视频基础知识详解

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1、视频基础知识详解视频技术发展到现在已经有100多年的历史，虽然比照相技术历史时间短，但在过去很长一段时间之内都是最重要的媒体。由于互联网在新世纪的崛起，使得传统的媒体技术有了更好的发展平台，应运而生了新的多媒体技术。而多媒体技术不仅涵盖了传统媒体的表达，又增加了交互互动功能，成为了目前最主要的信息工具。在多媒体技术中，最先获得发展的是图片信息技术，由于信息来源更加广泛，生成速度高生产效率高，加上应用门槛较低，因此一度是互联网上最有吸引力的内容。然而随着技术的不断进步，视频技术的制作加工门槛逐渐降低，信息资源的不断增长，同时由于视频信息内容更加丰富

2、完整的先天优势，在近年来已经逐渐成为主流。那么我们就对视频信息技术做一个详细的介绍。模拟时代的视频技术最早的视频技术来源于电影，电影技术则来源于照相技术。由于现代互联网视频信息技术原理则来源于电视技术，所以这里只做电视技术的介绍。世界上第一台电视诞生于1925年，是由英国人约翰贝德发明。同时也是世界上第一套电视拍摄、信号发射和接收系统。而电视技术的原理大概可以理解为信号采集、信号传输、图像还原三个阶段。摄像信号的采集，通过感光器件获取到光线的强度（早期的电视是黑白的，所以只取亮度信号）。然后每隔30～40毫秒，将所采集到光线的强度信息发送到接收端

3、。而对于信号的还原，也是同步的每隔30～40毫秒，将信号扫描到荧光屏上进行展示。那么对于信号的还原，由于荧光屏电视采用的是射线枪将射线打到荧光图层，来激发荧光显示，那么射线枪绘制整幅图像就需要一段时间。射线枪从屏幕顶端开始一行一行的发出射线，一直到屏幕底端。然后继续从顶部开始一行一行的发射，来显示下一幅图像。但是射线枪扫描速度没有那么快，所以每次图像显示，要么只扫单数行，要么只扫双数行。然后两幅图像叠加，就是完整的一帧画面。所以电视在早期都是隔行扫描。那么信号是怎么产生的呢？跟相机感光原理一样，感光器件是对光敏感的设备，对于进光的强弱可以产生不同

4、的电压。然后再将这些信号转换成不同的电流发射到接收端。电视机的扫描枪以不同的电流强度发射到荧光屏上时，荧光粉接收到的射线越强，就会越亮，越弱就会越暗。这样就产生了黑白信号。那么帧和场的概念是什么？前面说到，由于摄像采集信号属于连续拍摄图像，比如每隔40毫秒截取一张图像，也就是说每秒会产生25副图像。而每个图像就是一帧画面，所以每秒25副图像就可以描述为帧率为25FPS（framespersecond）。而由于过去电视荧光屏扫描是隔行扫描，每两次扫描才产生一副图像，而每次扫描就叫做1场。也就是说每2场扫描生成1帧画面。所以帧率25FPS时，隔行扫描

5、就是50场每秒。模拟时代在全世界电视信号标准并不是统一的，电视场的标准有很多，叫做电视信号制式标准。黑白电视的时期制式标准非常多，有A、B、C、D、E、G、H、I、K、K1、L、M、N等，共计13种（我国采用的是D和K制）。到了彩色电视时代，制式简化成了三种：NTSC、PAL、SECAM，其中NTSC又分为NTSC4.43和NTSC3.58。我国彩色电视采用的是PAL制式中的D制调幅模式，所以也叫PAL-D制式。有兴趣的可以百度百科“电视制式”来详细了解。另外你可能会发现，场的频率其实是和交流电的频率一致的。比如我国的电网交流电的频率是50Hz，

6、而电视制式PAL-D是50场每秒，也是50Hz。这之间是否有关联呢？可以告诉你的是，的确有关联，不过建议大家自己去研究。如果确实不懂的同学可以@我。彩色信号又是怎么产生的呢？其实有了基础的黑白摄像技术之后，人们就一直想实现彩色摄像。早在1861年，英国物理学家麦克斯韦就论证了所有彩色都可以使用红、蓝、绿三种基色来叠加生成。但是感光器件只是对光线敏感，但是对颜色却无法识别。为了实现对颜色的识别，人们用分光镜加滤光片的方式，将光线分解成为三种基色的纯色模式。然后分别对三个基色的纯色亮度进行采集，然后再把信号叠加实现了对彩色信号的采集能力。色彩信号是如

7、何表达的？因为原来黑白电视的时候，基本上只需要一路信号就可以还原图像（同步信号后面讲）。但是有了彩色之后，一路信号能否表达一副完整的彩色图像，以及如何表达呢？彩色电视出现之后，为了兼容早期的黑白电视信号（也就是黑白电视机可以接收彩色信号，但是只显示黑白），科学家引入了YUV色彩表示法。YUV信号有多种叫法，可以称作色差信号（Y，R-Y，B-Y），也可以称作分量信号（YCbCr，或者Component、YPbPr）。它是由一个亮度信号Y（Luminance或Luma），和两个色度信号U和V组成（Chrominance或Chroma）。黑白电视只使用

8、亮度信号Y，彩色电视可以额外使用两个色度信号，来实现彩色效果。但是YUV信号是怎么来的呢？首先，是因为考虑到黑白电视兼容，所以基础信号仍