计算机数字视频及应用.ppt

数字视频及应用 5.4.1 数字视频基础 5.4.2 数字视频的压缩编码 5.4.3 数字视频的编辑 5.4.4 合成视频——计算机动画 5.4.5 数字视频的应用 5.4.1 数字视频基础 彩色电视信号的发送与接收 彩色电视信号的发送与接收： 数字视频信号的获取 视频捕获(采集)卡的功能 从多种视频源中选择一种作为视频输入; 支持不同的电视制式; 能同时处理图像信号的伴音; 可在显示器上监看输入的视频信号, 其位置及大小可调; 能将计算机生成的图像/图形/文本与视频图像迭加处理; 可随时冻结(定格)一幅画面,并按指定格式保存; 可 实时压缩与存储视频及其伴音信息; 可 实时解压缩并播放视频及其伴音信息,输出设备可选(VGA监视器、电视机、录相机等) 视频卡、显卡与主机的关系 数字摄像头 分辨率为352×288 ～640×480 速度一般在30fps（每秒30帧）左右 镜头的视角可达到45-60度 支持USB接口 或IEEE1394（火线）接口 成像器件采用CMOS或CCD 数码摄像机 提供480线以上的分辨率，清晰度高 自动对焦，自动曝光 使用MPEG-2进行压缩编码，然后记录在硬盘上 具有录音功能 数据量很大，采用USB接口或IEEE1394接口 5.4.2 数字视频的压缩编码 数字视频的压缩编码 视频数据压缩的必要性： 数字视频的数据量大得惊人，1分钟的数字电视图像未压缩时其数据量可超过1GB，对存储、传输和处理都有很大的困难 视频数据压缩的可能性： 视频信息的每个画面内部有很多信息冗余 相邻画面的内容有高度的连贯性 人眼的视觉灵敏度有限，允许画面有一定失真 结论： 数字视频的数据量可压缩几十倍甚至几百倍 数字视频的三类编码标准 ITU-T国际标准：H.261(Px64)标准、 H.263标准等 ISO/IEC 国际标准： MPEG-1标准， MPEG-2标准（等同于ITU-T H.262）， 用于低分辨率、低码率视频应用的MPEG-4 ASP， 代表当前技术水准的MPEG-4 AVC视频编码标准（等同于ITU-T H.264）,在HDTV、蓝光盘、XBOX、iPod、iPhone等众多领域得到推广应用。 公司标准：Intel公司的Indeo?Video，苹果公司在QuickTime中使用过的Cinepak， Real Network公司的RealVideo，微软公司的 WMV，Adobe公司Flash播放器中使用的VP6等 目前流行的数字视频编码标准 背景材料： 什么是MPEG-4 ASP和MPEG-4 AVC MPEG-4是数字音视频压缩编码的国际标准 MPEG-4分成23个部分，其中part 2和part 10是视频编码 为了适应不同应用对视频图像大小和质量的不同要求，每种视频编码标准都分成若干level和profile： MPEG-4 Part 2 分成21个profile，ASP（Advanced Simple Profile）是其中之一，其技术特点是：画面分辨率较低，最低码率仅64kb/s左右，但画面质量好，复杂度中等 MPEG-4 Part 10又称为MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding). 它是目前技术最先进的视频编码案，分成7个profile，可用于HDTV 资料: 编码标准与编/解码器(Codec) 编码标准的具体实现称为编码器/解码器（Coder/Decoder，Codec） Codec可以是硬件，也可以是软件 同一种编码标准可以有许多不同的Codec产品，例如实现MPEG-4 ASP的Codec有 ： DivX (Digital Video Express) ，能以较少的数据和较高的质量对视频信息进行编/解码，在网络视频应用、MP4播放器和Xbox 360、Sony PlayStation 3游戏机中得到了较好应用 Xvid(自由软件)，功能与DivX相当，某些性能甚至还更好一些 Video Codec有很多种，它们实现的编码标准不同，性能和技术各有特色，用途也有差异，相互间通常不一定兼容 资料：Codec与文件格式 经过编码处理后的信息均以数据文件的形式进行存储和传输！ 视频数据通常总伴随有与之同步的音频数据（称为音像文件） 影音数据文件的格式往往设计成一种“容器”（container）形式，即： 文件中既有视频数据，也有音频数据，甚至还有文字(字幕)等其它信息 视频、音频或文字信息所采用的编码标准可以不止一种 举例： 微软公司的.AVI格式和.ASF格式文件（后者适合流媒体应用） 苹果公司的.MOV格式文件 Real Network公司的.RM格式和.RMVB格式文件（.RMVB格式是.RM的扩充，它采用MPEG-4 AVC的算法，增加了