多媒体视频信息处理解析：.ppt

第5章 多媒体视频信息处理 视觉是人类感知外部世界最重要的途径，而计算机视频技术是把我们带到近于真实世界的最强有力的工具。在多媒体技术中，视频信息的获取及处理占有举足轻重的地位，视频处理技术是多媒体应用的一个核心技术。 5.1 视频基础知识 人们接受的信息70%来自视觉, 其中活动图像是信息量最丰富、直观、生动的承载信息的媒体。 5.1.1 视频的定义 视频(Video)就其本质而言，是内容随时间变化的一组动态图像(25或30帧/秒)，所以视频又叫作运动图像或活动图像。  从数学角度讲，视频称为时变图像。时变图像是一种时-空(颜色)密度模式(spatial-temporal intensity pattern)，可表示为s(x,y,t)，其中(x,y)是空间变量，t是时间变量。 视频信号具有以下特点： 内容随时间而变化 有与画面动作同步的声音(伴音) 图像与视频是两个既有联系又有区别的概念：静止的图片称为图像(Image)，运动的图像称为视频(Video)。 图像与视频两者的信源方式不同，图像的输入靠扫描仪、数字照相机等设备；视频的输入是电视接收机、摄象机、录象机、影碟机以及可以输出连续图像信号的设备。 5.1.2 视频的分类  按照处理方式的不同，视频分为模拟视频和数字视频。 模拟视频（Analog Video） 模拟视频是用于传输图像和声音的随时间连续变化的电信号。早期视频的记录、存储和传输都采用模拟方式，如在电视上所见到的视频图像是以一种模拟电信号的形式来记录的，并依靠模拟调幅的手段在空间传播，再用盒式磁带录像机将其作为模拟信号存放在磁带上。 模拟视频的特点： 以模拟电信号的形式来记录 依靠模拟调幅的手段在空间传播 使用磁带录象机将视频作为模拟信号存放在磁带上 传统视频信号以模拟方式进行存储和传送(如图5.1),然而模拟视频不适合网络传输，在传输效率方面先天不足，而且图像随时间和频道的衰减较大，不便于分类、检索和编辑。 数字视频（Digital Video-DV） 要使计算机能对视频进行处理，必须把视频源即来自于电视机、模拟摄像机、录像机、影碟机等设备的模拟视频信号转换成计算机要求的数字视频形式，这个过程称为视频的数字化过程。  数字视频可大大降低视频的传输和存储费用、增加交互性、带来精确稳定的图像。 如今，数字视频的应用已非常广泛。包括直接广播卫星(DBS)、有线电视(如图5.2)、数字电视在内的各种通信应用均需要采用数字视频。 一些消费产品，如VCD和DVD，数字式便携摄像机，都是以MPEG视频压缩为基础的。 5.1.3 数字化视频的优点视频信号数字化后的主要优点： 适合于网络应用  在网络环境中，视频信息可方便地实现资源共享。视频数字信号便于长距离传输。 再现性好  模拟信号由于是连续变化的，所以不管复制时精确度多高，失真不可避免，经多次复制后，误差就很大。数字视频可不失真地进行无限次拷贝，其抗干扰能力是模拟图像无法比拟的。它不会因存储、传输和复制而产生图像质量的退化，能准确再现图像。 便于计算机编辑处理 模拟信号只能简单调整亮度、对比度和颜色等，限制了处理手段和应用范围。而数字视频信号可以传送到计算机内进行存储、处理，很容易进行创造性地编辑与合成，并进行交互。 数字视频的不足 数字视频的缺陷是处理速度慢，数据存储空间大，数字图像处理成本高。 通过对数字视频的压缩，可以节省大量存储空间，光盘技术的应用也使得大量视频信息的存储成为可能。 5.1.4 视频的应用领域 广播电视 地面、卫星电视广播 有线电视（CATV: Community Antenna TV ） 数字视频广播(Digital Video Broadcast） 交互式电视（ITV: Interactive TV ） 高清晰度电视（HDTV） 通信 可视电话（Videophone ） 视频会议（Videoconferencing ） 视频点播（VOD: Video On Demand ） 视频数据库 个人娱乐 录象节目 VCD（Video Compact Disk） DVD（Digital Versatile Disk） 电视购物 家庭摄象 视频游戏 5.2 电视信号及其标准 5.2.1 彩色电视信号制式 电视信号是视频处理的重要信息源。电视信号的标准也称为电视的制式。目前各国的电视制式不尽相同，主要区别在于不同的刷新速度、颜色编码系统和传送频率等。 目前世界上常用的电视制式有中国、