2017年江苏省专转本计算机复习资料汇总第5章.ppt

5.4 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： PAL制彩色电视信号的颜色不使用RGB表示，而是使用亮度信号Y和两个色度信号U、V来表示 为进行远距离传输必须进行调制 R G B RGB YUV 复合 调制 摄像机 话筒 发射天线 RGB YUV 分路 解调 接收天线 R G B 将Y、U、V信号转换成为R、G、B 信号，然后再进行显示 使用Y、U，V彩色空间的原因： ①与黑白电视保持兼容 ②利用人的视觉特性来节省电视信号的带宽和发射功率 数字视频信号的获取 视频信号的数字化过程: 与图像、声音的数字化过程相仿，但更复杂一些 (8-10 bits) 滤波 取样 量化 编码 数字视频信息 模拟视频信号 V U YUV Y 数字视频的获取设备： 视频采集卡（简称视频卡） 数字摄像头，通过光学镜头和CCD或CMOS采集动态图像，转换成数字信号并输入PC机 脱机获取设备：数码摄像机 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 视频 捕获器 视频 缓冲器 叠加/转换器 TV编码器 图形 控制器 显示 存储器 内存 CPU DSP 处理器 PCI总线 视频信号 显示器 TV机 硬盘 硬 盘 （主机） 视频信号数字化并存入硬盘 在屏幕上监看视频信号 计算机图形文字输出 在电脑上播放视频 在电视机上播放视频 视频卡 显示卡 举例：分辨率与图像尺寸的关系 520x376 260x188 130x94 在显示比例相同时，显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比 数字图像的数据量 数字图像数据量的计算公式（以字节为单位）： 数据量=水平分辨率×垂直分辨率×像素深度／8 几种常用格式的图像的数据量： 图像大小 8位(256色) 16位(65536色) 24位(真彩色) 640×480 300 KB 600 KB 900 KB 1024×768 768 KB 1.5 MB 2.25 MB 1280×1024 1.25 MB 2.5 MB 3.75 MB 例：数字图像传输时间的计算 假设数据传输速率为56 kb/s（电话上网），则传输一幅分辨率为640×480的6.5万种颜色的未压缩图像的最小时间为： (640x480x16)/56000 = 87.8秒 数字图像的数据压缩 图像数据压缩的必要性： 节省存储数字图像所需要的存储器容量 提高图像的传输速度，减少通信费用 图像数据压缩的可能性： 数字图像中有大量的数据冗余 人眼视觉有局限性，允许图像有一些失真 图像数据压缩的两种类型： 无损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像没有任何误差 有损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像有一定的误差 压缩编码方法的评价 压缩倍数的高低（压缩比大小） 重建图像的质量（有损压缩时） 压缩算法的复杂程度 数字图像的常用文件格式 不同的图象文件格式采用了不同的数据压缩技术和数据组织方法，有不同的应用 常用的图像文件格式有： 名称 压缩编码方法 性质 典型应用 开发公司(组织) BMP RLE(行程长度编码) 无损 Windows应用程序 Microsoft TIF RLE,LZW(字典编码) 无损 桌面出版 Aldus，Microsoft GIF LZW 无损 因特网 CompuServe JPEG DCT(离散余弦变换)，Huffman编码 大多数为有损 因特网,数码相机等 ISO/IEC JP2 小波变换，算术编码 无损/有损 因特网,数码相机等 ISO/IEC 图像文件格式例1：BMP格式 BMP图像格式是Windows操作系统下使用的一种标准图像格式 支持单色、16色、256色、真彩色图像 一个文件一幅图像，可以进行无损压缩，也可不压缩 非压缩的BMP文件是一种通用的图像文件格式，几乎所有Windows 应用软件都能支持 图像文件格式例2： GIF 图像 颜色数目不超过256色 ，适合用作插图、剪贴画等色彩数要求不高的场合，文件特别小，适合网络传输 GIF图像格式具有累进显示功能，适合网络浏览器观看 GIF图像格式能支持透