不适合网络传输，在传输效率方面先天不足，而且图像随时间和频道的衰减较大，不便于分类、检索和编辑。n要使计算机能对视频进行处理，必须把视频源即来自于电视机、模拟摄像机、录像机、影碟机等设备的模拟视频信号转换成计算机要求的数字视频形式，这个过程称为视频的数字化过程。¨数字视频可大大降低视频的传输和存储费用、增加交互性、带来精确稳定的图像。¨如今，数字视频的应用已非常广泛。包括

5、直接广播卫星(DBS)、有线电视(如图5.2)、数字电视在内的各种通信应用均需要采用数字视频。¨一些消费产品，如VCD和DVD，数字式便携摄像机，都是以MPEG视频压缩为基础的。数字化视频的优点n适合于网络应用¨在网络环境中，视频信息可方便地实现资源共享。视频数字信号便于长距离传输。n再现性好¨7模拟信号由于是连续变化的，所以不管复制时精确度多高，失真不可避免，经多次复制后，误差就很大。数字视频可不失真地进行无限次拷贝，其抗干扰能力是模拟图像无法比拟的。它不会因存储、传输和复制而产生图像质量的退化，能准确再现图像。n便于计算机编辑处理¨模拟信号只能

6、简单调整亮度、对比度和颜色等，限制了处理手段和应用范围。而数字视频信号可以传送到计算机内进行存储、处理，很容易进行创造性地编辑与合成，并进行交互。数字视频的不足n数字视频的缺陷是处理速度慢，数据存储空间大，数字图像处理成本高。n通过对数字视频的压缩，可以节省大量存储空间，光盘技术的应用也使得大量视频信息的存储成为可能。3.视频的制式nNTSC制在美国、日本和加拿大被广为使用，NTSC制式的视频图像为每秒30帧，每帧525行；nPAL制主要被中国、澳大利亚和大部分西欧国家采用，PAL制式的视频画面为每秒25帧，每帧625行；nSECAM制主要在法国、

7、中东和东欧一些国家使用，SECAM制式的视频画面为每秒25帧，每帧625行。n我们在日常生活中所见到的视频绝大多数为PAL制和NTSC制。4.视频分辨率n视频分辨率指的是视频的画面大小，常用图像的“水平像素×垂直像素”来表示。¨VCD视频光盘的标准分辨率为352×288（PAL）或352×240(NTSC)；¨SVCD视频光盘的标准分辨率为480×576（PAL）或480×480（NTSC）；¨DVD视频光盘的标准分辨率为720×576（PAL）或720×480(NTSC)。¨普通电视信号的分辨率为640×480；标清电视信号分辨率为720×576

8、；¨高清电视（HDTV）分辨率可达1920×1080。3.2数字视频的生成n数字视频有两种生成方式：¨一是使用视频采集卡将