第章. 数字视频及应用

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RGBRGBYUV复合调制摄像机话筒发射天线RGBYUV分路解调接收天线RGB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(8-10bits)滤波取样量化编码数字视频信息模拟视频信号VUYUVY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器件采集动态图像，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CPUDSP处理器PCI总线视频信号显示器TV机硬盘硬盘（视频卡和显示卡）（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数字摄像头最高分辨率为640×480，一般都是352×288，速度一般在30fps（每秒30帧）以下，镜头的视角可达到45-60度,支持USB接口或IEEE1394（火线）接口。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森视频帝的压常缩编气码视频的数据娘压缩究的可庄能性乞：数字肢视频缎的数刺据量余大得戴惊人痰，1分钟铃的数斯字电猴视图焰像未逼压缩款时其雾数据览量约勤为1G字节理，对呜存储帜、传栗输和逗处理会都有吴很大泰的困城难视频洋数据昨压缩妹的可毁能性溪：视频桨信息勇的每哲个画榨面内灵部有健很多紫信息拐冗余相邻淘画面李的内跳容有宝高度挎的连暴贯性人眼吨的视卡觉灵咬敏度丈有限斧，允影许画腰面有潜一定毫失真结论蠢：数字巴视频霸的数雀据量绳可压狐缩几季十倍隐甚至状几百万倍数字圈视频塞压缩混编码勾的国杏际标帝准名称图像格式压缩后的码率主要应用MPEG-1360×288大约1.2Mb/s~1.5Mb/s适用于VCD、数码相机、数字摄像机等H.261360×288或180×144Px64kb/s(P=1、2时，只支持180×144格式，P≥6时，可支持360×288格式)应用于视频通信，如可视电话、会议电视等MPEG-2(MP@ML)720×5765Mb/s~15Mb/s用途最广,如DVD、卫星电视直播、数字有线电视等MPEG-2高清格式1440×11521920×115280Mb/s~100Mb/s高清晰度电视（HDTV）领域MPEG-4(H.26L)多种不同的视频格式与MPEG-1，MPEG-2相当，但最低可达到64kb/s适合于交互式和移动多媒体应用，包括虚拟现实、远程教学、手机、MP4播放器等数字兆视频壶的常薄用文呆件格仿式.m圆pe睡g（.m厘pg，.da椅t）——使用MP逝EG编码枕的电瓣影文界件.m狱p2澡——伏MP眼EG尚-2编码殖的电自影文薪件.m证p4税——香MP斧EG注-4编码撇的电服影文妹件.av慰i（.na赴vi）——微软袖公司腐的视齿频剪双辑文偿件.wm裁v——微软餐公司寄的流球式视氧频文闪件.as砖f——微软得公司伪的流摊式视悟频文泉件.rm请(R便ea嫩lA苍ud白io)—惧—Re云al货Ne仔tw肆or析ks的流卵式视挪频文域件.mo栽v(.赚qt岸)—戴—苹果况公司贸的流酬式视像频文而件Di极vX格式——MP宏EG卫-4v3改进绸后的件一种锁格式线，在MP赠4播放优器上扎使用附：颠什么蔽是MP蛮4？MP颤4播放除器是哈一种震能够予播放完视频脸的便尤携式专设备米，也阀叫做PV看P（个葡人视下频播瞧放器罗）或PM袄P（便士携式菊媒体摆播放爽器）功能芦：看录欺像（奋电影砖）播放捧音乐浏览息文本犯和图交片甚至若还可适以上辟网技术皱特点汪：自带2～5英寸抵的LC录D屏存储餐容量圾达几锤十GB5.塑4.饭3数字阳视频和的编斗辑例：据简单届的视宽频编沉辑软颜件——顺Wi镇nd催ow疾s图Mo耳vi塘e炸Ma农ke胁r由微晴软公为司开棒发，蜓在Wi问nd骄ow跌s歪XP平台陵上运恨行功能兄：通过厦摄像泰机、融数字抚摄像蛋头或猜其他益视频碧源将馋音频晋和视争频捕获到计绣算机却中打开屿已有万的音述频、觉视频作或静裳止图接片，塘对音席频与愚视频叉内容误进行沈编辑磁（包写括添府加片荒头、旦使用剖视频漫过渡吐或特牢技效诞果等紫）将制扁作的鼻视频像保存仗到硬累盘中望，或包刻录拳在CD或DV勺D光盘吨上，春供“谱媒体睁播放削器”沿进行特播放5.景4.创4合成惩视频——计算墓机动苏画什么曲是计济算机仍动画宁？计算丈机动辨画——使用育计算粪机生镰成一华系列就内容副连续根的画洒面供除实时尝演播风的一卸种技喉术，驰它是杨一种槽计算侄机合昏成的差数字谜视频仁，而然不是掌用摄舰像机麦拍摄较的“柄自然播视频答”上世伟纪九熟十年岁代开堆始，材计算示机动爱画技买术应蚕用于刻电影年特技谜，如谎电影柏“侏灭罗纪厅公园界”、《玩具稠总动秤员》、《泰坦昨尼克》等，蹈取得拣轰动罚效应应用眯领域箩：影视户和广歉告领狡域：锋电影漂特技便、动引画片消、电看视广擦告制完作等教育立和培尾训领蓄域：营辅助悠教学芹、驾忍驶员毫训练欣等科技壁领域桃：科膨学计能算可脊视化将，复反杂系字统的泛动态岔模拟军事摄领域肿：军爪事训屈练、叹作战抱模拟岁等游戏计算锯机动垒画的经制作锦过程计算垒机动位画制闹作包应括：芽在计凑算机耍中建渠立景获物的腔模型时、描叹述它坚们的作运动虾、生霉成一寻系列已逼真抬的图咏像三维着计算社机动椒画制史作过原程分商以下留几个钻阶段搅：（1）描尚述景营物的殿形状撤与结甩构（么建模绿）（2）确义定景药物的写颜色职和材够质（捷纹理伍）（3）设助置灯膊光和蝇确定蜡虚拟争摄像盆机的域位置（4）描词述场粘景中智物体邪的运瓦动和粒摄像丙机的哥移动（5）绘隆制一侧系列夸的图秒像（6）输话出动没画结土果例：妙三个蜡简单帮动画例1例2例3例4动画乓制作抬软件著名肺的商基品化慨的造腊型与锄动画腔制作眼软件:加拿臣大Al担ia委s公司羡的Po观we缩慧r叙an蚀im仅at作or法国TD号I公司抛的Ex组pl花or扒e荷兰El齐ec雾tr墨oG男IG公司贷的3DG刘O加拿坐大Ve堤rt卸ig条o公司缸的Ve你rt诞ig肉o美国Wa姑ve肌fr沸on坟t公司沙的Ad浪va阔nc蜜edVi伟su祸al眉iz泛er美国SG晒I公司Al层ia好s和Wa依ve升fr勺on鄙t公司锋的MA森YA美国Au衡to简de斤sk公司Di构sc蹦re白et公司画的3dsma誓x，An侵im遮at痕orSt基ud弟io互联弱网动寸画：GI挑F和Fl慈as唤hGI匆F动画(参见5.闸2节)：Ma叛cr旨om扯ed厨ia公司青的Fl技as爽h动画画面忠大小房诚可任启意调享节，躬用户膨可控伏制播葵放过妇程既可贵生成披自动也可执昼行文脾件(*百.ex使e)，还可描生成枯用Fl丛as衡h播放烟器播群放的植文件(*组.SW鞋F)；既可尽做成份单独冤的动吹画，信也可魄以嵌誉入网萌页文驳件采用刷流式轿传输驰方式咳，可板以边之下载捷边进葬行播隙放演示5.穴4.泄5数字谱视频的应螺用VC挂D与DV除D可视缎电话较与视搅频会勉议数字剖电视点播砍电视什么箩是VC遍D,什么玩是DV夏D斤?Vi钳de设oC艺D（简今称VC同D）：扑按MP搏EG慎-1标准沉将60分钟斑的音担频/视频湾节目太记录东在一欣张CD光盘茅上，籍图像仙质量索为VH喘S(3亭52动×2语40倚)，即吹家用弓录放绸像机灯的水倡平，香可播谨放立叹体声DV枪D-戏Vi振de歇o（简扣称为DV蹲D）：围按MP判EG究-2标准遮将音诊频/视频常节目骗记录就在DV游D光盘独上，沾图像搬质量赶为广扰播级(7罩20饿×5呼76团)，可惩播放5.绿1声道永的环辟绕立应体声灭，单圆面单纪层DV现D（容杠量为4.水7G透B）光罪盘可躲记录12扁0分钟坊以上辽的影裤视节宣目VC晶D与DV享D的比项较VCDDVD视频压缩编码标准MPEG-1video，图像分辨率为352×240（家用电视质量）MPEG-2video，图像分辨率为720×480（广播级电视图像质量）音频压缩编码标准MPEG-1audio，层2，支持双声道立体声MPEG-2audio或杜比AC-3,支持5.1声道的三维环绕立体声光盘存储容量650MB左右有多种不同规格。单面单层DVD容量为4.7GB，单面双层为8.5GB播放时间1小时左右单面单层DVD光盘可播放2小时左右其他功能较少支持多种辅助功能，如多种文字字幕，多种语言声音，多种视角，多种宽高比等可视敌电话汉和视繁频会忌议可视颜电话合：通国话双均方能愚互相缴看见秋的一岛种电忙话系抖统电话跃机具希有摄面像、绸显示撑、声扁音等龟功能步，内碑置高商质量CC那D镜头塑及MO火DE证M视频丹会议规：多悟人同古时参费与的者一种诱音/视频吨通信膜系统类似沸于可浅视电粪话，胳但多愉人参院加通童话，尊提供绑的功唐能也潮更加俭丰富两种趟实施档方式推：在电但信局吼的数女字通因信网棋上进告行在互祝联网暑上进饿行，桌例如煎使用杂下列偶即时成通信苗软件执：微软晋的MS贪N昼Me愁ss史en投ge草r，腾迅枣的QQ，网易神的PO订PO，新浪抓的UC等什么梳是数划字电欢视?数字榜电视仆指的域是:电视节目杆的制安作（疤摄录仆、编窄辑）逼、处热理、剂传输爪、接研收播轿放全润过程的数歼字化臣，特洲别是贺将电需视信掘号进骗行数仿字化话之后劲以数字刘形式吐进行加传输纽奉和接堤收；数字伟电视辆的范烂围：高端——高清办晰度列电视(HD卡TV)，分滩辨率19批20天x1纵02撕4中端——常规恋模拟格电视壮的数曾字化躁（DT就V）低端——包括仍互联失网上郊的IP远TV等节目制作信号处理广播传输接收播放1234数字额电视叨的优疯点(1孕)频道馋利用戚率高可传茫输的笋数字豪电视蛾节目塌比传别输模品拟电吊视节聪目增毒加好仁几倍(2零)抗干耻扰能筑力强同等县传输喂条件代下的办抗干迅扰能量力优皇于模能拟电招视(3缺)图像道清晰去度高用户滤接收浴到的衬图像衬质量鸭能达幼到演风播室压水平(4甚)音响脉效果校好具有CD级音侍质效院果，妖可支肝持5.1环绕怨立体皂声家治庭影挎院(5兰)可开锡展基恢于TV的交根互式储数据圣业务包括彩电视傲购物亿、电谅视银啊行、柔电视栋商务姜、电喇视游弃戏、扮点播假电视计等业挽务数字松电视成的传孝播途压径数字视频节目制作视频服务器光盘制作地面无线(DVB-T)卫星(DVB-S)数字CATV(DVB-C)Internet(IPTV)VCDDVD解码器电视机