视频知识基础.doc

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1、什么是视频信号　　视频一词译自英文Video。我们看到的电影、电视、DVD、VCD等都属于视频的范畴。视频是活动的图像，正如像素是一幅数字图像的最小单元一样，一幅幅静止图像组成了视频，图像是视频的最小和最基本的单元。视频是由一系列图像组成的，在电视中把每幅图像称为一帧（frame），在电影中每幅图像称为一格。　　与静止图像不同，视频是活动的图像。当以一定的速率将一幅幅画面投射到屏幕上时，由于人眼的视觉暂留效应，我们的视觉就会产生动态画面的感觉，这就是电影和电视的由来。对于人眼来说，若每秒播放24格（电影的播放速率）、25帧（PAL制电视的播放速率）或30帧（NTSC制电视的

2、播放速率）就会产生平滑和连续的画面效果。　　彩色电视的基本原理是什么？　　电视“Television”一词的原意就是远距离观看，把图像从一地传送到另一地是人类长期的梦想。那么如何实现呢？像素起了决定作用。把任何一幅图像划分成许多大小相等而明暗、色调不等的最小单元，这些最小单元按一定的顺序排列起来即可构成原来的图像。这种构成视频画面的最小单元称为像素。像素按一定的方式一个个地排列起来，即可构成一帧帧的电视画面。像素划分得越细小，也就是说单位面积上分解出的像素越多，接收端恢复出来的图像就越清晰，越接近于真实。　　视频是如何划分的？　　从视频信号的组成和存储方式来讲分为模拟视频和

3、数字视频，模拟视频简单地说就是由连续的模拟信号组成的视频图像，我们看到的电影、电视、VHS录像带上的画面通常都是以模拟视频的形式出现的，数字视频是区别于模拟视频的数字式视频，它把图像中的每一个点（称为像素）都用二进制数字组成的编码来表示，可对图像中的任何地方进行修改，这也正是数字视频魅力无穷的源泉。　　视频信号往往是和音频信号相伴的，作为一个完整的信息需要将音频和视频结合起来形成一个整体。我们经常使用的录像带就是将磁带分为两个区域，分别用来记录视频信息和音频信息，在播放时，将视、音频信号同时播放。　　模拟视频是如何产生的？　　我们以前所接触的视频信号都是模拟信号，之所以称为

4、模拟信号，是因为它模拟了表示声音、图像信息的物理量。摄像机是我们获取视频信号的来源，我们以最早的电子管摄像机为例，电子管作为光电转换器件，把外界的光信号转化为电信号。摄像机前的被摄物体有不同的亮度，对应于不同的亮度值，摄像机电子管中的电流会发生相应的变化。模拟信号就是用这种电流的变化来代表或模拟所摄取的图像，记录下它们的光学特征。然后通过调制和解调，将信号传输给接收机，通过电子枪显示在荧光屏上，还原成原来的光学图像。这就是电视广播的基本原理与过程。　　为了记录下模拟视频信号，一般采用磁带作为记录载体。利用磁带的磁滞回线特性将音视频信号记录在磁带上。完成记录与重放的设备就是录

5、像机，录像机中有磁头，按一定的规律运动，将随时间变化的音视频信号记录在磁带上。在重放时，磁带上表现音视频信号的磁感应强度信号被磁头感应成电信号，再经过处理还原成视频信号。电视是如何传输活动图像的？电视传送活动影像的关键在于：第一，把要传送的电视画面分解成许多像素。第二，把这些明暗不等的像素变换成相应的大小不同的电信号并传送出去，在接收端再同时把这些大小不同的电信号还原成相应的像素。实践证明，为了保证一幅恢复后的图像逼真而清晰，至少应分解出几十万个像素。而每个像素占用一条传输通道，要把所有像素的亮度信息同时转换成相应的电信号，并同时传输出去，这称为像素同时传输制。虽然每条通道

6、传输带宽仅需20Hz左右，但是在电路上要同时提供几十万条通道，这在技术上看是既不经济又难以实现的。因此，同时传输制未被采纳。　　后来经研究发现，如果将景物分解成许多像素后，把所有像素的亮度信息按时间顺序一一轮流传输出相应的电信号，其所用的传输通路只需一条。只要轮流的速度足够快，由于人眼的视觉暂留特性，看起来好像是所有的像素同时发光，显示出完整的画面。这种方式被称为像素顺序传送制。　　电视是如何传输彩色图像的？　　通过像素顺序传送制可以将亮度信息传送出去，这是黑白电视的原理。对彩色电视来说，又增加了一个困难就是如何传送彩色信息。自然界有无数种色彩，每种色彩用一条通道传输显然也

7、是不现实的。实际上采用三基色原理，即用三种基本色的不同组合就可以模拟出自然界中的无数色彩。这样，自然界中千差万别的色彩就用不着一一传送，只要传送三基色及其组成比例的信息就行了，这就为彩色电视进行彩色分解与再现奠定了理论基础。　　在彩色电视中，利用三基色原理，首先把所拍摄的景物的彩色光分解为红、绿、蓝三种单色光信号，再将其分别进行光电变换及一定的编码处理之后，合成一路电信号进行输送，然后在彩色电视接收机中再解码恢复成红、绿、蓝三个单色电信号，并且在彩色荧光屏上利用相加混色法和人眼的视觉特性，正确地再现原彩色景物的图像