第五章 多媒体视频处理技术

5 1视频处理技术概述5 1 1模拟视频与数字视频5 1 2线性编辑与非线性编辑5 2视频信号数字化5 2 1数字视频的采集5 2 2数字视频的输出5 3数字视频压缩标准与文件格式5 4视频编辑软件Premiere5 4 1Premiere制作影片的前期工作5 4 2Premiere编辑影片5 4 3影片的输出 第五章多媒体视频处理技术 学习目标 掌握数字视频的概念和数字视频的特点 了解数字视频信息获取的基本原理和方法 掌握数字视频的编辑和处理 5 1视频处理技术概述 视频是多媒体中携带信息最丰富 表现力最强的一种媒体 它同时作用于人的视觉器官和听觉器官 随着多媒体技术的发展 计算机不但可以播放视频信息 而且还可以准确地编辑处理视频信息 5 1 1模拟视频 1 模拟视频 AnalogVideo 属于传统的电视视频信号的范畴 模拟视频信号是基于模拟技术以及图像显示的国际标准来产生视频画面的 2 DTV数字电视标准 数字电视DTV DigitalTelevision 是继黑白电视和彩色电视之后的第三代电视 是在拍摄 编辑 制作 播出 传输 接收等电视信号处理的全过程都使用数字技术的电视系统 3 数字视频 数字视频 DigitalVideo 是对模拟视频信号进行数字化后的产物 它是基于数字技术记录视频信息的 模拟视频可以通过视频采集卡将模拟视频信号进行A D 模 数 转换 这个转换过程就是视频捕捉 或采集过程 再将转换后的信号采用数字压缩技术存入计算机磁盘中就成为数字视频 5 1 2线性编辑与非线性编辑 线性编辑是视频的传统编辑方式 视频信号顺序记录在磁带上 在进行视频编辑时 编辑人员通过放像机播放磁带选择一段合适的素材 然后把它记录到录像机中的一个磁带上 然后再顺序寻找所需要的视频画面 接着进行记录工作 如此反复操作 直至把所有合适的素材按照节目要求全部顺序记录下来 1 线性编辑 2 非线性编辑 非线性编辑在电影胶片剪辑上早已应用 拍摄的电影胶片素材在剪辑时可以按任何顺序将不同素材的胶片粘接在一起 也可以随意改变顺序 剪短或加长其中的某一段 3 数字视频编辑的基本流程 首先要准备大量的视频素材 图像素材以及声音 文字素材等 其次需要组接这些以时间线为基础的素材 进行特殊效果处理 添加字幕等渲染达到希望看到的效果 最后进行视频的压缩输出 5 2 1数字视频的采集 一种是利用数码摄像机拍摄的景物 从而直接获得无失真的数字视频 另一种是通过视频采集卡把模拟视频转换成数字视频 并按数字视频文件的格式保存下来 1 数字视频的获取 2 数字视频的采集 数字视频系统 一台配置较高的多媒体计算机系统 一块视频采集卡和视频信号源 视频采集卡的功能 在计算机上通过视频采集卡可以接收来自视频输入端 录像机 摄像机和其他视频信号源 的模拟视频信号 对该信号进行采集 量化成数字信号 然后压缩编码成数字视频序列 大多数视频采集卡都具备硬件压缩的功能 在采集视频信号时首先在卡上对视频信号进行压缩 然后才通过PCI接口把压缩的视频数据传送到主机上 视频采集卡的工作原理 多通道的视频输入用来接收视频输入信号 视频源信号首先经A D 模拟 数字 转换器将模拟信号转换成数字信号 然后由视频采集控制器对其进行剪裁 改变比例后压缩存入帧存储器 输出模拟视频时帧存储器的内容经D A 数字 模拟 转换器把数字信号转换成模拟信号输出到电视机或录像机中 视频采集卡与外部设备的连接 5 2 2数字视频的输出 数字视频的输出是数字视频采集的逆过程 也即把数字视频文件转换成模拟视频信号输出到电视机上进行显示 或输出到录像机记录到磁带上 与视频采集类似 这需要专门的设备把数字视频进行解压缩及 变换完成数字数据到模拟信号之间的转换 5 3数字视频压缩标准与文件格式 帧内压缩 当压缩一帧图像时 仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息 帧内一般采用有损压缩算法 也达不到很高的压缩比 帧间压缩 是基于许多视频或动画的连续前后两帧具有很大的相关性 即连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息 的特点来实现的 5 3 1数字视频数据压缩标准 5 3 2数字视频文件格式 普通视频文件格式网络流式视频文件格式 1 普通视频文件格式 1 AVI AudioVideoInterleaved 格式 2 MEPG MovingPictureExpertGroup 格式 3 MOV Moviedigitalvideotechnology 格式 2 网络视频文件格式 1 RM格式 2 ASF格式 3 WMV格式 5 4视频编辑软件Premiere 目前市场上的非线性编辑软件种类较多 比较流行的是Adobe公司的Premiere系列和Ulead公司的VideoStudio 会声会影 系列 Premiere软件的基本功能 广泛的素材兼容性 方便的镜头转换功能 精确剪辑视频素材 丰富的视频特技功能 素材叠加功能 直观的音频合成 标题和滚动字幕的创作 制作影片三阶段 设计脚本 影视节目的编辑制作 准备原始素材片段 Premiere软件的界面 启动Premiere6 5程序时 系统会首先要求进行必要的设置 以决定采用何种方式来制作一个新节目 LoadProject 预设方案 对话框 Premiere6 5编辑界面 5 4 2编辑影片 1 创建一个新项目 2 输入原始片段 1 选择 File Import File菜单命令打开Import对话框 5 4 2编辑影片 2 进入Premiere6 5目标下的SampleFolde文件夹 选择其中的Boys avi文件 5 4 2编辑影片 3 重复上述步骤 分别将文件Music aif Cyclers avi Fastslow avi Finale avi Devoman eps依次输入到Project窗口中 4 根据脚本 文件Fastslow avi在节目中使用两次 为简明起见 将它再输入一次 5 4 2编辑影片 3 命名片段为Fastslow avi片段更名1 在Project窗口单击一个Fastslow avi片段 该片段被选中 并以蓝底显示 2 选择Clip Alias命令 打开SetClipNameAlias 设置片段别名 对话框 5 4 2编辑影片 5 4 2编辑影片 3 在文本框中输入Fast avi 单击OK按钮 完成修改 Project窗口中相应的Fastslow avi被改为Fast avi4 用同样的方法 将另一个Fastslow avi片段更名为Slow avi 5 4 2编辑影片 4 检查片段内容检查片段的方法 在Project窗口中 双击片段名前面的小图标 这时有两种情况 一是打开Monitor窗口 Monitor窗口左边的SourceView视窗显示了Boys avi的首帧画面 单击SourceView视窗下方的Play按钮 播放Boys avi的内容 5 4 2编辑影片 5 4 2编辑影片 6 基本编辑操作 5 4 2编辑影片 7 使用转换使用转换之前 必须将两个片段分别放置在Video1A和Video1B视轨 而把转换放在Transition 转换 轨道上两个片段重叠的部分之间 步骤 5 4 2编辑影片 1 选择Window ShowTransition菜单命令 激活转换窗口从转换窗口选择一种转换效果按住鼠标左键将其拖动到Transition轨道上 并放在两个片段的重叠处 释放鼠标左健 它们将自动调节自身的持续时间 以适应重叠时间 使用转换 5 4 2编辑影片 3 在Transition轨道的PagePeel转换图标上双击 打开PagePeelSettings对话框 5 4 2编辑影片 8 改变片段的播放速度1 从Timeline窗口左上侧的工具板中选择工具2 选择Clip Speed命令 或在片段上单击鼠标右键 在弹出菜单中选择Speed命令 打开ClipSpeed 片段速度 对话框 5 4 2编辑影片 9 使用滤镜在Timeline窗口中 选择Finale avi 选择Window ShowFilters菜单命令 激活滤镜窗口 5 4 2编辑影片 10 使用运动在Timeline窗口中 选择片段Devoman eps 选择Clip Video Motion命令 打开MotionSettings 运动设置 5 4 2编辑影片 将鼠标光标移向右上角的运动路径 鼠标光标变成小手形状 用鼠标单击 则在相应位置增设了一个新的运动转折点 拖动鼠标即可改变转折点的位置 利用这种方法 可将路径设置为右图 5 4 2编辑影片 11 制作电影片名和滚动字幕1 建立电影片名用文字工具单击Title窗口中的安全区域 内部点划线 中部 在出现的文本框中输入片名 光荣与梦想 设定TitleType为Still 然后在ObjectStyle中设置文字字型为华文行楷倾斜 文字颜色为红色等属性 并执行File Save菜单命令保存该标题文件为title1 ptl 2 建立电影滚动字幕为更好地将字幕文字显示出来 本例先用矩形绘图工具绘制了一个白色背景图 然后用区块文字工具在Title窗口中的安全区域单击并拖拽出文本框的大小 位置并在文本框中输入文本为本片的出品人 导演 演职员表等信息 设定TitleType为Roll使字幕为下向上方向滚动 接着在ObjectStyle中设置文字属性 执行File Save菜单命令保存该滚动标题文件为title2 ptl 5 4 2编辑影片 5 4 2编辑影片 12 叠加效果叠加效果是指把两个或两个以上素材以某种方式叠加在一起的操作效果 利用叠加效果可使影片的制作更加丰富多彩 5 4 2编辑影片 将前面制作的滚动字幕文件title2 ptl导入到项目中来 并拖拽到Video2轨道的起始处 设置合适的持续时间 用选择工具选择该字幕片段 执行Clip VideoOptions Transparency命令弹出Transparency设置对话框 可设置透明类型 由于字幕片段的背景颜色单一 则在Keytype下拉框中选择Chroma 色度 叠加类型 然后移动光标至对话框上部中间的Color区域当光标变成吸管状时单击字幕图像背景颜色 拖动Similarity 相似 滑块对所选的颜色范围进行调整 该颜色范围在叠加片段中将是透明的区域 在对话框右上角的Sample窗口中设定翻页图标以实际背景作为样本窗口的背景预览制作效果 TransparencySetting对话框 5 4 2编辑影片 13 同步配音在Project窗口 选择片段Music aif 用鼠示将其拖放至Timeline窗口中的Audio1视轨 移动它使其与视轨的左边界对齐 并调整它的持续时间与已编好的影像节目同宽 5 4 2编辑影片 14 保存节目选择File SaveAS命令 打开SaveFile 保存文件 对话框 选择保存节目文件的驱动器及文件夹 并键入文件名 单击OK按钮 节目被保存 5 4 2编辑影片 15 预演节目在生成所需的影视文件之前 应先预演一下节目的内容 看看有没有需要再做修改的地方 1 在Timeline窗口中 调整工作区 使其覆盖想预演的部分 2 选择Project Preview命令 或者直接按回车键 如果预演文件不存在 则Premiere6 5打开BuildingPreview 生成预演文件 对话框 否则直接播放节目预演 BuildingPreview 5 4 2编辑影片 在生成预演文件的过程中 按Esc键可停止生成预演文件 但已经生成的部分仍然有效 可以作为独立的视频文件 用于播放及其它操作 预演文件生成后 在Monitor窗口的ProgramView视窗内开始预演节目 按回车键或视窗下方的播放按钮均可重复播放已生成的片段 5 4 3影片的输出 1 激活Timeline窗口 选择File Export Movie命令 打开Export Movie 输入影片 对话框 在下方的文本框中 键入生成文件名 单击Settings按钮 打开ExportMovieSettings 输出影片设置 对话框 5 4 3影片的输出 2 在GeneralSettings设置中 FileType选择MicrosoftAVI Range 范围 选择EntireProject 整个项目 勾选ExportVideo 输出视频 ExportAudio 输出音频 和OpenWhenFinished 完成后打开 3 单击OK按钮 确认退出 4 单击保存按钮 系统开始生成影片 并弹出Export窗口 5 生成影片后 系统自动在Clip窗口中演示新生成的影片 本章小结 本章主要介绍了视频的基本知识 视频的数字化方法 数字视频压缩编码标准 数字视频的文件格式 视频采集卡及其工作原理 视频的采集与编辑以及常用的视频编辑工具软件等内容 最后介绍了用Premiere编辑处理数字视频的基本技术 本章小结 模拟视频是以连续的模拟信号方式存储 处理和传输的视频信息 模拟视频主要包括亮度信号 色度信号 复合同步信号和伴音信号 模拟视频有NTSC PAL和SECAM三种国际标准 本章小结 基于多媒体计算机系统的数字视频编缉称为非线性视频编辑 其包括内容编辑 效果编辑 音效编辑以及输出视频等 视频压缩可分为帧内压缩和帧间压缩两种 MPEG是视频压缩的国际标准系列 包含MPEG 1 MPEG 2