多媒体技术及应用 教学课件 作者 靳敏 第5章 视频技术及视频处理软件.ppt

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1、第5章视频技术及视频处理软件第5章视频技术及视频处理软件5.1视频基础5.2视频信号的数字化5.3视频信息的获取与处理5.4视频编辑软件Premiere的使用5.1视频基础视频就其本质而言，就是其内容随时间变化的一组动态图像，视频又叫做序列图像、运动图像或活动图像。视频与加载的同步声音共同呈现动态的视觉和听觉效果。视频按照处理的方式的不同可以分为模拟视频和数字视频。随着数字技术不断的渗入到视频处理中，电视正经历着从模拟向数字化的转变。所谓数字视频信号是指在视频信号产生、处理、存储与重放过程中采用的都是数字信号，它

2、在时间轴和幅度轴上均是离散的信号。计算机处理的信号是数字信号，可以直接进行存储、编辑和传输。5.1.1模拟视频模拟视频是指在视频信号产生、处理、记录与重放、传输与接收中采用的是连续的模拟信号。普通的广播电视信号是一种典型的模拟视频信号。电视摄像机通过电子扫描将时间、空间函数所描述的景物进行光电转换后，得到一个基于时间函数的电信号，电平的高低对应于景物亮度的大小，这种电视信号称为模拟电视信号，其特点是信号在时间和幅度上都是连续变化的。5.1.1模拟视频模拟电视系统通常采用光栅扫描方式。光栅扫描是指在一定的时间间隔内

3、电子束从显示器的顶部开始，从左到右、从上到下的方式扫描感光表面。电视系统以每帧扫描行数、每秒扫描场数、信道频带宽度以及扫描方式等作为基本技术要求和参数。扫描方式通常分为逐行扫描和隔行扫描两种。(a)隔行扫描奇数场(b)隔行扫描偶数场图5-1逐行扫描图5-2隔行扫描5.1.2彩色电视信号及制式视频中彩色图像中颜色分量的不同合成方式形成了不同的制式。目前世界普遍使用的彩色电视制式有3种：NTSC（NationalTelevisionSystemsCommittee）制、PAL（phase-AlternativeLin

4、e）制和SECAM（法文：SequentialColeurAvecMemoire）制。5.1.2彩色电视信号及制式1）NTSC制式：它采用正交平衡调幅的技术方式，也称为正交平衡调幅制。美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等均采用这种制式。2）PAL制式：它采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方法，克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺点。西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式。3）SECAM制式：SECAM是法文的缩写，意为顺序传送彩色信号与存

5、储恢复彩色信号制。它也克服了NTSC制式相位失真的缺点，但采用时间分隔法来传送两个色差信号。使用SECAM制的国家主要集中在法国、东欧和中东一带。5.2视频信号的数字化要在多媒体计算机中处理视频信息，必须把视频模拟信号转换成数字化的信号。模拟视频信号通过视频采集设备数字化后，就变成了一帧帧由数字图像组成的图像序列，即数字视频信号。模拟视频的数字化主要包括视频信号采样、彩色空间转换、量化等工作。5.2.1视频数字化方法视频数字化方法通常有复合数字化和分量数字化两种。1.复合数字化是先用一个高速的模/数（A/D）转换

6、器对全彩色电视信号进行数字化，然后在数字域中把亮度信号和色度信号分离出来，以获得YCbCr分量、YUV分量或YIQ分量，最后再转换成RGB分量。2.分量数字化是先对复合视频信号中的亮度和色度加以分离，得到YUV或YIQ分量，然后用三个模／数转换器对三个分量分别进行数字化，最后再转换成RGB分量。分量数字化是采用较多的一种模拟视频数字化方法。5.2.2视频数字化过程视频模拟信号的数字化是指将模拟信号经过采样、量化、编码后形成用若干位二进制的两个电平来表示的信号。1.视频采样基本原理是根据人的视觉系统所具有的两个特性

7、：一是人眼对亮度信号的敏感程度比对色度信号的敏感程度高，利用这个特性可以把图像中表达颜色的信号去掉一些而人眼察觉不到；二是人眼对图像细节的分辨能力有一定的限度，利用这个特性可以把图像中的高频信号去掉而是人不易察觉。5.2.2视频数字化过程1.视频采样采样方法：一种是使用相同的采样频率对图像的亮度信号和色差信号进行采样，这种方法可以保持较高的图像质量，但产生的数据量较大；另一种是对亮度信号和色差信号分别采用不同的采样频率进行采样（通常是色差信号的采样频率低于亮度信号的采样频率，这种把色度样本少于亮度样本的采样称为子

8、采样），这种采样可以减少采样的数据量，是实现数字视频数据压缩的一种有效的方法。5.2.2视频数字化过程1.视频采样视频图像的子采样格式有以下四种：（1）4:4:4格式：（2）4:2:2格式：（3）4:1:1格式：（4）4:2:0格式：5.2.2视频数字化过程2.视频量化视频量化就是进行图像幅度上的离散化处理。如果信号量化精度为8位二进制位，那么信号就有28=256个量化等