數(shù)字視頻處理3

1、第三章第三章 視頻信號視頻信號n 3.1 模擬視頻信號模擬視頻信號模擬視頻信號n 電視信號是視頻處理的重要信息源n 電視信號的標準也稱為電視的制式n 目前各國的電視制式不盡相同，不同制式之間的主要區(qū)別在于不同的刷新頻率、彩色編碼系統(tǒng)和傳送頻率等等n 目前世界上常用的電視制式有中國大陸、歐洲等地使用的PAL制式以及美國、日本等地使用的NTSC制式等電視信號電視信號n 電視攝像機的作用就是將視頻圖像轉(zhuǎn)換為電信號n 任何時刻，電信號只有1個值，即是一維的n 但視頻圖像通常是二維的，將二維視頻圖像轉(zhuǎn)換為一維電信號是通過光柵掃描實現(xiàn)的（指在一定的時間間隔內(nèi)電子束以從左到右、從上到下的方式掃描熒光屏）隔行

2、掃描隔行掃描(Interlaced Scan)n 在隔行掃描方式中，電子束掃完第1行后從第3行開始掃，接著掃第5行，7行，一直掃到最后一行n 奇數(shù)行掃完后以同樣的方式掃描偶數(shù)行，這樣就完成了一幀的掃描n 在隔行掃描中，無論是攝像機還是顯示器，獲取或顯示一幅圖像都要掃描兩遍才得到一幀完整的圖像隔行掃描隔行掃描場場（Field）n 每一遍隔行掃描行的集合稱為場，因此，一幀（Frame）由兩個場組成，頂場（奇數(shù)行）信號和底場（偶數(shù)行）信號隔行掃描的由來隔行掃描的由來n 眾所周知，幀率只要高于一定標準，就達到流暢n 考慮到交流電頻率50或60Hz，電視標準制訂者確定了25或30fps的幀率n 如果電視

3、機采用逐行掃描，每秒掃描25或30幀行不行呢？n 理論上可以，但實際不行隔行掃描的由來隔行掃描的由來n 原因在于，在電子束的照射下，CRT的熒光粉會立即發(fā)光，但只要電子束一離開，幾乎瞬間就會暗下來n 人眼雖然看不到這么明顯的變化，但仍然會有亮度衰減的感覺n 可以想象，如果采用30fps掃描方式顯示，當電子束從屏幕的上半部分移到下半部時，屏幕上半部分的亮度就有了可以觀察到的衰減，于是畫面下半部分顯得更亮隔行掃描的由來隔行掃描的由來n 為了解決這個問題，最佳的辦法是加倍刷新率，改成60fps掃描，因為在60分之一秒內(nèi)，人眼能感覺到的亮度衰減就很小了n 可是這樣做，單位時間內(nèi)掃描的總行數(shù)會加倍，那么

4、水平掃描的速度就要加快。如此一來技術(shù)要求就會過高，以當時的條件做不到隔行掃描的由來隔行掃描的由來n 于是標準制訂者想到了一個折衷的辦法，先花60分之一秒掃描奇數(shù)行(頂場)，然后再用后60分之一秒掃描偶數(shù)行(底場)，兩者互補成完整的畫面n 雖然掃描底場時，頂場的亮度衰減了，但是由于亮暗的部分交織在一起，反而不易察覺Interlace artifacts（交錯缺陷）（交錯缺陷）n An interlaced camera captures 60 (or 50) unique fields per second. If a scene contains an object in motion wit

5、h respect to the camera, each field carries half the objects spatial information, but information in the second field will be displaced according to the objects motion.Interlace artifactsn Consider the test scene sketched in the figure, comprising a black background partially occluded by a white dis

6、k that is in motion with respect to the camera.Interlace artifactsn The first and second fields imaged from this scene are illustrated respectively. (The example neglects capture blur owing to motion during the exposure.) The image in the second field is delayed with respect to the first by half the

7、 frame time (that is, by 160 s or 150 s); by the time the second field is imaged, the object has moved.Interlace artifactsn Upon interlaced display, the time sequence of interlaced fields is maintained: No temporal or spatial artifacts are introduced. However, in the presence of motion, simply stitc

8、hing two fields into a single frame produces spatial artifacts such as that sketched in the figure. Techniques to avoid such artifacts is deinterlacing.逐行掃描逐行掃描( (Progressive Scan) )n 發(fā)展到液晶、等離子等顯示設(shè)備后，因為所的點都是同時發(fā)光，且光度始終固定，不存在CRT遇到的相關(guān)問題，所以逐行掃描開始大范圍應(yīng)用逐行掃描逐行掃描n 在逐行掃描方式中，電子束從顯示屏的左上角一行接一行地掃到右下角，在顯示屏上掃一遍就顯示

9、一幅完整的圖像n 液晶和等離子電視、電腦顯示器掃描方式對比掃描方式對比n 逐行掃描優(yōu)點：圖像垂直清晰度高，空間處理效果好，有利于電視轉(zhuǎn)換和制式轉(zhuǎn)換，能改善視頻壓縮效率等；其缺點是：數(shù)碼率高，行掃描頻率增高，硬件難度加大n 隔行掃描能節(jié)省帶寬，且硬件實現(xiàn)簡單NTSCNTSC制式制式n NTSC(National Television Standard Committe)是美國國家電視系統(tǒng)委員會在1953年制定的一種彩色電視制式，是目前常用的電視制式，在美國、日本等地廣為使用n 它定義了彩色電視機對于所接受的電視信號的接收方式、彩色的處理方式、屏幕的掃描頻率等等NTSCNTSC制式制式n 指標：5

10、25行/幀，30幀/秒(fps)n 在每場的開始部分保留20條掃描線作為控制信息，因此只有485條線的可視數(shù)據(jù)PALPAL制式制式n PAL(Phase Alternate Lock)是聯(lián)邦德國1962年制定的一種彩色電視制式，我國大陸和大部分西歐國家都使用這種制式n 625行/幀，25幀/秒n 每幀有575行有圖像顯示電視制式兼容性電視制式兼容性n NTSC制和PAL制是互不兼容的電視制式n NTSC制和PAL制都是彩色和黑白兼容的制式，這里的“兼容”有兩層意思： 一是指黑白電視機能接收彩色電視信號，顯示的是黑白圖像 另一層意思是彩色電視機能接收黑白電視信號，顯示的也是黑白圖像，這叫逆兼容性

11、彩色與黑白電視的兼容性彩色與黑白電視的兼容性n 必需采用相同的一些基本參數(shù)，如掃描方式、掃描行頻、場頻、幀頻、同步信號、圖像載頻、伴音載頻等等n 需要將攝像機輸出的三基色信號轉(zhuǎn)換成一個亮度信號，以及代表色度的兩個色度信號，并將它們組合成一個彩色全電視信號進行傳送n 在接收端，彩色電視機將彩色全電視信號重新轉(zhuǎn)換成三個基色信號，在顯像管上重現(xiàn)發(fā)送端的彩色圖像，黑白電視機只顯示亮度信號電視制式兼容性電視制式兼容性n 也有全制式的電視機，這為處理和轉(zhuǎn)換不同制式的電視信號提供了極大的方便n 全制式電視機可在各國各地區(qū)使用模擬視頻信號（接口）類型模擬視頻信號（接口）類型n 復合視頻信號n S-Video視

12、頻信號n 分量視頻信號復合視頻信號復合視頻信號( (Composite Video)n 定義為包括亮度和色度的單路模擬信號，即從彩色全電視信號中分離出伴音后的視頻信號，此時色度信號與亮度信號混合在一起n 由于復合視頻信號的傳輸仍然是一種亮度色度混合的視頻信號，仍然需要顯示設(shè)備對其進行亮/色分離和色度分離才能成像，這種先混合再分離的過程會造成彩色信號的損失，色度信號和亮度信號也會有很大的機會相互干擾從而影響最終輸出的視頻復合視頻信號接口復合視頻信號接口n 又稱為AV端子或Video端子S-Videon 分離視頻信號S-Video(Separated Video)是亮度和色度分離的一種視頻信號，用

13、兩路導線分別傳輸，并可以分別記錄在模擬磁帶的兩路磁軌上n 這種信號不僅其亮度和色度都具有較寬的帶寬，而且由于亮度和色度分開傳輸，可以減少其互相干擾n 與復合視頻信號相比，S-Video可以更好地重現(xiàn)色彩S-Videon S-Video信號使用單獨的兩條信號電纜線，一條用于亮度信號，另一條用于色度信號，這兩個信號稱為Y/C信號n S-Video使用4針連接器 S-Video分量視頻信號分量視頻信號n 分量視頻信號(component video signal)是指每個分量（Y、U、V或Y、Cb、Cr）作為獨立的視頻信號n 使用分量視頻信號是表示彩色的最好方法，但需要比較寬的帶寬和同步信號n 分量

14、信號實際上也是亮色分離的信號，與S-Video不同的是兩個色度信號不用分離分量視頻信號分量視頻信號第三章第三章 視頻信號視頻信號n 3.1 模擬視頻信號n 3.2 視頻數(shù)字化視頻數(shù)字化視頻數(shù)字化n 要讓計算機處理視頻信息，首先要解決的是視頻數(shù)字化的問題n 視頻數(shù)字化是將模擬視頻信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)為計算機可處理的數(shù)字信號，計算機要對輸入的模擬視頻信息進行采樣與量化，并經(jīng)編碼使其變成數(shù)字化視頻數(shù)字化常用的方法數(shù)字化常用的方法n 1. 從復合彩色電視中分離出各個分量信號，然后數(shù)字化，如錄像帶、攝像機等的電視信號n 對這類信號的數(shù)字化，通常的做法是首先把模擬的彩色電視信號分離成YCbCr等彩色空間中的分

15、量信號，然后用三個A/D轉(zhuǎn)換器分別對它們數(shù)字化 數(shù)字化常用的方法數(shù)字化常用的方法n 2.首先用一個高速A/D轉(zhuǎn)換器對彩色電視信號進行數(shù)字化，然后在數(shù)字域中進行分離，以獲得所希望的YCbCr等分量數(shù)據(jù)視頻采樣頻率視頻采樣頻率n 按照ITU-R BT.601標準，亮度信號的采樣頻率為13.5MHzn 對PAL制，亮度采樣頻率62525N=15625N=13.5 MHz N=864，為每一掃描行上的采樣數(shù)目n 對NTSC制，亮度采樣頻率52529.97N=15734N=13.5 MHz, N=858有效采樣樣本有效采樣樣本n 對PAL制的亮度信號，每一條掃描行采樣864個樣本n 對NTSC制的亮度信

16、號，每一條掃描行采樣858個樣本n 對所有的制式，每一掃描行的有效樣本數(shù)均為720個有效采樣樣本有效采樣樣本采樣格式采樣格式n 兩種采樣方法： 一種是使用相同的采樣頻率對圖像的亮度信號和色度信號進行采樣 另一種是對亮度信號和色度信號分別采用不同的采樣頻率進行采樣n 如果對色度信號使用的采樣頻率比對亮度信號使用的采樣頻率低，這種采樣就稱為子采樣(Subsampling) 子采樣的壓縮特性子采樣的壓縮特性n 人眼對色度信號的敏感程度比對亮度信號的敏感程度低，利用這個特性可以把圖像中表達色度的信號去掉一些而使人不察覺n 所以色度信號的取樣頻率可以比亮度信號的取樣頻率低，以減少數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量n 子采

17、樣也就是利用人的視覺系統(tǒng)這個特性來達到壓縮彩色電視信號的目的采樣格式采樣格式n 4:4:4 這種采樣格式不是子采樣格式，它是指在每條掃描線上每4個連續(xù)的采樣點取4個亮度Y樣本、4個Cr色度樣本和4個Cb色度樣本，這就相當于每個像素用3個樣本表示子采樣格式子采樣格式n 4:2:2 這種子采樣格式是指在每條掃描線上每4個連續(xù)的采樣點取4個亮度Y樣本、2個Cr色度樣本和2個Cb色度樣本，平均每個像素用2個樣本表示子采樣格式子采樣格式n 4:1:1 這種子采樣格式是指在每條掃描線上每4個連續(xù)的采樣點取4個亮度Y樣本、1個Cr色度樣本和1個Cb色度樣本，平均每個像素用1.5個樣本表示 子采樣格式子采樣格

18、式n 4:2:0 這種子采樣格式是指在水平和垂直方向上每2個連續(xù)的采樣點上取2個亮度Y樣本、1個Cr色度樣本和1個Cb色度樣本，平均每個像素用1.5個樣本表示子采樣格式子采樣格式n ITU-R BT.601標準使用了4:2:2采樣結(jié)構(gòu)n 亮度信號的采樣頻率為13.5MHz ，色度信號為6.75MHz不同采樣格式與頻率不同采樣格式與頻率采樣格式采樣格式信號形式信號形式采樣頻率采樣頻率樣本數(shù)樣本數(shù)/ /掃描行掃描行(MHz)NTSCPAL4:2:2Y13.5858(720)864(720)Cr6.75429(360)432(360)Cb6.75429(360)432(360)4:4:4Y13.58

19、58(720)864(720)Cr13.5858(720)864(720)Cb13.5858(720)864(720)標準化分辨率格式標準化分辨率格式n 公用中分辨率格式CIF（Common Intermediate Format）格式具有如下特性： 分辨率352288 使用非隔行掃描(non-interlaced scan) 使用1/2的PAL水平分辨率，即288線n 1/4公用中分辨率格式QCIF（Quarter-CIF）和SQCIF格式（Sub-Quarter Common Intermediate Format）標準化分辨率格式（標準化分辨率格式（4:2:04:2:0）CIF CIF

20、QCIFQCIFSQCIFSQCIF行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行亮度亮度(Y)(Y)2882883523521441441761769696128128色度色度(Cb)(Cb)1441441761767272888848486464色度色度(Cr)(Cr)1441441761767272888848486464標準化分辨率格式標準化分辨率格式n 類似的格式定義還有4CIF（4CIF，704576或720576），都是以CIF格式為基準進行定義n 如果是NTSC制，則各種格式的288的倍數(shù)相應(yīng)改為240的倍數(shù)標準化分

21、辨率格式標準化分辨率格式n The choice of frame resolution depends on the application and available storage or transmission capacity. For example, 4CIF is appropriate for standard-definition television and DVD-video; CIF and QCIF are popular for videoconferencing applications; QCIF or SQCIF are appropriate for mo

22、bile multimedia applications where the display resolution and the bitrate are limited.標準化分辨率格式標準化分辨率格式寬高比寬高比( (Aspect ratio) )n 指視頻圖像的寬度和高度之間的比例n 傳統(tǒng)影視的寬高比是 4:3，寬屏幕電影的寬高比是 1.85:1，高清晰度電視是 16:9，全景式電影是 2.35:1高清電視高清電視n 高清晰度電視(High Definition Television)是具有正常視力的觀眾可得到與觀看原始景物時的感受幾乎相同的數(shù)字電視n HDTV屏幕的寬高比均為16：9n

23、 電視畫面可用19201080像素和1280720像素兩種尺寸n 掃描方式為逐行掃描或隔行掃描HDTVHDTV格式格式n 720p格式：1280720，水平720線，逐行掃描，720p30fps， 720p60fpsn 1080i格式：19201080，水平1080線，隔行掃描， 1080i60fps (每秒60場)n 1080p格式：19201080，水平1080線，逐行掃描， 1080p30fps， 1080p60fps超高清電視超高清電視UHDTVUHDTVn Ultra-high-Definition Television超高清電視超高清電視UHDTVUHDTV標清電視標清電視n 標準

24、清晰度電視（Standard Definition Television，SDTV）是指電視圖像的質(zhì)量比HDTV制數(shù)字電視質(zhì)量低的電視，分辨率相當于PAL制或NTSC制模擬電視的最好分辨率n 720576n 720480標準化分辨率格式（計算機）標準化分辨率格式（計算機）n VGA=Video Graphics Array 640*480n SVGA=Super Video Graphics Array 800*600n XGA=Extended Graphics Array 1024*768n SXGA=Super Extended Graphics Array 1280*1024n SXG

25、A+ = 1400*1050n UXGA=Ultra Extended Graphics Array 1600*1200信號量化信號量化n 采樣后所得到的模擬信號在時間-空間上是離散的，但在幅度上仍然是連續(xù)的n 量化：將無限級的信號幅度變換成有限級的數(shù)碼表示n 量化器：按照一定規(guī)則對采樣信號的幅度值作近似表示，變成有限離散值均勻量化均勻量化n 對于均勻量化一般量化值都用二進制來表示，如果用B個二進制表示量化值，即量化字長，那么一般將幅度值劃分為2B個等分區(qū)間111-4-4 -3 -3 -2 -2 - -100101110011010001000 2 2 3 3 4 4信號量化信號量化n 在時間

26、軸的任意一點上量化后的信號電平與原模擬信號電平之間在大多數(shù)情況下總是存在有一定的誤差，量化所引入的誤差是不可避免的同時也是不可逆的n 由于信號的隨機性這種誤差大小也是隨機的，這種表現(xiàn)類似于隨機噪聲效果，具有相當寬度的頻譜，因此我們又把量化誤差稱為量化噪聲信號量化信號量化n 如果視頻信號量化比特率為8比特，信號就有256個量化值n 每兩個相鄰數(shù)字的差距必需大于1/256最大值才能分得開，當兩個原來不同的數(shù)值用同一個二進制值來表示時，實際數(shù)值與記錄數(shù)值之差就成為量化噪聲信號量化信號量化n 所以，量化比特率已決定了整個系統(tǒng)的理想狀態(tài)下的最小噪聲、動態(tài)范圍和信噪比，模擬信號在理想狀態(tài)是沒有這種限制的非

27、均勻量化非均勻量化n 基于人的視覺特性，對于人眼不敏感的部分不需要進行過細的分層，只需進行粗量 化n 而對人眼敏感的部分，就需要進行較細的分層，即需進行細量化第三章第三章 視頻信號視頻信號n 3.1 模擬視頻信號n 3.2 視頻數(shù)字化n 3.3 數(shù)字視頻的采集3.3.1 3.3.1 視頻采集卡系統(tǒng)視頻采集卡系統(tǒng)n 從模擬設(shè)備中獲取數(shù)字視頻：首先是提供模擬視頻輸出的設(shè)備；然后是可以對模擬視頻信號進行采集的設(shè)備；最后，是接收和記錄編碼后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備視頻采集卡系統(tǒng)視頻采集卡系統(tǒng)n 提供模擬視頻輸出的設(shè)備有錄像機、攝像機、電視機等n 對模擬視頻信號進行采集、量化和編碼的設(shè)備由視頻采集卡來完成n

28、 最后，由計算機接收和記錄編碼后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)視頻采集卡視頻采集卡( (Video capture card) )n 在這一過程中起主要作用的是視頻采集卡，它不僅提供接口以連接模擬視頻設(shè)備和計算機，而且具有把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的功能視頻采集卡視頻采集卡n 視頻采集卡是安裝在計算機擴展槽上的一個板卡n 它可以匯集多種視頻源的信息，對被捕捉和采集到的模擬視頻進行數(shù)字化、凍結(jié)、存儲、輸出及其他處理操作，如編輯、修整、裁剪、按比例繪制、像素顯示調(diào)整、縮放、壓縮等視頻采集卡工作原理圖視頻采集卡工作原理圖視頻采集卡的接口視頻采集卡的接口n 視頻采集卡的接口包括與模擬視頻設(shè)備的接口、與PC的接口n 可接

29、收來自攝像機、錄像機、VCD機等多種視頻信號，通過軟件可選擇所需的視頻源n 目前PC視頻采集卡通常采用32位的PCI總線接口，插到PC主板的擴展槽中，以實現(xiàn)采集卡與PC的通信與數(shù)據(jù)傳輸視頻采集卡的接口視頻采集卡的接口n 視頻采集卡至少要具有一個復合視頻接口（Video In），以便與模擬視頻設(shè)備相連n 高性能的采集卡一般具有一個復合視頻接口和一個S-Video接口；一般的采集卡都支持PAL和NTSC兩種電視制式視頻采集卡的實時采集處理視頻采集卡的實時采集處理n 由于模擬視頻輸入端可以提供不間斷的信息源，視頻采集卡要采集模擬視頻序列中的每幀圖像，并在采集下一幀圖像之前把這些數(shù)據(jù)傳入PC系統(tǒng)n 因

30、此，實現(xiàn)實時采集的關(guān)鍵是每一幀需要多少處理時間n 如果每幀視頻圖像的處理時間超過相鄰兩幀之間的相隔時間，則會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失，即丟幀現(xiàn)象視頻采集卡的壓縮功能視頻采集卡的壓縮功能n 視頻采集卡可以把獲取的視頻序列進行壓縮處理n 也就是說，視頻序列的獲取和壓縮是在一起完成的，免除了再次進行壓縮處理的不便n 不同檔次的采集卡具有不同質(zhì)量的采集壓縮性能視頻采集卡的驅(qū)動和應(yīng)用程序視頻采集卡的驅(qū)動和應(yīng)用程序n 視頻采集卡一般都配有硬件驅(qū)動程序以實現(xiàn)PC對視頻采集卡的控制和數(shù)據(jù)通信n 根據(jù)不同的視頻采集卡所要求的操作系統(tǒng)環(huán)境，各有不同的驅(qū)動程序n 只有把采集卡插入了PC的主板擴展槽并正確安裝了驅(qū)動程序以后才能

31、正常工作外置式與內(nèi)置式外置式與內(nèi)置式n 外置式的USB接口視頻采集卡和內(nèi)置式的PCI接口視頻采集卡n 內(nèi)置式的優(yōu)勢： 首先，價格要比外置的便宜很多 其次，它不會占用外部的桌面空間，現(xiàn)在在電腦桌上有太多的外設(shè)，如果擺放的過多也是件比較煩人的事情外置式與內(nèi)置式外置式與內(nèi)置式 其三，內(nèi)置視頻卡不需外接電源，不僅省去了一個電源插頭的位置，也減少了電源連接線過多而顯得十分雜亂的情況，而且還可以避免因市電電壓不穩(wěn)而帶來的視頻質(zhì)量下降的情況發(fā)生外置式與內(nèi)置式外置式與內(nèi)置式n 內(nèi)置式視頻卡弱點： 易受到電腦內(nèi)部元器件的電磁干擾，引起其播放質(zhì)量下降 在板卡安裝時要比外置的麻煩一些，必須要拆開機箱才可以進行安裝

32、在安裝驅(qū)動或軟件時也容易和其他電腦設(shè)備發(fā)生沖突3.3.2 3.3.2 數(shù)字攝像機數(shù)字攝像機n 數(shù)字攝像機就是DV、Digital Videon 數(shù)碼攝像機進行工作的基本原理簡單說就是光-電-數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變與傳輸n 通過感光元件將光信號轉(zhuǎn)變成電流，再將模擬電信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，并由專門的芯片進行處理和過濾后得到的視頻信息數(shù)字攝像機數(shù)字攝像機n 數(shù)字攝像機的圖像傳感器件能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，主要有兩種：一種是廣泛使用的CCD（Charge-coupled Device，電荷藕合器件）；另一種是CMOS（Complementary Metal Oxide S

33、emiconductor，互補金屬氧化物半導體）n 按使用用途可分為：廣播級機型、專業(yè)級機型、消費級機型；按存儲介質(zhì)可分為：光盤式、硬盤式、存儲卡式按照使用用途分類按照使用用途分類 1、廣播級機型 2、專業(yè)級機型 3、消費級機型 1、光盤式 2、硬盤式 3、存儲卡式 按照存儲介質(zhì)分類按照存儲介質(zhì)分類數(shù)字攝像機數(shù)字攝像機n 數(shù)字攝像機不僅能拍出不同效果的片段，還可以代替照相機拍照n 可以根據(jù)自己想要的拍攝效果場景模式，還有很多濾鏡效果數(shù)字攝像機相對模擬攝像機的優(yōu)勢數(shù)字攝像機相對模擬攝像機的優(yōu)勢n 清晰度高：模擬攝像機記錄模擬信號，所以視頻分辨率不高n 無損復制：DV上記錄的信號可以無數(shù)次地轉(zhuǎn)錄，

34、視頻質(zhì)量絲毫也不會下降，這一點也是模擬攝像機所望塵莫及的n 體積小、重量輕：和模擬攝像機相比，DV機的體積大為減小，重量也大為減輕數(shù)字攝像機相對模擬攝像機的優(yōu)勢數(shù)字攝像機相對模擬攝像機的優(yōu)勢n 在攝像時，使用者通過DV的液晶顯示屏觀看要拍攝的視頻，拍攝后可以馬上看到拍好的視頻n DV可以與計算機連接，以讀取DV中的內(nèi)容，繼而對這些內(nèi)容進行后期處理，如編輯等，還可以刻成VCD或DVD保存起來n DV還可以與電視機連接，不僅能在電視機上讀取DV帶中的內(nèi)容，還能錄制電視節(jié)目數(shù)字攝像機與計算機的信息交換數(shù)字攝像機與計算機的信息交換n 數(shù)字攝像機以數(shù)字形式記錄的視頻信號，如能通過接口卡與PC相連接，將信

35、號輸入計算機硬盤，就可方便地進行攝像后編輯和多種特技處理3.3.3 PC3.3.3 PC攝像頭攝像頭n 攝像頭（Camera）利用光電技術(shù)采集影像，然后通過內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換成能夠被計算機所處理的數(shù)字信號，它作為一種視頻輸入設(shè)備，被廣泛的運用于視頻會議、遠程醫(yī)療等方面PCPC攝像頭攝像頭n 近年以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，再加上感光成像器件技術(shù)的成熟并大量用于攝像頭的制造上，這使得它的價格降到普通人可以承受的水平，普通的人也可以彼此通過攝像頭在網(wǎng)絡(luò)進行有影像的交談和溝通n 人們更傾向于把攝像頭看成是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，稱之為“網(wǎng)絡(luò)眼”（Web Eye）PCPC攝像頭分類攝像頭分類n 攝

36、像頭分為數(shù)字攝像頭和模擬攝像頭n 模擬攝像頭捕捉到的視頻信號必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式n 數(shù)字攝像頭可以直接捕捉視頻，然后通過USB接口等傳到計算機里n 現(xiàn)在電子市場上的攝像頭基本以數(shù)字攝像頭為主PCPC攝像頭攝像頭數(shù)字攝像頭工作過程數(shù)字攝像頭工作過程n 景物通過鏡頭生成的光學圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片（DSP）中加工處理，再通過USB接口傳輸?shù)诫娔X中處理n 一般根據(jù)所用圖像傳感器件的不同有CCD和CMOS兩類之分第三章第三章 視頻信號視頻信號n 3.1 模擬視頻信號n 3.2 視頻數(shù)字化n 3.3 數(shù)字視頻的采集n

37、 3.4 數(shù)字化視頻接口3.4.1 DVI3.4.1 DVI接口接口n DVI（Digital Visual Interface），數(shù)字視頻接口n 它是1999年由Silicon Image（美國矽映電子科技）、Intel、Compaq（康柏）、IBM、 Hewlett-Packard 、NEC、富士通等公司共同組成DDWG（Digital Display Working Group，數(shù)字顯示工作組）推出的接口標準DVIDVI接口類型規(guī)格接口類型規(guī)格n DVI接口有3種類型、5種規(guī)格，端口尺寸為39.5mm15.13mm n 3種類型包括DVI-Analog（DVI-A）接口、DVI-Digi

38、tal（DVI-D）接口、DVI-Integrated（DVI-I）接口n 5種規(guī)格包括DVI-A(12+5)、單連接（或稱單通道）DVI-D（18+1）、雙連接（或稱雙通道） DVI-D（24+1）、單連接DVI-I（18+5）、雙連接DVI-I（24+5）DVI-ADVI-An DVIAnalog（DVI-A）接口（12+5）只傳輸模擬信號，實質(zhì)就是 VGA(Video Graphics Array)模擬傳輸接口規(guī)格n 當要將模擬信號VGA接頭連接在顯卡的DVII插座時，必須使用轉(zhuǎn)換接頭n 早期的大屏幕專業(yè)CRT中能看見這種插頭DVI-DDVI-Dn DVI-Digital（DVI-D）接

39、口（18+1和24+1）是純數(shù)字的接口，只能傳輸數(shù)字信號，不兼容模擬信號。所以，DVI-D的插座有18個或24個數(shù)字插針的插孔+ 1個扁形插孔DVI-DDVI-Dn DVI接口傳輸數(shù)字信號時又分為單連接(Single Link)和雙連接(Dual Link)兩種方式n 單連接DVI接口的傳輸速率只有雙連接的一半，最大的分辨率和刷新率只能支持到1920 x1200,60Hzn 雙連接的DVI接口，支持到2560 x1600，60Hz模式，也可以支持1920 x1080，120Hz的模式DVI-DDVI-Dn 液晶顯示器要達到3D效果必須擁有120Hz的刷新率，所以3D方案中，使用DVI的話，必須

40、要使用雙連接的DVI接口的DVI線n 總的來說，如果是1920 x1200內(nèi)的分辨率，單雙連接兩者輸出的畫質(zhì)是一樣的DVI-IDVI-In DVI-Integrated（DVI-I）接口（18+5和24+5）是兼容數(shù)字和模擬接口的，所以，DVI-I的插座就有18個或24個數(shù)字插針的插孔+5個模擬插針的插孔。比DVI-D多出來的4根線用于兼容傳統(tǒng)VGA模擬信號?；谶@樣的結(jié)構(gòu)，DVI-I插座可以插DVI-I和DVI-D的插頭，而DVI-D插座只能插DVI-D的插頭。DVI-IDVI-IDVI-IDVI-In DVI-I兼容模擬接口并不意味著模擬信號的接口VGA插頭可以直接連接在DVI-I插座上，

41、它必須通過一個轉(zhuǎn)換接頭才能連接使用。一般采用這種接口的顯卡都會帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭。DVI-IDVI-In 考慮到兼容性問題，目前顯卡一般會采用DVI-I接口，這樣可以通過轉(zhuǎn)換接頭連接到普通的VGA接口n 帶有兩個DVI接口的顯示器一般使用DVI-D類型n 帶有一個DVI接口和一個VGA接口的顯示器，DVI接口一般使用帶有模擬信號的DVI-I接口各接口支持的最大分辨率各接口支持的最大分辨率接口種類最大分辨率VGA2048x1536,60HzDVI-I單連接1920 x1200,60HzDVI-I雙連接2560 x1600,60Hz/1920 x1080,120HzDVI-D單連接1920 x1200,60HzDVI-D雙連接2560 x1600,60Hz/1920 x1080,120HzVGA