第五章 視頻處理

1、第五章第五章 視頻處理視頻處理 5.1 視頻基本概念視頻基本概念 5.1.1 視頻卡的種類視頻卡的種類 計(jì)算機(jī)上配備的顯示適配器（顯示卡）只能實(shí)現(xiàn)一些基本的視頻顯示功能。除了顯示卡以外，多媒體計(jì)算機(jī)中還可以配備其它處理活動(dòng)圖像的適配器，這些適配器稱為視頻卡。視頻卡是一種統(tǒng)稱，常用的有視頻捕獲卡、視頻疊加卡、電視卡（TV Turner）、電視編碼卡以及壓縮/解壓卡等。這些視頻卡多用來實(shí)現(xiàn)多媒體計(jì)算機(jī)中較專業(yè)的視頻功能。 視頻捕獲卡：視頻捕獲卡：視頻捕獲卡的作用是從計(jì)算機(jī)正在播放的視頻信號中捕獲一段畫面，存儲(chǔ)起來供以后使用。 視頻疊加卡：視頻疊加卡：視頻疊加卡是將計(jì)算機(jī)的VGA信號與視頻信號疊加，

2、并進(jìn)行一些特技效果的處理，最后將綜合處理后的視頻信號送往顯示器輸出。 電視接收卡：電視接收卡：電視接收卡相當(dāng)于電視機(jī)的高頻頭，用于接受電視信號，使計(jì)算機(jī)能在顯示器上播放電視節(jié)目。 電視編碼卡：電視編碼卡：電視編碼卡與電視接收卡的功能相反，它將計(jì)算機(jī)上的視頻信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電視信號，使這些計(jì)算機(jī)視頻信號能在普通電視機(jī)上播放。現(xiàn)在將這兩種卡合二為一，稱為電視卡。 壓縮壓縮/解壓卡：解壓卡：壓縮/解壓卡用于將連續(xù)圖像的數(shù)據(jù)壓縮和解壓。 4.1.2 視頻文件的常見格式視頻文件的常見格式1.AVI格式格式 AVI(Audio Video Interleaved) 是一種支持音頻/視頻交叉存取機(jī)制的格式，

3、它是Microsoft公司開發(fā)的一種符合RIFF文件規(guī)范的數(shù)字音頻與視頻文件格式，原先用于Windows 環(huán)境，現(xiàn)在已被Windows、OS/2等多數(shù)操作系統(tǒng)直接支持?！耙纛l/視頻交叉存取”是指視頻和音頻交錯(cuò)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)文件中，播放時(shí)視頻和音頻交錯(cuò)在一起同步播放。AVI格式視頻文件裝入內(nèi)存的速度快，播放效率高，文件播放時(shí)可以使用純軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)解壓縮，不需要專門的解壓硬件支持。 AVI格式目前已被當(dāng)作Windows系統(tǒng)的視頻標(biāo)準(zhǔn)格式，主要應(yīng)用在多媒體光盤上，用來保存電影、電視等各種影像信息。 AVI格式兼容性好、調(diào)用方便、圖像質(zhì)量好，但占用空間比較大，不利于網(wǎng)絡(luò)傳輸和在線播放。另外，壓縮標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

4、，某些版本播放器不能播放采用其它編碼方式壓縮的AVI文件，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 2. MPEG格式格式 MPEG是運(yùn)動(dòng)圖像專家組制定的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼的國際通用標(biāo)準(zhǔn)稱為MPEG標(biāo)準(zhǔn)。MPEG標(biāo)準(zhǔn)由視頻、音頻和系統(tǒng)三部分組成。MPEG采用有損壓縮方法減少運(yùn)動(dòng)圖像中的冗余信息，其基本方法是：在單位時(shí)間內(nèi)采集并保存第一幀信息，然后只存儲(chǔ)其余幀相對第一幀發(fā)生變化的部分，從而達(dá)到壓縮的目的，它主要采用兩個(gè)基本壓縮技術(shù)：運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)(預(yù)測編碼和插補(bǔ)碼)實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的壓縮，變換域(離散余弦變換DCT)壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間上的壓縮。 MPEG標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG-1, MPEG-2 和 MPEG-4。MPEG-1是VCD的視

5、頻圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于 VCD 的制作和視頻片段網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上。MPEG-2是DVD視頻圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用在 DVD 的制作、高清電視和一些高性能視頻編輯、處理上。 MPEG-4 是一種新的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，是為了播放流式媒體的高質(zhì)量視頻而專門設(shè)計(jì)的，它可利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求使用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。MPEG的壓縮效率非常高，圖像和音響質(zhì)量好，在計(jì)算機(jī)上有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式，兼容性好。 3. MOV格式格式 MOV格式是蘋果公司開發(fā)的一種音頻、視頻文件格式，使用QuickTimePlayer播放器播放。MOV格式具有較高的壓縮比率和較完美的視頻清晰度，采用了有損壓縮方

6、式，畫面效果較AVI格式稍好。MOV格式還有一個(gè)特點(diǎn)是跨平臺性，即不僅能支持MacOS，同樣也能支持Windows系統(tǒng)。 QuickTime以其領(lǐng)先的多媒體技術(shù)和跨平臺特性、較小的存儲(chǔ)空間要求、技術(shù)細(xì)節(jié)的獨(dú)立性以及系統(tǒng)的高度開放性，得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，目前已成為數(shù)字媒體軟件技術(shù)領(lǐng)域的事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 4. RM/RMVB格式格式 RM格式是Real Networks公司制定的音頻/視頻壓縮規(guī)范Real Media中的一種。Real Media規(guī)范中主要包括三類文件：RealAudio、Real Video和Real Flash。Real Video是一種流式視頻文件格式，可以在數(shù)據(jù)傳輸過程中

7、一邊下載一邊播放，實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送和實(shí)時(shí)播放。RM格式犧牲畫面質(zhì)量來換取可連續(xù)觀看性，所以圖像質(zhì)量相對較差。 RMVB格式是一種由RM視頻格式升級延伸出的新視頻格式。RMVB則打破了原先RM格式平均壓縮采樣的方式，在保證平均壓縮比的基礎(chǔ)上，設(shè)定了平均采樣率兩倍的最大采樣率值。對于一些靜態(tài)動(dòng)作場面少的畫面采用較低的采樣率，對于復(fù)雜的動(dòng)態(tài)畫面采用較高的采樣率。這樣在保證靜止畫面質(zhì)量的前提下，大幅地提高了運(yùn)動(dòng)圖像的畫面質(zhì)量，在圖像質(zhì)量和文件大小之間實(shí)現(xiàn)較好平衡。 5. ASF格式格式 ASF 是 Advanced Streaming format（高級流格式）的縮寫，是Microsoft公司推

8、出的一個(gè)在Internet上實(shí)時(shí)傳播多媒體信息的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。ASF定義為同步媒體的統(tǒng)一容器文件格式，格式使用MPEG-4的壓縮算法，壓縮率和圖像的質(zhì)量都很好，壓縮文件體積小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。ASF格式通用性較好，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息都通過這種格式以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實(shí)現(xiàn)流式多媒體內(nèi)容發(fā)布。另外，ASF格式的視頻中可以帶有命令代碼，用戶指定在到達(dá)視頻或音頻的某個(gè)時(shí)間后觸發(fā)某個(gè)事件或操作。 6. WMV格式格式 WMV格式全稱為Windows Media Video，也是微軟推出的一種采用獨(dú)立編碼方式并且可以通過Internet實(shí)時(shí)觀看視頻節(jié)目的文件壓縮格式。WMV格式的主

9、要優(yōu)點(diǎn)包括：本地或網(wǎng)絡(luò)回放、可擴(kuò)充的媒體類型、可伸縮的媒體類型、多語言支持、環(huán)境獨(dú)立性、豐富的流間關(guān)系以及擴(kuò)展性等。 7. DIVX格式格式 DIVX格式是一種新的視頻壓縮格式，它由 Microsoft MPEG-4V3修改而來。 DIVX格式壓縮包括音頻和視頻兩部分。視頻部分采用MPEG-4的壓縮算法對視頻圖像進(jìn)行高質(zhì)量壓縮，音頻部分使用MP3或AC3技術(shù)壓縮，然后再將視頻與音頻合成為AVI視頻文件，最后加上相應(yīng)的外掛字幕文件。 DIVX格式畫質(zhì)接近DVD而體積比DVD小得多。DIVX壓縮后的文件是AVI文件， 但計(jì)算機(jī)需要安裝DivX解碼器才能播放DIVX壓縮的文件。 5.2 視頻采集與捕

10、獲視頻采集與捕獲 5.2.1視頻采集視頻采集 視頻采集就是將模擬攝像機(jī)、錄像機(jī)、電視機(jī)輸出的視頻信號通過專用的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字信息的過程。 視頻采集需要使用專用的視頻采集設(shè)備即視頻采集卡。視頻采集卡按照其采集的圖像質(zhì)量不同可以分為廣播級視頻采集卡，專業(yè)級視頻采集卡，民用級視頻采集卡。 除了模擬設(shè)備輸出的視頻信號需要視頻采集卡采集以外，現(xiàn)在的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)DV拍攝的視頻已經(jīng)是數(shù)字信號，可以通過計(jì)算機(jī)的USB接口傳送數(shù)據(jù)，或者在計(jì)算機(jī)上安裝1394卡，使用1394接口將數(shù)字視頻傳送給計(jì)算機(jī)。 5.2.2 屏幕動(dòng)態(tài)捕獲屏幕動(dòng)態(tài)捕獲 屏幕動(dòng)態(tài)捕獲指將計(jì)算機(jī)屏幕的動(dòng)態(tài)活動(dòng)畫面記錄下來并保

11、存為視頻格式文件。在制作電子教程和多媒體作品時(shí)，將計(jì)算機(jī)屏幕的活動(dòng)狀況捕捉下來并配上聲音解說，就可以制作出非常具有吸引力的電子教程和多媒體作品。 屏幕動(dòng)態(tài)捕獲可以使用“屏幕錄像專家”、Ms-Camcorder、Camtasia Recorder等屏幕動(dòng)態(tài)捕獲軟件。另外SnagIt、HyperSnap-DX等抓圖軟件也具有動(dòng)態(tài)視頻捕獲功能。 5.2.3視頻文件播放視頻文件播放 現(xiàn)在常用的視頻格式有很多，例如AVI、MPEG、MOV、RM等格式。不同格式的視頻文件需要不同的播放軟件播放，例如：AVI格式和MPEG格式使用Windows媒體播放器播放、MOV格式使用QuickTime播放、RM格式使

12、用RealPlayer播放。 5.2.4 視頻文件格式轉(zhuǎn)換視頻文件格式轉(zhuǎn)換 在制作多媒體作品時(shí)，多媒體制作工具往往只支持固定的幾種視頻格式，所以在制作之前需要對各種視頻格式文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 Power Video Converter還可以在AVI、DivX、Xvid、MPEG1、MPEG2、ASF、WMV、VOB、DAT等文件格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但不支持RM和MOV格式文件。如果要將各種視頻文件轉(zhuǎn)換為RM格式可以使用Charm Real Converter Pro，如果要將RM格式文件轉(zhuǎn)換為其它格式，可以使用RM to AVI MPEG WMV VCD SVCD DVD Converter。MOV

13、格式轉(zhuǎn)換為其它格式文件可以使用Allok MOV Converter。 5.2.5 視頻修復(fù)視頻修復(fù) 視頻文件在傳送到計(jì)算機(jī)后或通過網(wǎng)絡(luò)下載后經(jīng)常會(huì)遇到文件損壞的問題，文件損壞后輕則在播放時(shí)畫面出現(xiàn)馬賽克或不能拖動(dòng)播放滑塊調(diào)整播放進(jìn)度，重則整個(gè)文件不能播放。視頻修復(fù)軟件對損壞的視頻文件進(jìn)行修復(fù)，跳過損壞的數(shù)據(jù)塊，使視頻文件能夠連續(xù)播放。常用的視頻修復(fù)軟件有All Media Fixer Pro、視頻修復(fù)專家等。 5.3 視頻編輯處理視頻編輯處理 5.3.1 視頻處理軟件視頻處理軟件Premiere Pro Premiere Pro是Adobe公司開發(fā)的一種功能強(qiáng)大的影視作品編輯軟件，可以在各種

14、平臺下與硬件配合使用。Premiere Pro是一款專業(yè)的DTV(Desktop Video)編輯軟件，專業(yè)人員結(jié)合專業(yè)的系統(tǒng)的配合可以制作出廣播級的視頻作品。普通用戶也可以在個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用Premiere Pro制作一般視頻作品。Premiere Pro可以將拍攝后導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)的視頻文件或截取的影視作品片段進(jìn)行裁減、連接；可以給視頻片段添加字幕、聲音，使作品更加豐滿，更具藝術(shù)性；可以將照片進(jìn)行視頻處理，再配上聲音、字幕做成電子像冊；還可以實(shí)現(xiàn)MTV、滾動(dòng)字幕等多種特殊效果。 5.3.2 視頻剪接及過渡效果使用視頻剪接及過渡效果使用 在Premiere Pro中可以在一個(gè)項(xiàng)目中添加多個(gè)視頻素

15、材，對這些視頻素材進(jìn)行剪接合成。 在編輯視頻時(shí)經(jīng)常將多個(gè)素材連接成一個(gè)文件。素材之間進(jìn)行連接時(shí)可以使用素材過渡特效，在兩個(gè)素材之間產(chǎn)生過渡特效，例如翻頁、旋轉(zhuǎn)、擦除等。 Premiere Pro除了可以編輯、連接視頻素材，還可以將靜態(tài)圖片素材連接成視頻文件并添加過渡效果，制作電子像冊。 5.3.2 添加字幕添加字幕 Premiere Pro字幕包括靜態(tài)字幕和動(dòng)態(tài)字幕兩種。靜態(tài)字幕指在視頻素材中保持靜止?fàn)顟B(tài)的文字，通常用來對畫面進(jìn)行說明。動(dòng)態(tài)字幕指在視頻素材中運(yùn)動(dòng)的文字，通常用來制作片頭效果或顯示演員表、制作說明等信息。 在Premiere Pro中，字幕以一個(gè)單獨(dú)的文件存放，需要使用時(shí)加入項(xiàng)目

16、中，產(chǎn)生字幕效果。 在Premiere Pro字幕設(shè)計(jì)窗口中，還可以使用矩型、三角形、橢圓等圖形工具在字幕中添加各種圖形，制作各種特殊字幕效果。另外，Premiere Pro還預(yù)置很多字幕模板，在設(shè)計(jì)字幕時(shí)可以直接調(diào)用。 5.3.3 固定特效固定特效 Premiere Pro可以在特效控制面板中對插入的視頻片段設(shè)置固定特效。常用的固定特效有透明度特效和運(yùn)動(dòng)特效兩種。 5.3.4 視頻特效視頻特效 Premiere Pro提供多種視頻特效，使用視頻特效可以給視頻作品添加各種特殊效果。將特效面板中的特效拖動(dòng)到對應(yīng)視頻軌道上就可以將特效運(yùn)用到視頻素材中。如果要將特效運(yùn)用到視頻素材片段中，需要先使用“剃刀”工具將視頻素材進(jìn)行分割，再運(yùn)用特效。 5.3.5 音頻處理音頻處理