彩色数字电视基础剖析.ppt

彩色数字电视基础 第7章 多媒体视频信息处理 7.1 视频基础知识 7.2 广播电视信号及其标准 7.3 数字电视 7.4 视频的数字化过程 7.5 数字视频处理系统 7.6 视频文件的类型 7.1 视频基础知识 7.1.1 视频的定义 视频（video）就其本质而言，实际上就是其内容随时间变化的一组动态图像，所以视频又叫作运动图像或活动图像。 从物理上来讲，视频信号是从动态的三维景物投影到视频摄像机图像平面上的一个二维图像序列，一个视频帧中任何—点的彩色位记录了在所观察的景物中一个特定的二维点所发出或反射的光。 从观察者的角度来讲，视频记录了从一个观测系统(人眼或摄像机)所观测的场景中的物体发射或反射的光的强度，一般地说，该强度在时间和空间上都有变化。 从数学角度描述，视频指随时间变化的图像，或称为时变图像。 如图7-1所示,视频由一幅幅连续的图像帧序列构成，沿时间轴若一帧图像保持一个时间段?t,利用人眼的视觉暂留作用，可形成连续运动图像（即视频）的感觉。 7.1.2 视频的分类 1. 模拟视频 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 使用盒式磁带录像机将视频作为模拟信号存放在磁带上 2. 数字视频（Digital Video） 7.1.3 数字化视频的优点 1.适合于网络应用 2.再现性好 3.便于计算机编辑处理 7.1.4 视频信号与图像信号的差异 视频信号不同于图像信号，最重要的区别是视频信号有一个每秒数帧（从15帧／秒到60帧／秒之间）的帧速率指标，它提供了显示的信号中运动的影像。 第二个不同之处是帧的尺寸。 图像和视频之间的第三个不同之处在于，图像在压缩时主要考虑了帧内像素之间的相关性，而为视频设计压缩方法时利用了时域掩蔽，同时也利用了音频掩蔽的功能，并考虑了帧间画面的相关性。即在视频序列里更倾向于以一种可预测的模式运动。 7.2 广播电视信号及其标准 7.2.1 电视信号的产生、传输和接收的过程 7.2.2 广播电视信号制式 1.NTSC制 2.PAL制 3.SECAM 7.2.3 电视视频信号的扫描方式 彩色电视制式 NTSC彩色电视制的扫描特性是： (1) 525行/帧, 30帧/秒 (2) 高宽比：电视画面的长宽比为4:3 (3) 隔行扫描，一帧分成2场(field)，262.5线/场 (4) 在每场的开始部分保留20扫描线作为控制信息，因此只有485条线的可视数据。 (5) 每行63.5微秒，水平回扫时间10微秒 (6) 颜色模型：YIQ (7)美国、加拿大等大部分西半球国家，及日本、韩国、菲律宾和中国的台湾采用这种制式。 彩色电视制式 7.2.4 YUV与RGB彩色模型 1．YUV模型 2．显示器产生颜色的原理 3．YUV与RGB彩色空间变换 7.2.5 彩色电视的信号类型 1.高频或射频信号 2.复合视频信号 3.S－Video视频信号 4.分量视频信号 彩色电视信号的类型 复合电视信号：包含亮度信号、色差信号和所有定时同步信号的单一电视信号。 分离电视信号（S－Video信号）：是亮度和色差分离的一种电视信号，它可以（1）减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。（2）不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色差信号，这样可提高亮度信号的带宽。 分量电视信号：是指每个基色分量作为独立的电视信号，使用分量电视信号是表示颜色的最好方法，但需要比较宽的带宽和同步信号。 彩色电视信号的类型 7.3 数字电视 7.3.1 数字电视的特点及提供的服务 数字电视与原有的模拟电视相比，有如下主要优点： 1.电视画面质量得到大幅度提升 2.更多的节目 3.更好的视听效果 4.交互性 5.数字化融合提供新增的服务 除数字化的音视频节目外，数字电视系统还可以广播其他任意数据，如与节目内容有关的附带信息、本地气象与交通信息等。各种各样的数据业务将大幅度扩展电视的信息服务能力。在数字化融合的时代，将会出现新的灵活的功能多样化的消费产品平台，它将优质的声音、视像体验与交互式的信息服务集于一身，使得数字电视成为人们从事娱乐、信息和通信活动的平台。 7.3.2 数字电视标准 7.4 视频的数字化过程 7.4.1 视频信号的采样 1.对视频采样的基本要求 ①要满足采样定理 ②采样频率必须是行频的整数倍 ③要满足两种扫描制式 ITU-RBT.601数字化标准 CCIR为NTSC制、PAL制和SECAM制规定了共同的电视图像采样频率。这个采样频率也用于远程图像通信网络中的电视图像信号采样。 亮度信号采样频率 fs = 13.5 MHZ 色度信号采样频率