视频处理技术

第4章视频处理技术.

4.1视频基础知识4.2电视技术基础4.3视频处理软件和AdobePremiere4.1视频基础知识

4.1.1视频概述1．视频的定义

随时间动态变化的一组图像，一般由连续拍摄的一系列静止图像组成。

帧：视频中的一幅画面。

2．视频信号的主要特点

（1）内容随时间变化； （2）有与画面同步的声音信号（即伴音）。3．视频与图像的关系

视频是运动的图像序列图像：通过扫描仪或数码相机输入或图像处理软件绘制而成。视频：通过电视机、录像机、摄像机或视频编辑软件制作合成的。

4．视频的应用

广播电视、通信、电视电话会议和娱乐等。4.1.2视频的分类1．模拟视频

一种用于传输图像和声音并随时间连续变化的电信号。优点：以模拟电信号记录，依靠模拟调幅手段在空间传播，使用盒式磁带存储在磁带上。缺点：经过多次拷贝以后信号会产生失真，图像的质量随着时间的流逝而降低，模拟视频信号在传输过程中容易受到干扰。2．数字视频由随时间变化的一系列数字化的图像序列组成。

数字化过程包括采样、量化和编码

特点：可以永久地保存和无限次拷贝而不会出现任何失真，传输过程中不容易受到干扰，也没有传输距离的限制，不会因为信号衰减而导致失真，可以使数字视频达到交互使用的目的。可以进行创造性的非线性编辑。4.1.3视频文件格式

1．AVI视频格式

是一种音频视频交错记录的数字视频文件格式。独立于硬件设备，但各种版本不一定能够兼容播放。2．ASF和WMV

ASF：流媒体格式，Microsoft开发，使用了MPEG4压缩编码算法。WMV：流媒体格式，是ASF的升级。同等视频质量下，WMV数据量很小，很适合在网上播放和传输。3．MOV视频格式

Apple公司开发，扩展名为mov，用QuickTimeforWindows可播放。4.MPEG标准MPEG-1：压缩率很高，清晰度损失比较大。包括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg及VCD光盘中的.dat文件等。MPEG-2：是一种低数据率，高质量的视频压缩算法。包括.mpg、.mpe、.mpeg、.m2v及DVD光盘上的.vob文件等。MPEG-4：运动图像压缩算法实现了以最少的数据获得最佳的图象质量，广泛应用于视频电话、视频电子邮件和电子新闻等领域，其数据传输速率要求较低（在4.8～64Kb/s）。常用视频压缩标准汇总压缩标准屏幕比例分辨率（像素）帧频率备注MPEG-14：3352x24029.97NTSC制式MPEG-14：3352x28825PAL制式MPEG-24：3720×48029.97NTSC制式MPEG-24：3720×57625PAL制式HDTV16：91920*1080p60逐行，但并没有信号源HDTV16：91920*1080i60隔行扫描，中国标准HDTV16：91280*720p60逐行，中国标准4.2电视技术基础

4.2.1电视基础1.基本概念(1）帧频与场频帧频：每秒扫描的帧数场频：每秒扫描的场数行频：每秒扫描的行数(2）全电视信号：即一帧电视信号，由奇数场行信号和偶数场行信号顺序构成。

(3）分辨率：用垂直方向和水平方向的分辨率来表示。(4）伴音：电视信号的声音载频为6.5MHz，伴音质量为单声道调频广播质量。(5）SMPTE单位：是一个时间码标准，小时：分钟：秒：帧2．彩色与黑白电视信号的兼容

指黑白电视机接收彩色电视信号时能够产生相应的黑白图像，而彩色电视机在接收黑白电视信号时也能产生相应的黑白电视图像。

在彩色电视信号中使亮度和色度信号分开传送，以便使黑白电视和彩色电视能够分别重现黑白和彩色图像。采用YUV空间表示法就能够实现黑白电视与彩色电视的兼容，还可以充分利用人眼对亮度细节敏感而对彩色细节迟钝的视觉特性，大大压缩色度信号的带宽。4.2.2彩色电视制式

电视制式采用技术制定时间制定国家采用的国家或地区特点NTSC制式正交平衡调幅1952年美国加拿大、日本、韩国、菲律宾、中国的台湾帧频为30fps或29.97fps，525行/帧，宽高比为4:3，隔行扫描方式。颜色模型是YIQ模式，其中Y表示亮度，I和Q表示色度。PAL制式逐行倒相正交平衡调幅1962年德国英国、新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西兰帧频为25fps，625行/帧，宽高比为4:3，隔行扫描方式，颜色模型是YUV模式，其中Y表示亮度信号，U和V表示色度信号。SECAM制式时间分隔法来传送两个色差信号1966年法国东欧和中东一带与PAL制式类似，差别是SECAM中的色度信号是频率调制，且两个色差信号是按行的顺序传输的。HDTV标准高清数字电视垂直清晰度的最大值为1080线(1080/50i)，每行有1920个有效取样点，屏幕宽高比为16：9。4.2.3电视机的输入输出信号

1．高频或射频信号（通过天线接收）

在空中传播电视信号，必须把视频全电视信号调制成高频或射频信号，每个信号占用一个频道。我国采用PAL制，每个频道占用8MHz的带宽。2．复合视频信号（通过AV端口）

包括亮度和色度的单路模拟信号，也即从全电视信号中分离出伴音后的视频信号，这时的色度信号还是间插在亮度信号的高端。3．两分量视频信号（通过S-VIDEO端口）

把亮度和色度信号分成两路独立的模拟信号，用两路导线分别传输并可以分别记录在模拟磁带的两路磁迹上。这种信号不仅其亮度和色度都具有较宽的带宽，而且由于亮度和色度分开传输，可以减少其互相干扰，水平分解率可达420线。与复合视频信号相比，S－Video可以更好地重现色彩。4.2.4电视扫描方式1．逐行扫描电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅完整的图像。2.隔行扫描每帧画面需要扫描两次，一次奇数场，一次偶数场。隔行扫描的总行数必须是奇数。隔行扫描要求第一场结束于最后一行的一半，不管电子束如何折回，它必须回到显示屏顶部的中央，这样就可以保证相邻的第二场扫描恰好嵌在第一场各扫描线的中间。4.3视频处理软件和AdobePremiere线性编辑非线性编辑编辑素材的搜索和录制必须按时间顺序进行。可以对原素材任意的部分进行随机存取、修改和处理素材模拟视频信号，保存在“磁带”上的电磁信号或保存在电影胶卷上的前后有关联的图像。数字视频信号，保存磁盘上的计算机文件组成录像机、编辑放像机、遥控器、字幕机、特技台等价格昂贵的专用电子设备。:多媒体硬件平台（计算机），视频卡和非线性编辑软件。特点视频编辑中就要反复地前卷或后卷磁带来寻找素材，相当费时。对原视频的插入，删除，修改等编辑手续繁多，所以线性编辑不容易制作出艺术性强，加工精美的视频节目。编辑时工作流程比较灵活，可以不按照时间顺序编辑，可以方便地对素材进行预览、查找、定位、设置入点/出点。非线性编辑软件还提供丰富的特技功能、视频特效、字幕功能和音频处理功能，可以充分发挥编辑人员的创造力和想象力，创作出各种题材的视频节目。4.3.1基本操作PremierePro操作界面

1．新建项目

项目文件的扩展名为prproj，用于记录本项目各素材的来源路径，以及各素材在时间线上的位置，并设置项目最终渲染输出的“影片文件”的制式、播放速度和画面分辨率等参数。加载预置自定义设置①编辑模式：对于制作Windows中使用的影视作品，一般选择“桌面编辑模式”，如果制作DV或HDV，可以选择针对各种不同电视制式的DV或HDV选项。②“时间基准”：决定影片放映时每秒播放的帧数，单位是fps。·24fps：编辑电影时采用的标准。·25fps：用于编辑PAL制式和SECAM制式的视频节目。·29.97fps：是NTSC制式标准，用于广播级的录像带设定。·30fps：是NTSC制式的四舍五入标准，用于非广播级的录像带。③显示格式：表示时间线窗口中时间标尺的刻度显示方式。2．导入素材首先把素材导入到项目文件中，再把素材拖放到音频或视频轨道。按照资源管理器方式对素材进行分类管理。3．时间线窗口对视频素材进行剪接、合成和效果控制的一个编辑窗口。帧号添加和删除轨道素材持续时间和播放速度

边缘吸附章节标记无编号标记4．常用的工具按钮名称功能选择工具选择和移动素材轨道选择工具选择某个轨道，按住Shift键可选择多个轨道。波纹编辑工具改变素材剪辑的持续时间，不影响其他素材的持续时间，也不改变剪辑的播放速度。旋转编辑工具

调整素材剪辑的持续时间，不改变播放速度，会影响相邻素材的持续时间，而且相邻两段素材总的持续时间不会改变。比例缩放工具改变剪辑的持续时间，同时也改变了剪辑的播放速度。剃刀工具分割当前轨道的素材，按住Shift同时分割多个轨道。错落工具当视频轨道上的影片剪辑是一个影片片段时，利用该工具可以使影片片段的入点与出点同步提前或推后，而且不改变影片剪辑的持续长度和剪辑所在的位置。滑动工具将前一段素材的出点和后一段素材的入点推后或推前。钢笔工具可以用来调节透明控制线的位置。平移工具平移显示在时间线上的素材。缩放工具放大或缩小显示在时间线上的素材。5．关键帧设置和透明度调整淡入淡出设置

默认情况下上面的视频轨道内容会遮挡住下面视频轨道的内容，通过设置各个视频轨道的透明度，即轨道内容的可见程度，可以实现多个轨道叠加混合的显示效果。通过改变关键帧位置的透明度可以实现素材的淡入和淡出效果。6．节目窗口素材源窗口：用来预览素材，并设置视频素材的入点和出点等。节目窗口：用来预览时间线上的效果。节目窗口

4.3.2特效制作1．运动效果设置在视频轨道上选中某个素材，然后展开效果控制面板，都可以看到运动和透明度两种效果。２．视频特效注意：所有特效及运动效果的设置都离不开关键帧的概念，在Premiere中通过改变关键帧位置的参数值就可以设置运动或特效的变化效果，关键帧之间的画面变化由系统自动生成。３．添加切换特效切换特效可以添加在任意视频轨道某个素材的开始或结束位置，也可以添加在同一视频轨道两个相邻素材的中间位置。４．视频轨道的透明叠加复杂的透明叠加效果：展开“效果”面板中的“视频特效｜键”。（1）色度键（Chroma）：从上面轨道的素材中选取一种颜色，使该颜色处透明，那么其下面轨道的素材即可显示出来。（2）RGB差异（RGBDifference）和颜色键：类似于色度模式，用户先选取一种颜色作为透明色，但可设置的参数不一样。（3）蓝屏（BlueScreen）使素材中高亮的蓝色部分变为透明。（4）无红色键（Non-Red）：使素材中蓝色或绿色部分变为透明，还可以使两个素材的颜色产生混合效果。（5）亮度键（Luminance）：使素材中的黑色部分完全透明，而使白色部分保持不透明，灰色调部分则呈现不同程度的半透明。（6）Alpha调节（AlphaAdjust）：使素材中的黑色区域透明，白色区域不透明。创建的字幕文件默认采用了这种透明叠加的方式。（7）图像蒙板键（ImageMatte）：可以在透明设置对话框中选择一个静止图像来设置叠加素材中的透明部分。使上面轨道的素材对应于静止图像中的白色区域保持不透明，对应于静止图像中的黑色区域保持透明。（8）差异蒙板（DifferenceMatte）：类似于图像遮照。将指定图像与素材剪辑作对比，使素材剪辑与图像匹配的像素透明。（9）轨道蒙板（TrackMatte）：采用动态的遮照图像来叠加两个轨道上的素材，效果类似于图像遮照。

时间线窗口节目窗口效果控制面板图像蒙板效果遮照图片4.3.3字幕制作字幕可以是静止的，也可以设置为滚动或游动字幕，每个字幕可以导出为一个字幕文件，扩展名为prtl。预卷：滚动前静止的帧数；缓入：以指定帧数加速到正常速度；缓出：以指定帧数减速到正常速度；后卷：滚动结束后静止的帧数；例4.1制作具有打字机效果的字幕片段。采用视频特效中的“线性擦除”来实现文字的逐个出现。1）输入文字并设置好格式。把每一行文字作为一个字幕素材保存。本例制作了4行，分别保存为字幕01，字幕02，字幕03，字幕04。2）将字幕拖放到时间线上，设置好一行字幕的持续时间为8秒，然后添加“视频特效|过渡|线性擦除”，本例设置擦除角度为270度，第0秒处完成过渡为100%，分别在第1秒到第7秒24帧处添加关键帧，对应的完成过渡值分别为：80%、70%、60%、51%、41%、32%、22%、0%。预览可以看到第1行文字从左到右依次显示。3）把“字幕