第五章-多媒体视频技术

第五章15.1数字视频基础一、视频的基本概念

1.视觉暂留现象人眼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(约0.1s)。

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

足够快的速度连续播放，就会

产生连续活动的场景。25.1数字视频基础

2.视频的定义

视频又称运动图像或活动图像，它是指连续地随着时间变化的一组图像。

帧：一幅单独的图像

帧率：每秒种播放的帧数，单位是f/s

典型的帧率：24f/s、25f/s、30f/s

常见的视频信号：电影、电视35.1数字视频基础

3.电视的制式色度信息处理方法→三种彩色电视制式

⑴NTSC制式(美国、日本、中国台湾等)

NationalTelevisionSystemsCommittee(1953，美国)①30帧/秒(29.97fps)，525行/帧

②隔行扫描：2场/帧，262.5行/场

③颜色模型：YIQ

④宽高比：4:3(帧大小：352*240)45.1数字视频基础

⑵PAL制式(中国、德国、英国、朝鲜等)

PhaseAlternationLine(1962，德国)①25帧/秒，625行/帧

②隔行扫描：2场/帧，312.5行/场

③颜色模型：YUV

④宽高比：4:3(帧大小：352*288)⑶SECAM制式(法国、俄罗斯、东欧国家)“轮流传送彩色与存储”(1966年，法国)类似PAL制式55.1数字视频基础⑷HDTV(高清晰度数字电视)

数字电视：拍摄、编辑、制作、传输、播出、接收电视信号全过程都使用数字技术的电视系统。其电视接收器按清晰度等级可分：HDTVEDTVSDTVPDTV高清晰度数字电视增强型

数字电视标准清晰数字电视普及型

数字电视电影级图像比DVD略高DVD级图像VCD级图像收看数字电视：数字机顶盒/AV端子＋智能卡65.1数字视频基础二、视频的数字化

1.视频数字化过程扫描采样量化编码模拟视频信号数字视频信号视频是连续的图像图像是离散的视频75.1数字视频基础

2.数字视频的优点与模拟视频相比，其优点：①数字视频便于创造性的编辑与合成②数字视频可不失真地进行多次复制③在网络环境下容易实现资源共享④数字视频可与其它媒体组合使用

缺陷：①处理速度慢②数据量大(压缩、光盘)85.1数字视频基础三、视频的文件格式

1.AVI文件AVI(AudioVideoInterleave)是一种音视频交叉记录的文件格式,微软在1992年推出AVI文件及其应用软件VideoforWindows。

特点：①AVI采用帧内压缩，可用一般的视频编辑软件进行编辑。

②提供无硬件视频回

放，其窗口大小和帧率可

根据播放环境调整。95.1数字视频基础

2.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。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。105.1数字视频基础

3.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。

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。115.2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国际标准。

1.MPEG-1标准

MPEG-1是92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。125.2运动图像压缩标准

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)135.2运动图像压缩标准

4.MPEG-7标准

MPEG-7(MultimediaContentDescriptionInterface，多媒体内容描述接口)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)145.2运动图像压缩标准二、MPEG视频压缩工具

1.豪杰实用工具集

⑴AVI转MPEG155.2运动图像压缩标准

⑵DAT转MPEG165.3数字摄像头与视频卡一、数字摄像头计算机摄像机(PC-camera)、电脑眼。

1.摄像头的功能数字摄像头是一种数字视频输入设备。

应用领域：①可视电话(Netmeeting)

②实时监视③视频采集④远程医疗175.3数字摄像头与视频卡

2.摄像头的性能指标

⑴摄像器件

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

⑵像素分辨率

10万像素→352*28830-100万像素→640*480以上185.3数字摄像头与视频卡

⑶颜色深度

24位、30位

⑷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)

⑸接口方式

USB接口、并口(淘汰产品)

(品牌：朗视、创新、罗技等)195.3数字摄像头与视频卡3.摄像头的使用205.3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。

视频卡功能还有：图

像的修整、捕捉特定镜头、

若干视频源图像叠合等。215.3数字摄像头与视频卡2.视频卡的种类

⑴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

⑵视频压缩卡

SnazziⅡMPEG卡225.3数字摄像头与视频卡⑶

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⑷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。⑸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。235.3数字摄像头与视频卡3.视频卡的工作原理视频采集卡的工作原理框图视频处理芯片i750/VxP500视频0视频1视频2视频源选择ADCVRAM缓存器DACVGA显示器PC总线VGA卡245.4视频编辑软件一、Premiere概述Premiere是Adobe公司推出的一种专业视频编辑软件，能产生广播级的视频质量。

1.发展简史

早期的Premiere只有Macintosh版本。1995.6/11Premiere4.0/4.21998/1999Premiere5.0/5.52001/2002Premiere6.0/6.52003.7.7Premiere7.0/Pro25

2.基本功能△非线性编辑与制作软件△配合多种硬件进行视频捕获和输出△提供各种视频编辑工具有关术语：

Frame→帧Clip→剪辑5.4视频编辑软件263.窗口组成工程窗口监视器窗口工具面板时间线窗口5.4视频编辑软件27二、视频的基本操作创建工程文件文件/新建工程Myvideo.ppj导入素材文件/导入/打开Boys.aviCyclers.aviMusic.aif编排素材Boys、Cyclers→视频1AMusic→音频15.4视频编辑软件28播放影片监视器窗口→播放保存工程文件文件/保存或另存为Myvideo.ppj输出电影AVI文件：文件/时间线输出/电影MOV文件：文件/时间线输出/电影MPEG文件:文件/时间线输出/MPEG编码器5.4视频编辑软件29三、特技切换效果

1.什么是特技切换特技切换是指一段视频剪辑结束后，另一段视频剪辑开始时的电影镜头转换过程。

无特技切换：立即切换

有特技切换：以某种效果逐渐过渡

2.特技工具面板窗口/显示特技→特技工具面板11类75种内置特技切换效果5.4视频编辑软件30

3.特技的使用

⑴Doors特技切换效果

Doors特技模仿开门、关门动作。①拖动两段视频到时间线窗口[视频1A]和[视频1B]，并将它们首尾部分重叠②特技工具面板→3DMotion/Doors，将它拖到特技视频轨道③双击特技弹出对话框④时间线/预演5.4视频编辑软件31

⑵Zoom特技切换效果

Zoom特技可模仿电视机中画中画效果。

①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②在特技面板中拖动Zoom/Zoom到特技轨道上，并用鼠标调整长度③双击Zoom图标打开对话

框，选中[显示实际源]，按下

Shift键，拖动滑块调整画面5.4视频编辑软件32四、视频滤镜效果

Premiere滤镜：视频滤镜、音频滤镜。

1.什么是视频滤镜视频滤镜是指系统封装的一组程序，可用于处理视频像素以实现各种特技效果。视频滤镜一般都带有可供调整的参数。

2.视频滤镜工具面板窗口/显示视频滤镜→视频工具面板15类102种内置的视频滤镜5.4视频编辑软件33

3.视频滤镜的使用①单击要应用视频滤镜的剪辑②拖动视频滤镜到视频剪辑上

Distort/Bend、Perspective/Basic3D③设置参数，时间线/预演5.4视频编辑软件345.4视频编辑软件五、字幕效果制作

1.字幕设计器

文件/新建/字幕→字幕设计器窗口字幕类型Still、Roll、Crawl工具箱编辑文字、绘制图形字幕工作区输入和编辑文本对象样式面板操作当前对象属性等字体样式面板字体模板对象转场面板直接修改对象外观属性355.4视频编辑软件

2.添加字幕效果

添加字幕的使用方法：①新建工程文件，导入一段视频剪辑②将视频剪辑拖放到视频轨道1A

③文件/新建/字幕→字幕设计器④字幕/模板→模板对话框⑤输入文字并设置其字体、大小、颜色⑥关闭字幕设计器窗口，保存字幕文件⑦将字幕文件拖放到视频轨道2365.5VCD制作系统

VCD(VideoCompactDisc)盘片可存储视频信息长度为74分钟。(易保存、不怕磁)一、系统的基本组成

1.VCD制作系统组成框图PC机光盘刻录机视频压缩卡光盘光盘摄像机录像机375.5VCD制作系统

2.VCD制作的基本环境

⑴硬件

PC机：CPU速度快、内存容量大

视频压缩卡、光盘刻录机、摄像机⑵软件

视频采集软件：压缩卡或摄像机自带

视频编辑软件：AdobePremiere

光盘刻录软件：VideoPack

光盘封面制作软件：CDLabeler385.5VCD制作系统3.VCD制作的基本流程DV格式：IEEE1394/iLink/Firewire＋数字采集软件SONY：USB影像流动技术395.5VCD制作系统二、视频压缩卡

1.视频压缩卡的功能视频压缩卡是将摄像机或录像机播放的模拟信号数字化，并按照MPEG-1标准进行压缩编码，生成MPEG压缩文件。2.视频压缩卡的种类

专业级压缩卡、普及型压缩卡405.5VCD制作系统

3.Snazzi视频压缩卡

SnazziⅡ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。

特点：①MPEG-1/MPEG-2编码②VCD/DVD编辑与制作③MPEG-1/MPEG-2回放④VGA和TV输出415.5VCD制作系统SnazziⅡ的主要性能视频分辨率帧速率输入输出NTSC：720*480,480*480,352*240,320*240176*120,160*120PAL：720*576,480*576,352*288,160*144NTSC：30fps,PAL：25fpsNTSC/PAL：复合和S-Video音频格式采样频率类型输入输出MPEG和WAVE32kHz,44.1kHz,48kHz单声，立体声双RCA插孔425.5VCD制作系统三、光盘刻录机

1.光盘刻录技术光盘(CD-CompactDisc，高密盘)

特点：①存储容量大：CD-ROM→650MB

DVD→4.7GB②记录密度高：107-108bit/cm2

③长期保存信息：10-100年④非接触方式、价格低廉435.5VCD制作系统

⑴CD-ROM技术

CD-ROM是只读光盘或固定型光盘(只能读，不能改-重写、擦除)。一张普通光盘可以存储650MB数据,它包括文本、表格、图形、图

像、视频、音频等文件。凹坑→0平坦→1445.5VCD制作系统

CD-ROM的工作原理：

CD-ROM驱动器读取数据时由激光束照射到光盘的平面上，当激光束射到光盘的平坦部分时，有70-80%的光反射并传输到光检测器中，记下ON→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→0。455.5VCD制作系统

⑵CD-R技术

CD-R是只写一次型光盘或追记型光盘(可写一次，写过后不能修改，只能读写)。

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)。465.5VCD制作系统

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光盘的塑料层。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以靠反射层反射激光。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。475.5VCD制作系统

⑶CD-RW技术

CD-RW是可擦写型光盘，采用重复写入技术(可读，可擦除，可重写)。与CD-R光盘相比，CD-RW具有以下特点：①塑料层变为染料层(硒或碲的结晶层)②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。485.5VCD制作系统CD-R与CD-RW的比较CD-RCD-RW优点CD-R刻录机和光盘价格相对便宜CD-R刻录机的刻录速度相对较快CD-R光盘能在CD-R刻录机和普通光盘驱动器上读取CD-RW光盘可重写，刻录失败可重来CD-RW刻录机可刻录CD-R/CD-RW光盘CD-RW刻录机是目前刻录机市场的主流产品缺点CD-R刻录机只能刻录CD-R光盘CD-R光盘不能重复写入，若刻录失败，整个光盘报废CD-RW刻录机和光盘价格相对较高除CD-RW刻录机本身能读取其所刻录的光盘，必须用具有MultiRead的光驱才能读取495.5VCD制作系统

2.光盘刻录机的性能指标

⑴读写速度写入速度CD-R/RW刻录机刻录CD-R光盘时的数据传输率擦写速度CD-RW刻录机擦除CD-RW光盘内容时的数据传输率读取速度刻录机读取光盘数据时的数据传输率PhilipsPCRW1610：16×10×40

写入速度×擦写速度×读取速度标准的光驱数据传输率＝150Kb/s505.5VCD制作系统

⑵接口方式SCSI接口IDE接口USB接口优点占用CPU资源很少稳定性比较强刻录质量最好价格较低兼容性好，可使用主板的IDE接口连接简单快捷数据传输率高缺点需要购买SCSI卡对系统和刻录软件依赖性较强老式主板没有USB接口⑶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：4MB-8MB515.5VCD制作系统

⑷兼容性

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：用于激光唱盘CD-I：用于交互式光盘VCD：用于VCD电影52

3.光盘格式与标准

⑴CD-DA标准(红皮书)

CD-DA(CompactDisc-DigitalAudio)数字式激光唱盘、CD唱盘

1982→Sony/Philips合作开发数字光盘音响系统，主要应用在存储数字化的高保真立体声音乐。

⑵CD-ROM标准(黄皮书)1985→Sony/Philips公司联合推出了CD-ROM的光盘规范。5.5VCD制作系统535.5VCD制作系统

音频CD：只能存放音乐

CD-ROM：可以存放文本、图形、声音和视频，存放计算机数据(增加错误检测)。

1988→ISO制定了ISO9660标准,它定义CD-ROM光盘上通用信息交换的文件规范，适用的平台包括：DOS/Windows系统

UNIX/LinuxMacintoshOS/2545.5VCD制作系统

⑶CD