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5.1数字视频基础一、视频的基本概念1.视觉暂留现象人眼具有一种视觉暂留的生物现象，即人观察的物体消失后，物体映像在人眼的视网膜上会保留一个非常短暂的时间(0.1-0.2s)。利用这一现象，将一系列画面中物体移动或形状改变很小的图像，以足够快的速度(24-30f/s)连续播放，人就会感觉画面变成了连续活动的场景。5.1数字视频基础一、视频的基本概念2.视频的定义视频又称运动图像，它是连续地随着时间变化的一组图像(24f/s、25f/s、30f/s)。常见的视频信号有：电影、电视、动画。3.视频的特点①人类接受信息的70%来自视觉(重要获取)②视频信息确切、直观、生动③视频信息容量大5.1数字视频基础一、视频的基本概念4.电视的制式⑴NTSC制式(美国、日本、台湾地区)①525行/帧，30帧/秒(29.97fps)②隔行扫描：2场/帧，262.5行/场③宽高比：4:3(电影为3:2)④颜色模型：YIQ⑵PAL制式(中国、多数欧洲国家)①625行/帧，25帧/秒5.1数字视频基础一、视频的基本概念②隔行扫描：2场/帧，312.5行/场③宽高比：4:3④颜色模型：YUV⑶SECAM制式(法国、俄罗斯、中东国家)类似PAL制式，色度信号调频，PAL制调幅⑷HDTV(高清晰度电视)①图像清晰度是现行电视的2倍②宽高比：16:9，多声道环绕声音5.1数字视频基础二、视频的数字化1.视频信号数字化过程主要为两个方面：①空间位置的离散和数字化②亮度电平的离散和数字化扫描采样量化编码模拟视频信号数字视频信号二、视频的数字化图像是离散的视频，视频是连续的图像。像素点xyt帧序列5.1数字视频基础图像量化(8位)00000000111111115.1数字视频基础二、视频的数字化2.视频数字化的优点与模拟视频相比，数字视频的优点是：①数字视频便于创造性的编辑与合成②视频数字信号可长距离传输而不损耗③数字视频可不失真地进行多次复制④在网络环境下容易实现资源共享⑤数字视频可与其它媒体组合使用缺陷:处理速度慢,数据量大(压缩、光盘)5.1数字视频基础三、数字视频的文件格式1.AVI文件AVI(AudioVideoInterleave)文件是一种音视频交叉记录的数字视频文件格式。微软公司于1992年推出了AVI技术及其应用软件VFW。特点：①AVI采用帧内压缩,可用一般的视频编辑软件进行编辑或处理。②提供无硬件视频回放，其窗口大小和帧率可根据播放环境进行调整。5.1数字视频基础三、数字视频的文件格式2.MPG文件MPG文件是采用MPEG算法进行压缩的全运动视频文件格式。它在1024*768的分辨率下可用每秒25或30帧的速率同步播放全运动视频图像和CD音乐伴音，其文件大小为AVI的1/6。DAT文件也是基于MPEG压缩算法的一种文件格式,它是VideoCD和卡拉OKCD数据文件的扩展名。5.1数字视频基础三、数字视频的文件格式3.MOV文件MOV(Moviedigitalvideo)文件是Apple公司在其Macintosh机推出的视频文件格式，其相应的视频应用软件QuickTime与VFW类似。QuickTimeforMacintoshQuickTimeforWindowsMOV文件格式的压缩算法Video编码支持16位图像深度的帧内压缩和帧间压缩。5.1数字视频基础四、视频技术的应用1.在广播电视中的应用常规数字电视、高清晰度电视2.在通信领域中的应用可视电话、视频会议、视频点播3.在计算机领域中的应用视频制作、VCD、DVD、视频数据库、动画4.在其它领域中的应用数字图书馆、视频游戏、网上购物、军事5.2运动图像压缩标准一、MPEG标准概述MPEG(MovingPictureExpertsGroup,运动图像专家组)是在1988年由ISO/IEC联合成立的工作组，其主要任务是制订各种运动图像及其伴音信号的数字压缩编码国际标准。1.MPEG-1标准MPEG-1是1992年通过的用于1.5Mbps速率的数字存储媒体运动图像及伴音编码标准。MPEG-1主要应用：光盘、数字录音带、磁盘、通信网络以及VCD等。5.2运动图像压缩标准一、MPEG标准概述2.MPEG-2标准MPEG-2是1994年通过的用于4-15Mbps速率的广播级运动图像及伴音编码的国际标准。MPEG-2主要应用：DVD、HDTV(高清晰度电视)、视频会议以及多媒体邮件等。3.MPEG-4标准MPEG-4是1998年通过的用于低比特率(≤64kbps)的视频压缩编码标准。主要应用：可视电话、视听对象(交互)。5.2运动图像压缩标准一、MPEG标准概述4.MPEG-7标准MPEG-7(多媒体内容描述接口,MultimediaContentDescriptionInterface)规定一套描述符标准，用于描述各种多媒体信息，以便更快更有效地检索信息。主要应用：数字图书馆、广播媒体选择、多媒体编辑以及多媒体索引服务。5.MPEG-21标准多媒体框架(MultimediaFramework)5.2运动图像压缩标准二、MPEG视频压缩工具1.豪杰实用工具集⑴AVI转MPEG5.2运动图像压缩标准二、MPEG视频压缩工具1.豪杰实用工具集⑵DAT转MPEG5.2运动图像压缩标准二、MPEG视频压缩工具2.5.3数字摄像头与视频卡一、数字摄像头计算机摄象机(PC-camera)、电脑眼。1.功能与应用数字摄像头是一种数字视频输入设备。应用：①可视电话(Netmeeting)②实时监视③视频采集④网上教学⑤远程医疗5.3数字摄像头与视频卡一、数字摄像头2.性能指标感光器：感光电子元器件。CCD电荷耦合器件(高端技术元件)特点：成像好、灵敏度高、抗震性强CMOS互补金属氧化半导体(低端市场)特点：成本低、反应快、功耗低像素：10万像素→352*28830-100万像素→640*480以上5.3数字摄像头与视频卡一、数字摄像头捕获速度：采用最大分辨率的流畅度。25-30f/s(＜出现延迟或跳帧)接口方式：并口(淘汰产品)USB接口附送软件：视频聊天软件影像管理软件图形图像处理软件(品牌：朗视、创新、罗技等)5.3数字摄像头与视频卡二、视频卡1.视频卡的功能视频卡是基于PC机的一种多媒体视频信号处理平台，它汇集了视频源、音频源的信号，经过捕获、编码、存储、编辑和特技、输出等处理，可以产生非常漂亮的画面。视频卡的功能还包括图像的放大修整、捕捉特定镜头、若干视频源图像叠合等。5.3数字摄像头与视频卡二、视频卡2.视频卡的分类⑴视频采集卡(视频捕获卡)功能：对输入的模拟视频进行采样、量化后转换为数字图像文件。工作方式：单帧采集、连续采集⑵视频输出卡功能：将视频输出到电视机或录像机。接口方式：内置式插卡、外接盒式5.3数字摄像头与视频卡二、视频卡2.视频卡的分类⑶电视接收卡功能：将从天线接收的射频信号变换成视频信号，经A/D转换成数字信号，再经变换电路变为RGB信号送显示器上。电视频道选台⑷视频叠加卡功能：将标准视频信号与VGA信号叠加，并显示在显示器上，如卡拉OK歌词的叠加。⑸视频压缩卡(MPEG卡)5.3数字摄像头与视频卡二、视频卡3.视频采集卡及应用⑴原理框图视频处理芯片i750/VxP500视频0视频1视频2视频源选择ADCVRAM缓存器DACVGA显示器PC总线VGA卡5.3数字摄像头与视频卡二、视频卡3.视频采集卡及应用⑵性能指标输入输出接口：单工卡(视频输入)双工卡(视频输入、输出)采集像素：640*480、320*480采集速率：30帧/秒声音处理：音频输入接口电视机调谐器：电视图像→PC机5.3数字摄像头与视频卡二、视频卡3.视频采集卡及应用⑶外部接口(创新RT300视频采集卡)5.4视频编辑软件一、Premiere概述Premiere是Adobe公司推出的一种专业化视频编辑软件,它可配合多种硬件进行视频捕获和处理，并能产生广播级质量的视频文件。1.发展简史Adobe推出了Premiere的Macintosh版本,升级到4.0时才推出Windows版本。Premiere4.0/4.2Premiere5.0/5.1/5.5Premiere6.0/6.55.4视频编辑软件一、Premiere概述2.基本功能Premiere是非常优秀的视频编辑软件，它能对视频、声音、动画、图片、文本进行编辑和处理，并最终生成电影文件。3.窗口组成标题栏、菜单栏、音频控制器窗口节目窗口、监控窗口、时间线窗口控制面板--效果控制、信息导航板、历史、命令特技、音频效果、视频效果5.4视频编辑软件二、Premiere基本操作1.输入视频或音频文件/新建节目：Myvideo.ppj文件/打开：Boys.aviCyclers.aviMusic.aif2.时间线窗口→编排节目Boys→视频1ACyclers→视频2Music→音频1多媒体视频技术5.4视频编辑软件3.播放视频图像在时间线窗口中的音频和视频文件，可通过监控窗口进行播放。4.管理视频文件文件/保存或另存为：Myvideo.ppj5.输出视频文件生成新的avi文件，如：文件/时间线输出/电影→Myvideo.avi多媒体视频技术5.4视频编辑软件三、特技效果特技是指两个视频道上的视频片段有重叠时，从其中一个视频片段平滑地、连续地变化到另一个视频片段的过程。操作过程：①拖动两段视频到时间线窗口[视频1A]和[视频1B]，并将它们首尾相连。②拖动一特技到[特技]视频道上，双击该特技可弹出对话框进行设置或浏览动作。③时间线/预演多媒体视频技术5.4视频编辑软件三、特技效果利用特技制作画中画：它是一个特殊的特技效果，需要通过一定的技巧完成这一效果。操作过程：①拖动两段视频到时间线窗口[视频1A]和[视频1B]，并将它们相互重叠。②在特技面板中拖动Zoom/Zoom到特技轨道上，并用鼠标调整长度。③双击Zoom图标，在打开的对话框中选中[显示实际源]，按Shift键，拖动滑块调整画面。多媒体视频技术5.4视频编辑软件四、滤镜效果Premiere6.0附带：73种视频滤镜21种音频滤镜开放式滤镜：支持第三方厂商开发滤镜。使用视频滤镜可以为视频素材添加多种特技效果，创作出更加精彩的视频节目。另外，每种滤镜都设有可供调整的参数，供用户为实现自己预想效果而进行调整。多媒体视频技术5.4视频编辑软件四、滤镜效果操作过程：①拖动两段视频素材到时间线窗口的视频轨道，单击扩展轨道标志。②拖动两个视频滤镜到视频素材上，如：Distort/Bend，Perspective/Basic3D③在Video扩展轨道上插入一个关键帧，并在EffectControls控制面板上进行参数调整。多媒体视频技术5.4视频编辑软件五、滚动文字操作过程：①选择[文件/新建/Title]②选择滚动标题工具，用鼠标从左上角向右下角拖动出一个文本框。③输入滚动文字，选择Title菜单选项，可设置文字的大小、字体、颜色等。④选择[Title/RollingTitleOptions]菜单命令，在弹出的对话框中设置字幕滚动的方向。多媒体视频技术5.5VCD制作系统VCD(VideoCompactDisc),它可存储视频信号74分钟。与录像带相比，它具有易保存、不怕磁等特点，是保存影像资料的好介质。一、VCD制作系统的基本构成PC机光盘刻录机视频压缩卡光盘光盘摄像机录像机软件：Premiere,MediaStudioProVideoPack,CDLabeler多媒体视频技术5.5VCD制作系统二、视频压缩卡(MPEG卡)1.视频压缩卡的主要功能视频压缩卡能将摄像机或录像机播放的模拟信号数字化，即按照MPEG-1标准进行压缩编码，生成mpg压缩文件。数字摄像机或数字录像机DV数字格式Hi8数字个数IEEE1394卡Firewire(火线)iLink(索尼)100-400Mbps多媒体视频技术5.5VCD制作系统二、视频压缩卡(MPEG卡)2.视频压缩卡的种类⑴以Broadway为代表的早期压缩卡采用美国C-CUBE公司的CLM