第6章_数字视频.ppt

0 40 数字视频 视频电视制式数字视频压缩标准视频文件格式数字视频的获取数字视频处理软件 1 40 一 视频 Video 视频 动态图像 是一组图像按时间顺序的连续展示 按信号组成和存储方式的不同 模拟视频 是由连续的模拟信号组成的图像序列 像电影 电视和录像的画面 数字视频 是一系列连续的数字图像序列 2 40 视频 Video 帧 一段视频中的每一幅图像称为一帧 根据视觉暂留原理 要使人的视觉产生连续的动态感觉 每秒钟图像的播放帧数要在24 30 帧频 帧频 每秒播放的帧数 3 40 术语 扫描 扫描行数 扫描分辨率 越多 电视清晰度越高 隔行扫描 逐行扫描 简单 可靠 图像清晰 但要求传输通道具有很宽的频带 计算机 原理 传送电视图像时 将每幅图像分解成很多像素 按照一个一个像素 一行一行的方式顺序传送或接收 分类 4 40 隔行扫描 TV 把一幅图像分成两步扫 5 40 逐行扫描 计算机 简单 可靠 图像清晰 但要求传输通道具有很宽的频带 6 40 电视制式 电视制式 即电视的播放标准 扫描分辨率 帧频 色彩空间的转换关系不同 NTSCPALSECAMHDTV 7 40 电视制式 NTSC nationaltelevisionsystemcommittee 美国研制的一种与黑白电视兼容的彩色电视制式 帧频 每秒播放30帧画面 扫描行数 扫描分辨率 每帧图像有526行像素 美国 加拿大 日本 韩国 菲律宾 台湾地区等 8 40 PAL phasealternationline 是西德在1962年研制的一种与黑白电视兼容的彩色电视制式 帧频 每秒播放25帧画面 扫描行数 扫描分辨率 每帧图像有625行像素 西欧国家 新加坡 澳大利亚 新西兰 中国大陆及香港地区 9 40 SECAM 法国研制的一种与黑白电视兼容的彩色电视制式 帧频 每秒播放25帧画面 扫描行数 扫描分辨率 每帧图像有625行像素 法国 俄罗斯等东欧国家和中东一带 但编码解码方式与PAL制式完全不同 10 40 HDTV HighDefinition 制式 高清晰度电视制式 传输的信号全部数字化 逐行扫描 扫描行数 扫描分辨率 每帧图像的扫描在1000行以上 11 40 不同电视制式的技术指标 12 40 二 数字视频标准 MPEG MotionPictureExpertGroup 标准是关于运动图像在不同速率的传输介质上传输的一系列压缩标准 MPEG 1MPEG 2MPEG 4MPEG 7MPEG 21 13 40 MPEG 1 92年推出 以其高效的压缩技术和较为满意的图像质量 得到广泛应 VCD MP3 MPEG 1系统MPEG 1电视图像 MPEG 1Video MPEG 1声音 MPEG 1Audio MP3 MPEG 1AudioLayer3 MPEG 1一致性测试MPEG 1软件模拟 14 40 MPEG 2 94年推出 是一个直接与数字电视有关的高质量图像和声音编码标准 适用于高清晰度电视HDTV信号的传送与播放 更高的像素分辨率 大大提高了视频质量 为DVD及高清晰度电视HDTV等的推广提供了基础 15 40 MPEG 4 99年MPEG 4第一版 第二版 第一个真正意义上的多媒体标准 MPEG 4注重对低频的音频视频数据编码 应用方向包括如何在传输率为64Kbps的数字信道 甚至在电话网上传送高质量的图像及立体声信号 16 40 MPEG 4 这样既方便我们对不同的对象采用不同的编码方法和表示方法 又利于不同数据类型的融合 并且这样也可以方便地实现对各种对象的操作及编辑 同以前标准最显著的差别在于其采用的是基于对象的编码理念 即在编码时将一段视频分成若干在时间和空间上互相联系的视频 音频对象 进行分别编码 传输到接收端后 对各对象分别解码 从而组合成所需要的视频和音频 17 40 MPEG 4优点 拥有更高的压缩比率 可以用更小的存储空间提供DVD不相上下的高清晰视频 Internet 支持并发数据流的编码 基于内容的交互操作 时间域随机存取 容错 基于内容的尺度可变性等先进特性 基于内容的交互性 MPEG 4提供了基于内容的多媒体数据访问工具 如索引 超级链接 上传 下载 删除等 利用这些工具 用户可以方便地从多媒体数据库中有选择地获取自己所需要的与对象有关的内容 18 40 MPEG 4应用 MPEG 4主要应用在Internet视频音频广播 无线通信 静止图像压缩 电视电话 计算机图形 动画与仿真和电子游戏等领域 19 40 MPEG 7 2002 旨在解决对多媒体信息描述的标准问题 并将该描述与所描述的内容相联系 以实现快速有效的搜索 应用领域十分广泛 包括数字图书馆 多媒体目录服务 医疗应用和地理信息系统等 20 40 MPEG 21 致力于在大范围的网络上实现透明的传输和对多媒体资源的充分利用 其目的是建立一个规范且开放的多媒体传输平台 让所有的多媒体播放装置都能透过此平台接收多媒体资料 使用者可以利用各种装置 透过各种网络环境去取得多媒体内容 而无须知道多媒体资料的压缩方式及使用的网络环境 21 40 MP4 MP4最初是一种音频格式 和MPEG 4没有太大的关系 就像MP3和MPEG 3没有关系一样 MP3是MPEG 1AudioLayer3的缩写 而MP4是MPEG 2AAC 完完全全是一种音频压缩格式 22 40 MP4 特点是音质更加完美而压缩比更大 15 1 20 1 它增加了诸如对立体声的完美再现 比特流效果音扫描 多媒体控制 降噪等MP3没有的特性 使得在音频压缩后仍能完美的再现CD的音质 最重要的是 MP4通过特殊的技术实现数码版权保护 这是MP3所无法比拟的 23 40 MP4 现在市面上的MP4多数偏向于多媒体播放器 能够播放AAC的 可以说是凤毛麟角 MP4是能播放视频格式的多媒体播放器的概念 而不是能播放音频MP4AAC的随身听 24 40 MP4 出现这种怪现象不是毫无原因的 上面已提到AAC有版权保护功能 要使自己的播放器支持AAC 还得支持付一定的专利费 另外 AAC的来源也是个问题 不像MP3那么开放 网上来源极少 所以目前音频MP4播放器发展尚不成熟 25 40 这种播放器其实不算是MP4 本质上是MP3 视频播放只不过是其附件功能 被称作MP4 纯粹是商业炒作 准确地说 这只能称作可播放视频的MP3罢了 闪存式 SD卡 CF卡 MP4硬盘式MP4 26 40 三 主流视频文件格式 AVI AudioVideoInterleaved 音频 视频交错格式 Microsoft 主要使用有损压缩 但画质一般 DAT 也是基于MPEG压缩方法的一种文件格式 VCD影碟使用的视频文件格式 27 40 三 主流视频文件格式 MPG 是使用MPEG方法进行压缩的全运动视频图像 压缩比较大 DIR Macromedia公司使用Director多媒体著作工具产生的电影文件格式 28 40 流式视频文件格式 RM RealMedia RealNetworks公司 可根据网络数据传输速率的不同制定不同的压缩比 实现在低速率的广域网上进行影像数据的实时传送和实时播放 ASF AdvancedStreamingFormat高级流格式 Microsoft 视频部分采用了MPEG 4算法 音频采用了压缩格式WMA 29 40 流式视频文件格式 MOV MovieDigitalVideotechnology Apple 采用有损压缩 在采用相同版本的压缩算法 画质比AVI好 30 40 rmvb格式 普通的rm格式是real8 0格式 采用的是固定码率编码 RMVB比RM多了一个VB VB指的就是variablebit 动态码率的意思 就是real公司的新的编码格式9 0格式 rm rmvb的清晰度与片源的关系是最大的 我们平时看到的所谓的高清晰rmvb电影 是从高度清晰的DVD DVDRIP原始文件压制而来 当然清晰 31 40 rmvb格式 rm rmvb格式的最大特点是在保证文件清晰度的同时具有体积小巧的特点 不过rm格式文件体积更小巧 播放时播放软件支持更完善 系统资源占用更小rmvb就需要在高配置的机器上播放才能流畅 32 40 DivX DivX 是是一项由DivXNetworks公司发明的 基于MPEG 4标准 采用MPEG 4第三版改进而来 目前MPEG最新的视频压缩 解压技术 可以把MPEG 2格式的多媒体文件压缩至原来的10 对DVD造成威胁的新生视频压缩格式 据说是美国禁止出口的编码技术 33 40 DivX 对应的文件扩展名为AVI或者DivX 高压缩比和不错的画质 可以欣赏全屏的高质量数字电影 无论是声音还是画质都可以和DVD相媲美 DivX的对系统要求也不高 34 40 四 数字视频的获取 将模拟视频信号以一定的频率进行采样 再进行A D转换和色彩空间转换等处理 就可以转换成相应的数字视频信号 转换后的数字视频信号数据量大 需经压缩方可保存 通常采用MEPG标准 可达100 1及更高 35 40 1 视频卡 视频卡是一种专门用于对视频信号进行实时处理的设备 视频信号处理器 置于主板的扩展槽内 通过配套的驱动软件和视频处理应用软件进行工作可以对视频信号进行数字化转换 编辑和处理 以及保存数字化文件 36 40 视频卡基本特性 视频输入输入功能 支持PAL NTSC SECAM制式的模拟视频信号与计算机数字视频信号的转换 图像采集特性 对活动视频信号进行采集 生成静止的图像画面 画面处理特性 对画面中显示的图像或视频信号进行多种形式的处理 如按比例缩放 对画面内容进行修改和编辑 改变图像的色调 饱和度 亮度 对比度等 37 40 按功能划分 视频转换卡 电视卡 动态视频捕捉卡 对动态影像进行实时采集 并将其转换成压缩数据存储 可重放 常用于现场监控 安全保卫 办公室管理等场合 38 40 视频压缩卡 采用MPEG等数据压缩标准 对视频信号进行压缩和解压缩 视频合成卡 将计算机制作的文字 图片以及字幕叠加到模拟视频信号上 用于制作影视字幕 带解说词和标题的家用录像带等 39 40 DV DigitVideo 五大厂商 JVC SONY Passionic 佳能 三星 按视频数据存储介质分类 传统卡带式DV 光盘式DV 2005硬盘式DV 2006高清晰DV 2007分辨率进一步提高 40 40 松下GS308 RMB5300 0 41 40 JVCMG21AC 20G硬盘DV RMB3000 0 42 40 摄像头 数码摄像头是一种数字视频的输入设备传感器像素 色彩位数 24 32视频捕获速度 30帧 秒 目前摄像头的视频捕获都是通过软件来实现的 因而对电脑的要求非常高 即CPU的处理能力要足够的快 现在摄像头捕获画面的最大分辨率为640 480 在这种分辨下没有任何数字摄像头能达到30帧 秒的捕获效果 因而画面会产生跳动现象 比较现实的是在320 240分辨率下依靠硬件与软件的结合有可能达到标准速率的捕获指标 43 40 五 常见的视频处理软件 豪杰超级解霸 播放 通常的音频视频处理 UleadMediaStudiopro 美国Ulead公司开发的一款专业级数字视频音频处理软件 可以配合软件