[工学]多媒体技术及应用第四章.pptVIP

第四章 视频信息的获取与处理 主要内容 基础知识 电视信号及其技术 视频信息的获取 视频的数字化过程 动态图像压缩标准MPEG 视频数据 连续数据 产生方式 实时数据－采集 合成数据－创作 处理方式 模拟视频 数字视频 1、基础知识 视频的定义 视频（Video）就其本质而言，实际就是其内容随时间变化的一组动态图像(25或30帧/秒)，故视频又称运动图像或活动图像。  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。时变图像是一种时-空亮度图案（spatial-temporal intensity pattern），可以表示为s(x,y,t)，其中(x,y)是空间变量，t是时间变量。 视频信号的特点 内容随时间而变化 伴随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）。 此外，两者的信源方式不同，图像的输入要靠扫描仪、数字照相机等设备；而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。 视频的分类 影像视频 动画 影像视频分类 模拟视频（Analog Video）模拟视频是一种用于传输图像和声音的并且随时间连续变化的电信号。早期视频的记录、存储和传输都是采用模拟方式。 模拟视频具有以下特点： 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 使用盒式磁带录象机将视频作为模拟信号存放在磁带上 模拟视频的不足： 不适合网络传输，在传输效率方面先天不足； 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-DV） 视频的数字化过程包括采样、量化和编码。 数字视频克服模拟视频了的局限性，这是因为数字视频可以大大降低视频的传输和存贮费用、增加交互性（数字视频可通过光纤等介质高速随机读取）及精确再现真实情景的稳定图像。 数字视频（Digital Video-DV） 数字视频的应用已经非常广泛，并带来一个全新的应用局面。包括直接广播卫星（DBS）、有线电视、数字电视在内的各种通信应用均需要采用数字视频。近年出现的一些消费产品，如VCD和DVD，数字式便携摄像机，都是以MPEG视频压缩为基础的。 数字视频的优点 适合于网络应用  再现性好  便于计算机编辑处理。 数字视频的缺陷是处理速度慢，所需的数据存储空间大，从而使数字图像的处理成本增高。通过对数字视频的压缩，这样可以节省大量的存储空间，光盘技术的应用也使得大量视频信息的存储成为可能。 4.2 电视技术基础 电视信号主要由图象信号（视频信号）和伴音信号（音频信号）两大部分组成。 图象信号的频带为0~6MHz，伴音信号的频带一般为20Hz~2000Hz。 传送电视图象时，将每幅图象分解成很多象素，按照一个一个象素，一行一行的方式顺序传送或接收称为扫描。扫描分为隔行扫描和逐行扫描。 常用术语 常用术语 常用术语 常用术语 电视的清晰度 一般用垂直方向和水平方向的分辨率来表示。我国电视图像的垂直分辨率为575行或称575线。这是一个理论值。 伴音信号 音频信号的频率范围一般为20Hz～20kHz，其频带比图像信号窄得多。电视的伴音要求与图像同步，而且不能混迭。因此一般把伴音信号放置在图像频带以外，放置的频率点称为声音载频。我国电视信号的声音载频为6.5MHz，伴音质量为单声道调频广播。 视频信息获取的常用方法 计算机常用的图像有下述三种：图形、静态图像和动态图像（也称视频），获取的方法有以下三种： （1）计算机产生彩色图形、静态图像和动态图像； （2）用彩色扫描仪，扫描输入彩色图形和动态图形； （3）用视频信号数字化仪后，输入到计算机中，可获得静态或动态图像。 （4）用数码相机或数码摄像机直接获取； 4.3 视频数字化 视频数字化仪把彩色的全电视信号数字化后，存储在帧存储器中，提供多媒体计算机使用，它的关键技术是把连续的视频信号变成离散的信号：具体分为采样、量化两个过程。（同前彩色空间表示） 视频采集：就是将视频源的模拟信号通过处理转变成数码信息，并将这些数码信息存储在电脑硬盘上的过程。 采集的流程 电视信号数字化 常用的方法有两种： （1）先用高速模/数转换器对彩色全电视信号进行数字化，然后在数字域中进行分离亮度和色度，以获得所希望的YUV（PAL，SECAM制）分量或YIQ（NTSC制）分量，最后转换成RGB分量数据。此种方法称为复合数字化。 （2）从复合彩色电视图像中分离出彩色分量的亮度和色度，得到YUV或YIQ分量，然后用3个模/数转换器对3个分量分别进行数字化，最后再转换成RGB空间，此种方法称为分量