第四章-数字视频处理技术课件.ppt
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1、3多媒体技术基础及应用1第四章第四章数字视频处理技术数字视频处理技术3.2 视频信号获取技术多媒体技术基础及应用2 视频信号获取技术视频信号获取技术 *多媒体视频多媒体视频 凡是通过视觉传递信息的媒体,都属凡是通过视觉传递信息的媒体,都属于视觉媒体。视频是多媒体的重要组成于视觉媒体。视频是多媒体的重要组成部分,是人们容易接受的信息媒体。包部分,是人们容易接受的信息媒体。包括静态视频括静态视频(静态图像静态图像)和动态视频和动态视频(电影、电影、动画动画)。通常,我们将静态视频称。通常,我们将静态视频称“图图像像”,而用,而用“视频视频”专指动态视频。专指动态视频。3多媒体技术基础及应用3数字视
2、频的建立生成方法n计算机制作生成动画 例如:3ds maxn静态图像或者图形序列组合成视频文件序列 例如:GifAnimatorn视频采集卡捕获3多媒体技术基础及应用4模拟视频标准目前国际上流行的视频制式标准分别为目前国际上流行的视频制式标准分别为NTSCNTSC制式、制式、PALPAL制式和制式和SECAMSECAM制式。制式。美国、日本、中国台湾等地区使用美国、日本、中国台湾等地区使用NTSCNTSC制式。制式。中国及欧洲大多数地区使用中国及欧洲大多数地区使用PALPAL制式,制式,PALPAL制式规定:每秒制式规定:每秒2525帧,每帧水平扫描线为帧,每帧水平扫描线为625625条条水平
3、分辨率为水平分辨率为240-400240-400个像素点,采用隔行扫描个像素点,采用隔行扫描方式,场频方式,场频(垂直扫描频率垂直扫描频率)为为50Hz50Hz,行频,行频(水平水平扫描频率扫描频率)为为15625Hz15625Hz。法国、俄罗斯、非洲地区采用法国、俄罗斯、非洲地区采用SECAMSECAM制式。制式。3多媒体技术基础及应用5数 字 视 频 视频数字是指以一定的速度对模拟视频 信号进行捕获、处理生成的数字信息。数字视频标准模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。模拟视频一般采用分量数字化方式,先把复合视频信号中的亮度和色度分离,得到YUV或YIQ分
4、量,然后用三个模数转换器对三个分量分别进行数字化,最后再转换成RGB空间。为了在PAL、NTSC和SECAM电视制式之间确定共同的数字化参数,国家无线电咨询委员会(CCIR)制定了广播级质量的数字电视编码标准,称为CCIR 601标准。3多媒体技术基础及应用6数字视频的压缩数字视频的压缩 视频信息的原始数据存在帧内“空间相关”和相邻帧间“时间相关”,使原始数据存在大量的数据冗余。另外,人类视觉、听觉器官具有某些不敏感性,如对色彩亮度敏感而对色调分辨力弱等因素,以至于可对某些原非冗余的数据进行压缩,从而可大幅度地提高压缩比。目前视频压缩编码方法有多种,其中最有代表性的是MPEG数字视频格式和AV
5、I数字视频格式。各种压缩编码算法可用软件、硬件或软硬件结合的方法来实现。3多媒体技术基础及应用7数字视频的特点 数字视频可以无失真地进行无限次拷贝,而模拟视频信号每转录一次,就会有一次误差积累,产生信号失真。模拟视频长时间存放后视频质量会降低,而数字视频便于长时间的存放。可以对数字视频进行非线性编辑,并可增加特技效果等。数字视频数据量大,在存储与传输的过程中必须进行压缩编码。3多媒体技术基础及应用8多媒体计算机中的视频卡多媒体计算机中的视频卡 在多媒体计算机的世界里,视频卡家在多媒体计算机的世界里,视频卡家族中的成员是非常丰富的,其中包含给计算族中的成员是非常丰富的,其中包含给计算机显示器提供
6、信号的机显示器提供信号的视频显示卡视频显示卡(VGA卡)、卡)、能将计算机上的视频信号发送到电视机上输能将计算机上的视频信号发送到电视机上输出的出的视频转换卡视频转换卡、能将录像机、摄像机等视、能将录像机、摄像机等视频源产生的模拟信号进行数字化和编辑处理、频源产生的模拟信号进行数字化和编辑处理、存储回放的存储回放的视频采集卡视频采集卡、目前已经不太使用、目前已经不太使用了了电影卡电影卡或叫或叫电影解压缩卡电影解压缩卡或或视频解压卡视频解压卡、能接收电视信号,并在计算机上播放的能接收电视信号,并在计算机上播放的电视电视卡卡或或电视接收卡电视接收卡。3.2 视频信号获取技术多媒体技术基础及应用9视
7、频采集卡视频采集卡功能功能 视频采集卡,又称视频采集卡,又称“视频信号获取器视频信号获取器”。视频采。视频采集卡的主要功能是从动态视频中实时或非实时捕集卡的主要功能是从动态视频中实时或非实时捕获图像并存储。它可以将摄像机、录像机和其它获图像并存储。它可以将摄像机、录像机和其它视频信号源的模拟视频信号转录到计算机内部,视频信号源的模拟视频信号转录到计算机内部,也可以用摄像机将现场的图像实时输入计算机。也可以用摄像机将现场的图像实时输入计算机。视频采集卡能在捕捉视频信息的同时获得伴音,视频采集卡能在捕捉视频信息的同时获得伴音,使音频部分和视频部分在数字化时同步保存、同使音频部分和视频部分在数字化时
8、同步保存、同步播放。步播放。视频采集卡不但能把视频图像以不同的视频窗口视频采集卡不但能把视频图像以不同的视频窗口大小显示在计算机的显示器上,而且还能提供许大小显示在计算机的显示器上,而且还能提供许多特殊效果,如冻结、淡出、旋转、镜像等。多特殊效果,如冻结、淡出、旋转、镜像等。3.2 视频信号获取技术多媒体技术基础及应用10视频卡的工作原理视频卡的工作原理 视频信号源(包括视频信号发生器、摄像机、放视频信号源(包括视频信号发生器、摄像机、放(录)像机、激光视盘机(录)像机、激光视盘机(VCD)等输出的)等输出的信号,信号,作为输入信号引入进行作为输入信号引入进行A/D变换后,送变换后,送往多制式
9、数字解码器进行数字解码得到往多制式数字解码器进行数字解码得到Y、U、V数据;数据;然后由视频窗口控制器对数据剪裁,改然后由视频窗口控制器对数据剪裁,改变比例后送入帧存储器保存;变比例后送入帧存储器保存;然后在窗口控制然后在窗口控制器的控制下实现与器的控制下实现与VGA或视频编码器的同步信或视频编码器的同步信号的同步,号的同步,再将处理好的同步信号送再将处理好的同步信号送D/A变换变换器进行模拟彩色空间变换矩阵的运算;器进行模拟彩色空间变换矩阵的运算;同时送同时送到数字式视频编辑器中进行视频编码,最后送到数字式视频编辑器中进行视频编码,最后送到到VGA显示器及电视机显示,或输出到录象机。显示器及
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