视频编码技术课件.ppt

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1、第3章视频编码技术1.视频信号的数字化2.视频文件格式3.视频压缩编码原理4.视频压缩标准学习目标掌握视频数字化方法了解视频文件格式掌握视频压缩编码原理（预测编码、变换编码、统计编码原理）理解视频压缩标准（MPEG标准）3.1视频信号的数字化所谓视频（videofrequency），连续的图像变化每秒超过24帧（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人眼无法辨别单幅的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面叫做视频。即视频是由一系列单独的静止图像组成，其单位用帧或格来表示；人眼在观察景物时，光信号传入大

2、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，而能继续保留其影像0.1-0.4秒左右，这种现象被称为视觉暂留现象。1.视频相关的基本概念帧：一帧是扫描获得的一幅完整图像的信号，是视频图像的最小单位；“帧”在动画创作当中又称“格”。帧率：就是每秒钟扫描多少帧。对于PAL制式电视系统，帧率为25帧；而NTSC制式电视系统，帧率为30帧。场：视频的一个扫描过程。有逐行扫描和隔行扫描，对于逐行扫描，一帧即是一个垂直扫描场；对于隔行扫描，一帧由两场构成：奇数场和偶数场，是用两个隔行扫描场表示一帧。1.视频相

3、关的基本概念（1）逐行扫描图逐行扫描方式实线为行扫描的正程，左→右；虚线逆程，右→左。1.视频相关的基本概念（2）隔行扫描图隔行扫描方式1.视频相关的基本概念视频信号有模拟视频信号与数字视频信号之分。模拟视频即指由连续的模拟信号组成视频图像，它的存储介质是磁带或录像带；在编辑或转录过程中画面质量会降低。数字视频是把模拟信号变为数字信号，它描绘的是图像中的单个像素，可以直接存储在电脑硬盘中，因此在编辑过程中可以最大限度地保证画面质量几乎没有损失。1.视频相关的基本概念但数字视频的数据量是非常惊人的，按照ITU-R601标

4、准4∶2∶2格式的PAL制数字化视频信号，每帧数据量为720×576×8×2≈6.64Mbit，每秒数据量为6.64×25≈165Mbit。ITU-R601——数字演播室标准4:2:2格式中色差信号的取样为亮度信号的一半。600Mbit的存储空间只能存储90帧的视频图像信号，或者说可以存储大约3.6s的数字电视节目。如果存储更高分辨率的高清数字电视信号，那存储时间就更短了，大约只有几秒钟。因此对视频的处理、传输、存储和显示提出了更高的要求。1.视频相关的基本概念视频信息和信号特点：(1)直观性：给人印象更深刻、生动、具

5、体。(2)确定性：“百闻不如一见”。(3)高效性：人眼是一个高度复杂的并行信息处理系统，能并行快速地观察一幅图像的细节，因此它获取视频信息的效率要比语音信息高得多。(4)广泛性：人类接受的信息，80%来自视觉。1.视频相关的基本概念数字视频的获取方法：2.视频的采集及数字化从现成的数字视频库中截取。利用计算机软件制作视频。利用计算机生成的动画，如把flc或gif动画格式转换成avi等视频格式。把静态图像或图形文件序列组合成视频文件序列。通过视频采集设备获取数字视频。通过视频采集卡把模拟视频转换成数字视频，并按数字视频文

6、件的格式保存下来。数字视频的采集系统视频源设备：录像机、电视机、影碟机等；视频采集卡：对模拟视频信号进行采样、量化和编码的设备；高性能计算机：接收和记录编码后的数字视频数据。大容量存储设备：存储经过编辑修改的数字视频文件。2.视频的采集及数字化视频采集卡的接口复合端口色差分量接口S-Video信号端子IEEE1394接口2.视频的采集及数字化视频采集卡的接口复合端口也称AV接口，通常都是成对的白色音频接口和黄色的视频接口，常用接头有BNC接头和莲花(RCA)接头。传输的是亮度/色度(Y/C)混合在一起的视频信号。易导致

7、亮、色串扰、清晰度降低等问题，是最差的视频信号。2.视频的采集及数字化分量视频信号(ComponentVideoSignal)是指每个基色分量作为独立的视频信号。一般用亮度-色差表示，如Y和Cr、Cb，Y和I、Q，Y和U、V。使用分量视频信号是表示颜色的最好方法。分量信号接入口视频采集卡的接口色差分量接口2.视频的采集及数字化视频采集卡的接口S-Video信号端子S-Video四芯插头（座）地(亮度)地(色度)亮度(含同步信号)色度S端子信号，它同时传送两路信号：亮度信号Y和色度信号C。由于将亮度和色度分离，色度对亮度

8、的串扰现象也消失。其图象质量优于复合视频信号，但低于分量视频信号。S端子用四芯插头，一些计算机显卡或非线性编辑卡也有用七芯插头，其外形与S端子一样，只是又包含了复合视频信号。2.视频的采集及数字化视频采集卡的接口2.视频的采集及数字化莲花接头视频采集卡的接口IEEE1394接口IEEE1394是一种外部串行总线标准，800Mbps