第6章 数字视频技术

第6章数字视频技术知识点:6.1视频概述6.2视频数字化技术6.3视频卡6.4数字视频文件格式6.5数字视频编辑软件AdobePremiereProCS66.1视频概述6.1.1模拟视频6.1.2模拟电视信号6.1.3制式

人类获取信息70%都是通过视觉来获取的，活动图形是信息量最丰富、直观、生动、具体的一种承载信息的媒体。视频（Video）又叫运动图像，是指内容随时间变化的一组动态图像。模拟视频是一种用于传输图像和声音并随时间连续变化的电信号。

1.模拟视频的特点：

以模拟电信号的形式来记录

依靠模拟条幅的手段在空间传播。

使用录像机以模拟信号记录在SD卡上。6.１.1模拟视频2.模拟视频信号的类型：

（1）复合视频信号

（2）分量视频信号（3）分离视频信号（4）射频信号（音频信号）

（1）复合视频信号：将色度信号加载到亮度信号上合成为一个单独信号，占用单倍带宽传输，在复原时再将颜色分离。视频卡一般采用复合视频输入端口获取视频信号。（2）分量视频信号：是指每个分量都是一个单独的单色视频信号，3个分量完全同步。可以得到最佳的色彩再现，但是占用3倍的带宽。（3）分离视频信号（高频信号）：将色度信号组合后加上亮度信号共两个信号参与传输。质量优于复合视频。（4）射频信号：为了实现模拟视频信号的远距离传输，必须把包括亮度信号、色度信号、复合同步信号和伴音信号在内的全电视信号调制成射频信号，每个信号占用一个频道。计算机输出的VGA视频信号为分量视频信号。扫描方式逐行扫描隔行扫描优点：图像垂直清晰度高，空间处理效果好，有利于电视转换和制式转换，能改善视频压缩效率。缺点：数码效率高，行扫描频率增高，硬件实现难度大优点：节省频带，硬件实现简单缺点：不如逐行扫描的图像质量和高清晰度。目前大多电视系统都采用6.１.2模拟电视信号隔行扫描(interlacedscanning)逐行扫描(non-interlacedscanning)

电视信号的标准简称制式，可以简单地理解为用来实现电视图像或声音信号所采用的一种技术标准。常用的制式有：

NTSC制式

SECAM制式

PAL制式6.１.3制式彩色电视的色彩原理在PAL彩色电视制式中采用YUV模型来表示彩色图像。Y表示亮度、U和V表示色差，是构成彩色的两个分量。

YUV模型的优点：亮度信号和色差信号是分离的，容易使彩色电视系统与黑白电视机亮度信号兼容。YUV6.2视频数字化技术6.2.1数字视频的采样6.2.2数字视频的量化6.2.3数字视频的编码6.2.4数字视频的优势视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换为计算机可处理的数字信号。计算机要对输入的模拟视频信息进行采样和量化，并经编码变成数字化图像。电视图像数字化常用的两种方法：复合数字化：先将全电视信号进行数字化，然后在进行亮度和色度的分离，最后转换成RGB模式。分量数字化：先分离出亮度信号和色度信号，然后再用3个模/数转换器分别进行数字化，最后转换成RGB模式。模拟视频信号的数字化根据电视信号的特征，亮度信号的带宽是色度信号带宽的两倍。因此其数字化时可采用颜色采样法，即对信号的色差分量的采样率低于对亮度分量的采样率。用Y:U:V来表示YUV三分量的采样比例,则数字视频的采样格式分别有4:1:1、4:2:2和4:4:4三种。电视图像既是空间的函数,也是时间的函数,而且又是隔行扫描式,所以其采样方式比扫描仪扫描图像的方式要复杂得多。分量采样时采到的是隔行样本点,要把隔行样本组合成逐行样本,然后进行样本点的量化,YUV到RGB色彩空间的转换等等,最后才能得到数字视频数据。

数字视频的采样就是在每条水平扫描线上,等间隔地抽取视频图像的值,并只处理和传输这些采样值。6.2.1数字视频的采样

经过采样后的视频图像,只是空间上的离散像素阵列,而每个像素的值仍是连续的,必须将它转化为有限个离散值。这个过程称为量化。6.2.2数字视频的量化

模拟视频经采样、量化后，需转换成数字符号才能进行存储、传输等操作，这一过程称为编码。

编码过程就是将量化的取样值用一组二进制码表示。6.2.3数字视频的编码1.信号的数字化精度主要表现在一个信号由模拟量转变为数字量之后。2.集成电路可以应付复杂的数字功能，这使得非常专业的信号处理技术变得简单和经济。3.数字信号能够被储存在记忆设备中，这种可存储性带来了信号间制式和标准转换上的便利。4.利用视频数据压缩技术，传输数字化视频比传输等量的模拟视频所需的频带宽度要小的多。5.在质量相当的前提下，数字设备要比模拟设备价格便宜，而且伴随集成电路的价格下降，数字设备将会越来越便宜。6.2.4数字视频的优势6.3视频卡6.3.1视频卡的功能6.3.2视频卡的安装6.3.3视频卡的选择1.视频采集卡2.视频压缩卡3.视频输出卡4.电视卡6.3.1视频卡的功能视频采集卡视频采集卡按照其用途可以分为：广播级视频采集卡，

专业级视频采集卡，

民用级视频采集卡。

视频卡的安装非常重要，它是决定视频操作成败的关键因素，因此，视频卡的每个安装环节都必须要仔细、周到，具体操作如下：

1.断开主机的电源和需要断开的连线，打开主机的侧面挡板，你会看到里面最大的一块板子，也就是：主板。2.在主板的下方会有乳白色（大多数）的插槽（大板一般会有5个，小板一般会有3个），就是PCI插槽。3.把视频卡插进任一PCI插槽里，如果你的PCI插槽中已经安装了其他的卡，那么最好和这个卡隔开一个插槽。4.用螺丝固定好视频卡。装好主机的侧面挡板连接好相应的连线和主机电源。5.开机，如果你的是1394采集卡和Windows系统，那么系统会自动认出视频卡，如果不是那就把视频卡附送的光盘放入光驱，安装视频卡所需要的驱动和一些程序。6.右键单击我的电脑，左键单击属性，左键单击硬件选项卡，左键单击设备管理器选项卡，看看里面有没有显示黄色的问号。如果没有黄色的问号，表示视频卡安装正确，可以使用。如果有黄色的问号，表示视频卡没有安装好或者驱动没有安装好，或者有其他方面的问题。6.3.2视频卡的安装

在选购视频卡时要明确使用目的，同时也要考虑效果、分辨率、视频格式、功能和价格等因素。6.3.3视频卡的选择AVI格式AVI文件是目前比较流行的视频文件格式。采用Intel公司的Indeo视频有损压缩技术将视频信息和音频信息混合交错地存储在同一文件中，从而解决了视频和音频同步的问题。2.MPEG格式MPEG文件格式通常用于视频的压缩，其压缩的速度非常快，而解压缩的速度几乎可以达到实时的效果。目前在市面上的产品大多将MPEG的压缩/解压缩操作做成硬件式配卡的形式，如此一来可达到1.5MB/s～3.0MB/s的效率，可以在个人计算机上播放30帧/s全屏幕画面的电影。

6.4数字视频文件格式3.WMV格式

WMV（WindowsMediaVideo）是微软公司将其名下的ASF（AdvancedSystemsFormat）格式升级而成的一种流媒体格式，希望取代QuickTime之类的技术标准以及WAV、AVI之类的文件。WMV格式也是一种独立于编码方式在Internet上实时传播数字媒体的技术标准。它提供了比MP3音乐文件更大的压缩比，而在音乐文件的还原方面做的却一点儿不差。4.RM/RMVB格式RM（RealMedia）格式是RealNetworks公司开发的一种

流媒体视频文件格式，可以根据网络数据传输的不同速率制定不同的压缩比率，从而实现在低速率的Internet上进行视频文件的实时传送和播放，这种数字视频格式的文件扩展名是.rm。

5.MOV格式

MOV（MovieDigitalVideo）即QuickTime影片格式，它是Apple公司开发的一种音频、视频文件格式，用于存储常用数字媒体类型。

6.ASF格式

ASF是微软公司WindowsMedia的核心，可以直接使用Windows自带的WindowsMediaPlayer对其进行播放。这是一种包含音频、视频、图像以及控制命令脚本的数据格式，以网络数据包的形式传输，实现流式数字媒体内容发布，是一个可以在Internet上实现实时播放的标准。其中视频部分采用最先进的MPEG-4压缩算法，音频部分采用的是比MP3还要好的压缩格式WMA。6.5数字视频编辑软件AdobePremiereProCS6AdobePremiere是由Adobe公司开发的一款常用的视频编辑软件，它具有较好的画面质量和兼容性，并且可以与Adobe公司推出的其他软件相互协作。目前这款软件广泛应用于广告制作和电视节目制作中。AdobePremiereProCS6相对于先前的版本，功能更强大、更高效，专业工具更完善，制作影视节目的过程更简单易操作。6.5.2AdobePremiereProCS6操作6.5.1AdobePremiereProCS6的工作界面6.5数字视频编辑软件AdobePremiereProCS66.5.1AdobePremiereProCS6的工作界面6.5.2AdobePremiereProCS6操作AdobePremiereProCS6操作详见教材：打开AdobePremiereProCS6软件以后，先详细的介绍各个工具和功能模块的使用，然后按照教材的详细案例进行操作。思考与练习1.常见的视频播放软件有哪些？各有什么特点？2.什么是模拟视频？模拟视频的特点和类型是什么？3.什么是电视信号？电视信号包含了哪些重要信息？4.什么是隔行扫描？什么是逐行扫描？举例说明各自的应用领域。5.阐述电视制式的概念，并列举出几种常见的电视制式。