多媒体技术及应用PPT课件

第五章多媒体视频技术,5.1数字视频基础,一、视频的基本概念1.视觉暂留现象人眼具有一种视觉暂留的生物现象，即人观察的物体消失后，物体映像在人眼的视网膜上会保留一个非常短暂的时间(0.1-0.2s)。利用这一现象，将一系列画面中物体移动或形状改变很小的图像，以足够快的速度(24-30f/s)连续播放，人就会感觉画面变成了连续活动的场景。,5.1数字视频基础,一、视频的基本概念2.视频的定义视频又称运动图像，它是连续地随着时间变化的一组图像(24f/s、25f/s、30f/s)。常见的视频信号有：电影、电视、动画。3.视频的特点人类接受信息的70%来自视觉(重要获取)视频信息确切、直观、生动视频信息容量大,5.1数字视频基础,一、视频的基本概念4.电视的制式NTSC制式(美国、日本、台湾地区)525行/帧，30帧/秒(29.97fps)隔行扫描：2场/帧，262.5行/场宽高比：4:3(电影为3:2)颜色模型：YIQPAL制式(中国、多数欧洲国家)625行/帧，25帧/秒,5.1数字视频基础,一、视频的基本概念隔行扫描：2场/帧，312.5行/场宽高比：4:3颜色模型：YUVSECAM制式(法国、俄罗斯、中东国家)类似PAL制式，色度信号调频，PAL制调幅HDTV(高清晰度电视)图像清晰度是现行电视的2倍宽高比：16:9，多声道环绕声音,5.1数字视频基础,二、视频的数字化1.视频信号数字化过程,主要为两个方面：空间位置的离散和数字化亮度电平的离散和数字化,二、视频的数字化图像是离散的视频，视频是连续的图像。,5.1数字视频基础,5.1数字视频基础,二、视频的数字化2.视频数字化的优点与模拟视频相比，数字视频的优点是：数字视频便于创造性的编辑与合成视频数字信号可长距离传输而不损耗数字视频可不失真地进行多次复制在网络环境下容易实现资源共享数字视频可与其它媒体组合使用缺陷:处理速度慢,数据量大(压缩、光盘),5.1数字视频基础,三、数字视频的文件格式1.AVI文件AVI(AudioVideoInterleave)文件是一种音视频交叉记录的数字视频文件格式。微软公司于1992年推出了AVI技术及其应用软件VFW。特点：AVI采用帧内压缩,可用一般的视频编辑软件进行编辑或处理。提供无硬件视频回放，其窗口大小和帧率可根据播放环境进行调整。,5.1数字视频基础,三、数字视频的文件格式2.MPG文件MPG文件是采用MPEG算法进行压缩的全运动视频文件格式。它在1024*768的分辨率下可用每秒25或30帧的速率同步播放全运动视频图像和CD音乐伴音，其文件大小为AVI的1/6。DAT文件也是基于MPEG压缩算法的一种文件格式,它是VideoCD和卡拉OKCD数据文件的扩展名。,5.1数字视频基础,三、数字视频的文件格式3.MOV文件MOV(Moviedigitalvideo)文件是Apple公司在其Macintosh机推出的视频文件格式，其相应的视频应用软件QuickTime与VFW类似。QuickTimeforMacintoshQuickTimeforWindowsMOV文件格式的压缩算法Video编码支持16位图像深度的帧内压缩和帧间压缩。,5.1数字视频基础,四、视频技术的应用1.在广播电视中的应用常规数字电视、高清晰度电视2.在通信领域中的应用可视电话、视频会议、视频点播3.在计算机领域中的应用视频制作、VCD、DVD、视频数据库、动画4.在其它领域中的应用数字图书馆、视频游戏、网上购物、军事,5.2运动图像压缩标准,一、MPEG标准概述MPEG(MovingPictureExpertsGroup,运动图像专家组)是在1988年由ISO/IEC联合成立的工作组，其主要任务是制订各种运动图像及其伴音信号的数字压缩编码国际标准。1.MPEG-1标准MPEG-1是1992年通过的用于1.5Mbps速率的数字存储媒体运动图像及伴音编码标准。MPEG-1主要应用：光盘、数字录音带、磁盘、通信网络以及VCD等。,5.2运动图像压缩标准,一、MPEG标准概述2.MPEG-2标准MPEG-2是1994年通过的用于4-15Mbps速率的广播级运动图像及伴音编码的国际标准。MPEG-2主要应用：DVD、HDTV(高清晰度电视)、视频会议以及多媒体邮件等。3.MPEG-4标准MPEG-4是1998年通过的用于低比特率(64kbps)的视频压缩编码标准。主要应用：可视电话、视听对象(交互)。,5.2运动图像压缩标准,一、MPEG标准概述4.MPEG-7标准MPEG-7(多媒体内容描述接口,MultimediaContentDescriptionInterface)规定一套描述符标准，用于描述各种多媒体信息，以便更快更有效地检索信息。主要应用：数字图书馆、广播媒体选择、多媒体编辑以及多媒体索引服务。5.MPEG-21标准多媒体框架(MultimediaFramework),5.2运动图像压缩标准,二、MPEG视频压缩工具1.豪杰实用工具集AVI转MPEG,5.2运动图像压缩标准,二、MPEG视频压缩工具1.豪杰实用工具集DAT转MPEG,5.2运动图像压缩标准,二、MPEG视频压缩工具2.,5.3数字摄像头与视频卡,一、数字摄像头计算机摄象机(PC-camera)、电脑眼。1.功能与应用数字摄像头是一种数字视频输入设备。应用：可视电话(Netmeeting)实时监视视频采集网上教学远程医疗,5.3数字摄像头与视频卡,一、数字摄像头2.性能指标感光器：感光电子元器件。CCD电荷耦合器件(高端技术元件)特点：成像好、灵敏度高、抗震性强CMOS互补金属氧化半导体(低端市场)特点：成本低、反应快、功耗低像素：10万像素352*28830-100万像素640*480以上,5.3数字摄像头与视频卡,一、数字摄像头捕获速度：采用最大分辨率的流畅度。25-30f/s(出现延迟或跳帧)接口方式：并口(淘汰产品)USB接口附送软件：视频聊天软件影像管理软件图形图像处理软件(品牌：朗视、创新、罗技等),5.3数字摄像头与视频卡,二、视频卡1.视频卡的功能视频卡是基于PC机的一种多媒体视频信号处理平台，它汇集了视频源、音频源的信号，经过捕获、编码、存储、编辑和特技、输出等处理，可以产生非常漂亮的画面。视频卡的功能还包括图像的放大修整、捕捉特定镜头、若干视频源图像叠合等。,5.3数字摄像头与视频卡,二、视频卡2.视频卡的分类视频采集卡(视频捕获卡)功能：对输入的模拟视频进行采样、量化后转换为数字图像文件。工作方式：单帧采集、连续采集视频输出卡功能：将视频输出到电视机或录像机。接口方式：内置式插卡、外接盒式,5.3数字摄像头与视频卡,二、视频卡2.视频卡的分类电视接收卡功能：将从天线接收的射频信号变换成视频信号，经A/D转换成数字信号，再经变换电路变为RGB信号送显示器上。电视频道选台视频叠加卡功能：将标准视频信号与VGA信号叠加，并显示在显示器上，如卡拉OK歌词的叠加。视频压缩卡(MPEG卡),5.3数字摄像头与视频卡,二、视频卡3.视频采集卡及应用原理框图,5.3数字摄像头与视频卡,二、视频卡3.视频采集卡及应用性能指标输入输出接口：单工卡(视频输入)双工卡(视频输入、输出)采集像素：640*480、320*480采集速率：30帧/秒声音处理：音频输入接口电视机调谐器：电视图像PC机,5.3数字摄像头与视频卡,二、视频卡3.视频采集卡及应用外部接口(创新RT300视频采集卡),5.4视频编辑软件,一、Premiere概述Premiere是Adobe公司推出的一种专业化视频编辑软件,它可配合多种硬件进行视频捕获和处理，并能产生广播级质量的视频文件。1.发展简史Adobe推出了Premiere的Macintosh版本,升级到4.0时才推出Windows版本。Premiere4.0/4.2Premiere5.0/5.1/5.5Premiere6.0/6.5,5.4视频编辑软件,一、Premiere概述2.基本功能Premiere是非常优秀的视频编辑软件，它能对视频、声音、动画、图片、文本进行编辑和处理，并最终生成电影文件。3.窗口组成标题栏、菜单栏、音频控制器窗口节目窗口、监控窗口、时间线窗口控制面板-效果控制、信息导航板、历史、命令特技、音频效果、视频效果,5.4视频编辑软件,二、Premiere基本操作1.输入视频或音频文件/新建节目：Myvideo.ppj文件/打开：Boys.aviCyclers.aviMusic.aif2.时间线窗口编排节目Boys视频1ACyclers视频2Music音频1,31,5.4视频编辑软件,3.播放视频图像在时间线窗口中的音频和视频文件，可通过监控窗口进行播放。4.管理视频文件文件/保存或另存为：Myvideo.ppj5.输出视频文件生成新的avi文件，如：文件/时间线输出/电影Myvideo.avi,32,5.4视频编辑软件,三、特技效果特技是指两个视频道上的视频片段有重叠时，从其中一个视频片段平滑地、连续地变化到另一个视频片段的过程。操作过程：拖动两段视频到时间线窗口视频1A和视频1B，并将它们首尾相连。拖动一特技到特技视频道上，双击该特技可弹出对话框进行设置或浏览动作。时间线/预演,33,5.4视频编辑软件,三、特技效果利用特技制作画中画：它是一个特殊的特技效果，需要通过一定的技巧完成这一效果。操作过程：拖动两段视频到时间线窗口视频1A和视频1B，并将它们相互重叠。在特技面板中拖动Zoom/Zoom到特技轨道上，并用鼠标调整长度。双击Zoom图标，在打开的对话框中选中显示实际源，按Shift键，拖动滑块调整画面。,34,5.4视频编辑软件,四、滤镜效果Premiere6.0附带：73种视频滤镜21种音频滤镜开放式滤镜：支持第三方厂商开发滤镜。使用视频滤镜可以为视频素材添加多种特技效果，创作出更加精彩的视频节目。另外，每种滤镜都设有可供调整的参数，供用户为实现自己预想效果而进行调整。,35,5.4视频编辑软件,四、滤镜效果操作过程：拖动两段视频素材到时间线窗口的视频轨道，单击扩展轨道标志。拖动两个视频滤镜到视频素材上，如：Distort/Bend，Perspective/Basic3D在Video扩展轨道上插入一个关键帧，并在EffectControls控制面板上进行参数调整。,36,5.4视频编辑软件,五、滚动文字操作过程：选择文件/新建/Title选择滚动标题工具，用鼠标从左上角向右下角拖动出一个文本框。输入滚动文字，选择Title菜单选项，可设置文字的大小、字体、颜色等。选择Title/RollingTitleOptions菜单命令，在弹出的对话框中设置字幕滚动的方向。,37,5.5VCD制作系统,VCD(VideoCompactDisc),它可存储视频信号74分钟。与录像带相比，它具有易保存、不怕磁等特点，是保存影像资料的好介质。一、VCD制作系统的基本构成,软件：Premiere,MediaStudioProVideoPack,CDLabeler,38,5.5VCD制作系统,二、视频压缩卡(MPEG卡)1.视频压缩卡的主要功能视频压缩卡能将摄像机或录像机播放的模拟信号数字化，即按照MPEG-1标准进行压缩编码，生成mpg压缩文件。数字摄像机或数字录像机,39,5.5VCD制作系统,二、视频压缩卡(MPEG卡)2.视频压缩卡的种类以Broadway为代表的早期压缩卡采用美国C-CUBE公司的CLM4110芯片优点：图像清晰度高色彩饱和度好缺点：压缩效率低长时间压缩会出现声像不同步Broadway,Genie(LaVision公司),40,5.5VCD制作系统,二、视频压缩卡(MPEG卡)2.视频压缩卡的种类以Apollo-为代表的压缩卡采用DEC公司的21230芯片，它的音视频输入输出、压缩图像、音质都能人们满足要求，且准确做到声画同步。Snazzi(LaVision)RT5(法国VitecMultimedia)天影(北京)、影皇9771(福建),41,5.5VCD制作系统,二、视频压缩卡(MPEG卡)3.SnazziMPEG视频压缩卡Snazzi是一块能提供广播级质量的视频压缩卡，它结合软、硬件技术进行实时视频编码、编辑、创作和回放。特征：MPEG-1/MPEG-2编码VCD/DVD编辑与制作MPEG-1/MPEG-2回放VGA和TV输出,42,5.5VCD制作系统,二、视频压缩卡(MPEG卡)3.SnazziMPEG视频压缩卡,43,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机1.光盘刻录技术光盘(CD-CompactDisc,高密盘)，其特点存储容量大：CD-ROM/650MB，DVD/4.7GB记录密度高：聚焦成直径为1m的光点进行记录，存储密度高达107-108bit/cm2。非接触方式：读写信息时长期保存信息：10-100年价格低廉,44,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机1.光盘刻录技术(三大技术1/3)CD-ROM技术CD-ROM(CompactDisc-ReadOnlyMemory)是只读光盘(只能读，不能改-重写、擦除)。CD-ROM光盘一般存储650MB数据,包括文本、表格、图片、视频、音频等各种类型文件。,45,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机1.光盘刻录技术(1/3)光驱读取CD-ROM信息的工作原理：光盘驱动器读取数据时由激光束照射到光盘的平面上，当有70-80%的光反射并传输到光检测器时，记下ON代表1;当激光束照在凹坑上时，激光束由于散射而无法接收到反射信号，则光检测器记下OFF代表0。,46,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机1.光盘刻录技术(2/3)CD-R技术CD-R(CompactDisc-Recordable)是追记型光盘(写一次，只能读，不能改)。CD-R光盘主要用于信息存档或备份大型系统，它比CD-ROM多了一层塑料层(记忆数据)。,47,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机1.光盘刻录技术(2/3)CD-R光盘的工作原理：刻录机将数据写入CD-R光盘时，以高功率激光束照射塑料层。该位置的有机染料会融化并产生化学反应(类似凹坑)，而没有被高功率激光束照射的位置可靠反射层反射激光。读取CD-R光盘数据与CD-ROM相同，但由于它使用有机染料，降低了光反射率，因此用金或银作为反射层以提高对光的反射率。,48,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机1.光盘刻录技术(3/3)CD-RW技术CD-RW(CompactDisc-ReWritable)是可擦写光盘(可读，可擦除，可重写)。与CD-R光盘相比，CD-RW具有以下特点：塑料层变为染料层(硒或碲的结晶层)相变技术：通过激光照射能将染料层呈现结晶(平面)和非结晶(凹坑)两种状态。,49,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机1.光盘刻录技术(3/3)CD-R与CD-RW的优缺点,50,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机2.光盘刻录机的性能指标读写速度,PhilipsPCRW1610：161040写入速度复写速度读取速度标准的光盘驱动器数据传输率150KB/s,51,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机2.光盘刻录机的性能指标平均寻道时间指将激光头从当前读写位置定位到另一读写位置所需要的时间。缓存容量缓存的作用是暂时存放待刻录的数据。光盘刻录机的缓存容量：1MB-8MB,52,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机2.光盘刻录机的性能指标接口方式,53,5.5VCD制作系统,三、光盘刻录机2.光盘刻录机的性能指标支持的光盘数据格式光盘刻录机支持以下光盘数据格式：CD-ROM：用于计算机软件CD-ROM/XA：用于多媒体出版物CD-DA：用于数据光盘CD-I：用于交互式光盘VCD：用于VCD电影,54,三、光盘刻录机3.光盘格式及标准红皮书激光唱盘，CD-DigitalAudio或CD-DA黄皮书(ISO9660)存放计算机数据(含图文声像)，CD-ROM绿皮书交互式光盘，CD-I(CD-In