第4章 视频信号处理.ppt

4.1 视频的基本概念 视频是将一幅幅独立的图像组成的序列按照一定的速率连续播放，利用视觉暂留现象在人的眼前呈现出连续运动画面。 构成视频信息的基本单元是帧。一帧就是一幅静止的画面，相当于电影胶片上的每一格镜头。 每秒内包含(或传输)的图像帧数称为帧速。根据视频制式帧速有30帧/秒(NTSC)和25帧/秒(PAL，SECAM)两种。 2. 动画 用计算机实现的动画有造型动画和帧动画两种。 帧动画：是由一幅幅连续的画面组成的图像或图形序列。 造型动画：是对每一个活动的对象分别进行设计，赋予每个对象一些特征(形状、大小、颜色等)，然后用这些对象组成完整的画面。 计算机制作动画时，只要做好主动作画面，其余中间画面都可以由计算机内插完成。 4.1.2 视频信息源 视频信息源的种类繁多，按照其提供的视频信息形式，分为数字视频信息源和模拟视频信息源两类。 1. 数字视频信息源 这类信息源可直接提供数字化视频信号，而且，许多信息源提供的数字化信息是已按某种标准压缩的视频信号。 1) 光盘存储设备 2) 数字磁带机 3) 磁盘存储器 4) 扫描仪 5) 数字照相机 扫描仪的主要工作原理是：扫描仪的光源照射到被扫描的图像上，代表图像特征的反射光或透射光经光学系统采集聚焦在电荷耦合器件(CCD)上，而后，CCD器件将这些光信号转换成相应的电信号，此电信号经放大、滤波并经A/D变换，变换成数字信号并输入到计算机。 2. 模拟视频信息源 除了上面提到的能输出数字化视频信号的设备外，还有一些设备可以提供模拟视频信号。它们主要是电视摄像机、磁带录像机和传真机等。 1) 电视摄像机 各种制式(PAL、NTSC、SECAM等)的电视摄像机种类繁多，常用的有家庭用的价廉的摄像机，也有性能和价格都比较高的专业级和广播级的电视摄像机。高级的摄像机分辨率较高，伴音音频频带也很宽。 2) 磁带录像机 磁带录像机是利用磁记录原理把视频信号及其伴音信号记录在磁带上的设备，可以输出射频(RF)电视信号，也可以输出全电视信号。有的录像机只输出一种制式的信号，而有的则可输出三种制式的信号。当录像机播放录像带时，即可获得模拟的视频信号。 3) 传真机 传真机可以利用电话线路传送图像和文字。在发送端，传真机信号经调制解调器(MODEM)加到电话线路上。在接收端，传真信号经解调后可进入计算机进行处理，或者由计算机处理后加到接收端的传真机上输出。 传真机信号是经调制解调器的输出信号，可以被认为是视频信号，可经计算机处理后，加到电话网或其他网络上进行传送。因此，可以将传真机看作是模拟信息源中的一个设备。 4.1.3 视频输出设备 视频输出设备亦有多种。可以按其输入的信号形式进行分类。 1. 数字式视频输出设备 能接收数字信号的视频设备主要有如下几种： (1) 可写入光盘 (2) 磁盘 (3) 磁带机 (4) 数字监视器 (5) 数字电视 监视器有着比家用电视机更高的性能和更多的功能。大多数监视器都具有多种制式(PAL，NTSC，SECAM等)、多种屏幕尺寸和多种信号输入。在多媒体计算机中，经常用VGA (Video Graphic Array, 显示绘图阵列)、SVGA或其他高水平的显示卡来驱动监视器工作。 通常，各种彩色显示卡在计算机驱动程序控制下接收计算机的数字视频信号。显示卡输出监视器所需要的视频信号(例如，R、G、B和同步信号或者是Y、U、V和同步信号)，使显示器显示图像。 因此，视频监视器与显示卡结合在一起，构成数字视频监视器。 2. 模拟视频输出设备 1) 电视机 一般的家用电视机的输入信号均为模拟信号。在多媒体计算机的配置中，可以通过专门的TV卡，产生计算机CRT (阴极射线管)所需要的模拟电视信号，这样，多媒体计算机就可以用来代替家用电视机。 2) 投影电视 投影电视与一般电视的区别在于它利用高亮度的CRT通过光学反射原理将电视图像投影到银幕上，主要目的是为了增加电视图像的显示尺寸。 3) 大屏幕电视墙 大屏幕电视墙就是利用几十个或更多个大屏幕CRT(例如，28英寸或29英寸)构成长十几米，高几米的电视屏幕，用来显示动画、文字或电视图像。 这种电视墙在显示图像时，由于每个CRT有边框而使图像出现