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时间:2019-08-02
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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
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