(视频基础知识.ppt

第二章数字视频基础知识 2.1 视频的基础知识 在人类接受的信息中，有70%来自视觉，其中视频是最直观、最具体、信息量最丰富的。我们在日常生活中看到的电视、电影、VCD、DVD以及用摄像机、手机等拍摄的活动图像等都属于视频的范畴。 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。 一帧就是一幅静态画面，快速连续地显示帧，便能形运动的图像，每秒钟显示帧数越多，即帧频越高，所显示的动作就会越流畅。 『视觉暂留现象』 人眼在观察景物时，光信号传人大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留现象”。 具体应用是电影的拍摄和放映。 根据实验人们发现要想看到连续不闪烁的画面，帧与帧之间的时间间隔最少要达到是二十四分之一秒。 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。 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） 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。 数字化视频的优点 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。 3.视频的制式 4.视频分辨率 视频分辨率指的是视频的画面大小，常用图像的“水平像素×垂直像素”来表示。 VCD视频光盘的标准分辨率为352×288（PAL）或352×240(NTSC)； SVCD视频光盘的标准分辨率为480×576（PAL）或480×480（NTSC）； DVD视频光盘的标准分辨率为720×576（PAL）或720×480(NTSC)。 普通电视信号的分辨率为640×480；标清电视信号分辨率为720×576； 高清电视（HDTV）分辨率可达1920×1080。 2.2 数字视频的生成 数字视频有两种生成方式： 一是使用视频采集卡将模拟视频信号经计算机模／数转换后，生成数字视频文件，对这些数字视频文件进行数字化视频编辑，制作成数字视频文件，利用这种方式处理后的图像和原图像相比，信号有一定的损失； 二是利用数字摄像机（硬盘式、光盘式和存储卡式数字摄像机）将视频图像拍摄下来，从信号源开始，就是无失真的数字视频，输入计算机后，通过使用的编辑软件制作成数字视频文件。 2.3 视频压缩的一些基本概念 视频压缩（compression）的目标是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据率。