多媒體技術(shù)基礎(chǔ)課程第4章視頻信息處理和應(yīng)用

1、第4章 視頻信息處理和應(yīng)用“多媒體技術(shù)基礎(chǔ)”課程第4章 視頻信息處理視頻是運(yùn)動(dòng)的圖像既可提供高速信息傳送，也可顯示瞬間的相互關(guān)系。視頻是由相繼拍攝并存儲(chǔ)的圖像組成的。除了有圖像的高速信息傳送特性外，由于加入了隨同圖像的時(shí)間因素，因而有視頻更多的信息。視頻也是動(dòng)態(tài)的。視頻可以完整再現(xiàn)事件的全過(guò)程. 24.1 電視技術(shù)基礎(chǔ) 電視廣播在我國(guó)開(kāi)始于1958年7月1日。當(dāng)時(shí)及以后的約20年的時(shí)間內(nèi)，播出的是黑白電視，采用的都是直播方式.70年代有了磁帶錄像機(jī)，于是，電視廣播出現(xiàn)了錄播方式 隨著技術(shù)的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了衛(wèi)星廣播方式和有線電視網(wǎng)廣播方式。今后，星網(wǎng)結(jié)合的電視廣播方式會(huì)成為供用戶(hù)接收的基本手段。

2、 31. 電視信號(hào) 電視信號(hào)主要由圖像信號(hào)(視頻信號(hào))和伴音信號(hào)(音頻信號(hào))兩大部分組成。圖像信號(hào)的頻帶為 06 MHz伴音信號(hào)的頻帶一般為 20 Hz20 kHz。發(fā)射臺(tái)將圖像信號(hào)和伴音信號(hào)分別采用調(diào)幅和調(diào)頻方式調(diào)制在射頻載波上，形成射頻電視信號(hào)從電視發(fā)射天線發(fā)射出去，供各電視機(jī)接收。 4基本概念活動(dòng)圖像利用人的眼睛有視覺(jué)暫留特性我國(guó)電視每秒放送25幅圖像(幀) 把每幅圖分先后兩次來(lái)放送，這樣，光亮度變化的次數(shù)就增加到50次秒 具體的做法就是隔行掃描 5電視掃描方式 電視掃描指顯示圖像的方式。掃描有隔行掃描(interlaced scanning)和非隔行掃描之分。非隔行掃描也稱(chēng)逐行掃描。在

3、非隔行掃描中，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一幅完整的圖像每秒鐘掃描多少行稱(chēng)為行頻fH；每秒鐘掃描多少場(chǎng)稱(chēng)為場(chǎng)頻ff；每秒掃描多少幀稱(chēng)幀頻fF。 6電視掃描方式7逐行掃描 場(chǎng) (Field)幀（Frame）奇數(shù)場(chǎng) （Odd Field） 偶數(shù)場(chǎng)（Even Field）掃描行數(shù) 電視圖像的掃描行數(shù)通常指水平行的數(shù)目。掃描行數(shù)越多，電視清晰度越高。我國(guó)的電視制式規(guī)定水平掃描行數(shù)為625。掃描行數(shù)也稱(chēng)為垂直分辨率（Vertical Resolution）8同步 在傳送電視節(jié)目的過(guò)程中，接收端與發(fā)送端按照相同的步調(diào)（順序）掃描像素時(shí)，才能重顯完整而穩(wěn)定的圖像，這叫

4、做收發(fā)兩端同步。接收與發(fā)送兩端同步包含水平和垂直兩個(gè)方向的掃描同步。當(dāng)掃描時(shí)，在每一行使收發(fā)兩端同步稱(chēng)為水平同步或叫做行同步，在每一場(chǎng)使其同步稱(chēng)為垂直同步也叫做場(chǎng)同步 9光柵 在電視機(jī)顯像管的熒光屏上涂有熒光物質(zhì)，高速運(yùn)動(dòng)的電子束轟擊熒光屏?xí)r，就能發(fā)出光來(lái)。當(dāng)電子束受水平和垂直兩個(gè)方向的綜合控制而迅速掃描熒光屏?xí)r，即可出現(xiàn)由一行一行的亮線組成的矩形發(fā)光圖案，通常稱(chēng)為光柵 幀頻 每秒鐘傳送的電視圖像幀數(shù)稱(chēng)為幀頻 場(chǎng)頻 場(chǎng)頻是幀頻的二倍，對(duì)應(yīng)于25Hz幀頻時(shí)的場(chǎng)頻為50Hz 10白平衡 用彩色電視機(jī)收看黑白電視節(jié)目時(shí)將色彩飽和度減低為0時(shí)，要求不出現(xiàn)彩色，稱(chēng)為白平衡，否則就是白平衡失調(diào)。 11什么

5、是白平衡白平調(diào)整就是指對(duì)在不同光線下的白色基準(zhǔn)物進(jìn)行校準(zhǔn)。因?yàn)樵诓煌墓饩€下，物體會(huì)發(fā)生顏色的偏差，如在白熾燈光照射下物體成微紅色，而在日光燈下的物體偏藍(lán)色，這就是色溫問(wèn)題。白色是拍攝與制作照片時(shí)必須校準(zhǔn)的基色，因此只要對(duì)白色的物體進(jìn)行校準(zhǔn)，其余顏色都會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)。普通的數(shù)碼照相機(jī)都設(shè)有自動(dòng)白平衡功能，它能根據(jù)不同的色溫情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)色彩，以得到更接近自然的色彩。但在一些光照很復(fù)雜的情況下，往往會(huì)使自動(dòng)白平衡產(chǎn)生偏差，這時(shí)需要手動(dòng)設(shè)定白色平衡。12信號(hào)類(lèi)型分量信號(hào) 電視中使用亮度（Y）和色差（C1/C2）表示彩色圖象,每個(gè)基色分量作為獨(dú)立的電視信號(hào)。用Y/C1/C2表示的彩色視頻信號(hào)稱(chēng)為分量信號(hào)

6、（Component signal）。分量信號(hào)可以獲得非常好的圖像質(zhì)量，但它需要三個(gè)分量信號(hào)很好地同步，而且需要3倍的帶寬 13電視傳送用的YUV彩色空間在彩色電視中，采用YUV空間配色法。其中，Y為亮度信號(hào)，U、V為兩個(gè)色差信號(hào)。 根據(jù)RGB計(jì)色系統(tǒng)原理，RGB信號(hào)可轉(zhuǎn)換為亮度信號(hào)，其轉(zhuǎn)換公式如下： U、V為兩個(gè)色差信號(hào)可由上式推算出來(lái), 具體如下：14電視傳送用的YUV彩色空間 根據(jù)上述公式，顯然只有兩個(gè)分量是獨(dú)立的，故在彩色電視系統(tǒng)中，只傳送Y、（R-Y）、（B-Y）兩個(gè)分量。 由于人眼對(duì)亮度的敏感程度強(qiáng)于色度信號(hào)，在實(shí)際傳送時(shí)，我們總是壓縮（R-Y）、（B-Y）兩個(gè)分量。 壓縮后的（R

7、-Y）、（B-Y）兩個(gè)分量用U、V表示。 （B-Y） （R-Y） 15電視傳送用的YUV彩色空間于是，RGB到Y(jié)UV空間的轉(zhuǎn)換公式如下：彩色空間轉(zhuǎn)換實(shí)例 例1：有如下RGB彩色空間按行排列的三個(gè)顏色點(diǎn)，請(qǐng)轉(zhuǎn)換為YUV。16復(fù)合視頻信號(hào)將色差信號(hào)在亮度信號(hào)之上進(jìn)行編碼,作為單個(gè)信號(hào)與亮度信號(hào)擁有相同的帶寬。由于亮度信號(hào)和色差信號(hào)是穿插在一起的，在信號(hào)重放時(shí)很難恢復(fù)完全出原來(lái)的色彩。其信號(hào)帶寬較窄，一般只有水平240線左右的分辨率。不包含伴音，一般與視頻輸入、輸出端口配套的還有音頻輸入、輸出端口（AudioIn、AudioOut）復(fù)合視頻接口也稱(chēng)為AV（Audio Video）接口 17分離電視信

8、號(hào)S-Video是一種兩分量的視頻信號(hào)，它把亮度和色度信號(hào)分成兩路獨(dú)立的模擬信號(hào)，一條用于亮度信號(hào)，另一條用于色差信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)稱(chēng)為Y/C信號(hào)亮度和色度都具有較寬的帶寬.由于亮度和色度分開(kāi)傳輸，可以減少其互相干擾，水平分解率可達(dá)420線。S-Video使用4針連接器， 通常稱(chēng)為S端子 。 18S端子19全電視信號(hào)將視頻的亮度信號(hào)、色度信號(hào)、同步信號(hào)和伴音信號(hào)復(fù)合在一起，稱(chēng)為全電視信號(hào)為了在空中傳播，需將它們調(diào)制成高頻信號(hào)，也叫射頻（RFRadio Frequency）信號(hào)每個(gè)信號(hào)占用一個(gè)頻道。 (6MHz)電視接收機(jī)能夠?qū)⑺邮盏降母哳l電視信號(hào)還原成視頻信號(hào)和低頻伴音信號(hào)，并能夠在熒光屏上重

9、現(xiàn)圖像，在其揚(yáng)聲器上重現(xiàn)伴音。射頻信號(hào)的接口形式就是常見(jiàn)的天線接口或有線電視接口。 202. 電視制式 實(shí)現(xiàn)電視的特定方式，稱(chēng)為電視的制式制式的區(qū)分主要在于其幀頻（場(chǎng)頻）、分解率、信號(hào)帶寬以及載頻、色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系不同等 NTSC（National Television System Committee）制、PAL（Phase Alternation Line）制SECAM(法文:Sequential Coleur Avec Memoire)制 21NTSC（National Television System Committee）1952年由美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)采用

10、正交平衡調(diào)幅的技術(shù)方式，故也稱(chēng)為正交平衡調(diào)幅制。美國(guó)、加拿大等大部分西半球國(guó)家以及中國(guó)的臺(tái)灣、日本、韓國(guó)、菲律賓等均采用這種制式。 22PAL （Phase Alternation Line）西德在1962年制訂的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，采用逐行倒相正交平衡調(diào)幅的技術(shù)方法，克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺點(diǎn)。西德、英國(guó)等一些西歐國(guó)家，新加坡、中國(guó)大陸及香港，澳大利亞、新西蘭等國(guó)家采用這種制式。 23SECAM (法文:Sequential Coleur Avec Memoire)法文的縮寫(xiě)，意為順序傳送彩色信號(hào)與存儲(chǔ)恢復(fù)彩色信號(hào)制由法國(guó)在1956年提出，1966年制定的一種新的彩色電視制式。

11、它也克服了NTSC制式相位失真的缺點(diǎn)，但采用時(shí)間分隔法來(lái)傳送兩個(gè)色差信號(hào)。使用SECAM制的國(guó)家主要集中在法國(guó)、前蘇聯(lián)及東歐和中東一帶。24PAL制電視的掃描特性(1) 625行(掃描線)/幀，25幀/秒(40 ms/幀) (2) 高寬比(aspect ratio)：4:3 (3) 隔行掃描，2場(chǎng)/幀，行/場(chǎng)(4) 顏色模型：YUV25行掃描頻率是15 625 Hz(625*25)，(行掃描)周期為64s(1,000,000/15625)；場(chǎng)掃描頻率是50 Hz(25*2),周期為20 ms(50/1000)；幀頻是25 Hz，是場(chǎng)頻的一半，周期為40 ms。在發(fā)送電視信號(hào)時(shí)，每一行中傳送圖像

12、的時(shí)間是，其余的不傳送圖像，是行掃描的逆程時(shí)間，同時(shí)用作行同步及消隱用。每一場(chǎng)的掃描行數(shù)為行，其中25行作場(chǎng)回掃，不傳送圖像，傳送圖像的行數(shù)每場(chǎng)只有行，因此每幀只有575行有圖像顯示。26不同電視制式的技術(shù)指標(biāo) TV制式NTSCPALSECAM幀頻（Hz）302525行/幀525625625亮度帶寬（MHz）4.26.06.0彩色幅載波（MHz）3.584.434.25色度帶寬（MHz）1.3(I)，0.6(Q)1.3(U)，1.3(V)1.0(U)，1.0(V)聲音載波（MHz）4.56.56.5273. 電視信號(hào)數(shù)字化 數(shù)字化方法（a）先從復(fù)合彩色電視圖像中分離出彩色分量，然后數(shù)字化。對(duì)彩

13、色全電視信號(hào)，通常是首先把模擬的全彩色電視信號(hào)分離成YCbCr，YUV，RGB彩色空間中的分量信號(hào)，然后用三個(gè)A/D（模/數(shù)Analog Digital）轉(zhuǎn)換器分別對(duì)它們數(shù)字化。（b）首先用一個(gè)高速A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)彩色全電視信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后在數(shù)字域中進(jìn)行分離，以獲得所希望的YCbCr，YUV或RGB分量數(shù)據(jù) 國(guó)際無(wú)線電咨詢(xún)委員會(huì)CCIR制定了彩色電視圖像數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)。28采樣頻率對(duì)PAL制、SECAM制，采樣頻率fs為fs=62525N=15625N=13.5 MHz, N=864其中，N為每一掃描行上的采樣數(shù)目。有效顯示分辨率對(duì)PAL制和SECAM制的亮度信號(hào)，每一條掃描行采樣864個(gè)樣本。

14、每一掃描行的有效樣本數(shù)均為720個(gè)。 29標(biāo)準(zhǔn) 推薦使用422的彩色電視圖像采樣格式。Y用13.5 MHz的采樣頻率，Cr，Cb用6.75 MHz的采樣頻率彩色電視數(shù)字化參數(shù)摘要30圖像子采樣 對(duì)彩色電視圖像進(jìn)行采樣時(shí)，可以采用兩種方法。一種是使用相同的采樣頻率對(duì)圖像的亮度信號(hào)和色差信號(hào)進(jìn)行采樣，另一種是對(duì)亮度信號(hào)和色差信號(hào)分別采用不同的采樣頻率進(jìn)行采樣。如果對(duì)色差信號(hào)使用的采樣頻率比對(duì)亮度信號(hào)使用的采樣頻率低，這種采樣就稱(chēng)為圖像子采樣(subsampling)。 31圖像子采樣格式 4:4:4 指在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)取4個(gè)亮度Y樣本、4個(gè)紅色差Cr樣本和4個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，這就相

15、當(dāng)于每個(gè)像素用3個(gè)樣本表示。4:2:2 在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)取4個(gè)亮度Y樣本、2個(gè)紅色差Cr樣本和2個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，平均每個(gè)像素用2個(gè)樣本表示。4:1:1 在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)取4個(gè)亮度Y樣本、1個(gè)紅色差Cr樣本和1個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，平均每個(gè)像素用個(gè)樣本表示。4:2:0 在水平和垂直方向上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)上取4個(gè)亮度Y樣本、1個(gè)紅色差Cr樣本和1個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，平均每個(gè)像素用個(gè)樣本表示。 32彩色圖像YCbCr樣本空間位置 334.2 數(shù)字視頻 數(shù)字視頻的內(nèi)容是被計(jì)算機(jī)捕捉并數(shù)字化了的攝像機(jī)或電影的膠片。通過(guò)把圖形圖像放在一起創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)也可以獲得數(shù)字視頻。數(shù)字視頻結(jié)

16、合了圖形和音頻的特征，為數(shù)字媒體產(chǎn)品創(chuàng)建了動(dòng)態(tài)的內(nèi)容。341.視頻數(shù)字化 視頻采集 視頻采集卡接收模擬視頻信號(hào)，然后把它轉(zhuǎn)化成數(shù)字視頻數(shù)據(jù) 從攝像機(jī)傳輸數(shù)字視頻數(shù)據(jù)到硬盤(pán)上,使用采集軟件的控制功能找到需要傳輸?shù)钠?，然后點(diǎn)擊“record（錄制）”按鈕。通過(guò)DV編碼器，視頻數(shù)據(jù)以整幅圖片大小、25fps的速度傳送到硬盤(pán)上 .35視頻的數(shù)字化不僅要在空間上采樣，還要在時(shí)間上采樣，即每隔一定的時(shí)間進(jìn)行一次空間上的采樣。PAL制式的采樣幀速率是25幀/秒NTSC制式的文件采樣幀速率是幀/秒，數(shù)字視頻中，幀速率是可以更改的，一般動(dòng)畫(huà)的幀速是12幀/秒或更低 通常用時(shí)間碼動(dòng)畫(huà)和電視工程師協(xié)會(huì)SMPTE時(shí)

17、間碼標(biāo)準(zhǔn):小時(shí):分鐘:秒:幀一段PAL制式時(shí)間碼標(biāo)記為00:02:31:15的視頻片段的播放時(shí)間為2分鐘31秒15幀，如果以每秒25幀的速率播放，則播放時(shí)間為2分鐘秒。362. 數(shù)字視頻的文件格式 (1)AVIAVI（Audio Video Interleave）音頻視頻交錯(cuò)是一種音頻和視頻交叉記錄的數(shù)字視頻文件格式 1992年初Microsoft公司推出。在AVI文件中，運(yùn)動(dòng)圖像和伴音數(shù)據(jù)是以交織的方式存儲(chǔ)，并獨(dú)立于硬件設(shè)備。它可以在任何Windows環(huán)境下工作，而且還具有擴(kuò)展環(huán)境的功能。用戶(hù)可以開(kāi)發(fā)自己的AVI視頻文件，在Windows環(huán)境下可隨時(shí)調(diào)用根據(jù)AVI格式的參數(shù)，其窗口、分辨率和

18、幀速率可以根據(jù)播放環(huán)境的硬件能力和處理速度進(jìn)行調(diào)整37(2).Windows Media 視頻主要有2種不同的擴(kuò)展名，asf文件和wmv文件。ASF (Advanced Streaming Format)是微軟所制訂的一種媒體播放格式,也是一個(gè)可以在Internet上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)播放的標(biāo)準(zhǔn)，使用MPEG-4的壓縮算法。ASF包括音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息。通過(guò)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。優(yōu)點(diǎn)是體積小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。ASF格式的視頻中可以帶有命令代碼，用戶(hù)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 38(3) RealMedia文件格式 RM格

19、式 RM格式是RealNetworks公司開(kāi)發(fā)的一種流媒體視頻文件格式 .可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌俾手贫ú煌膲嚎s比率，從而實(shí)現(xiàn)在低速率的Internet上進(jìn)行視頻文件的實(shí)時(shí)傳送和播放 .在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中可以邊下載邊播放，而不必完全下載后再播放。也可以利用RealVideo對(duì)重大事件進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播。 39(4) QuickTime電影(Movie) Apple公司的QuickTime電影文件現(xiàn)已成為是數(shù)字媒體領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。QuickTime文件格式中媒體描述和媒體數(shù)據(jù)是分開(kāi)存儲(chǔ)的，媒體描述或元數(shù)據(jù)（meta-data）叫做電影（movie）,包含軌道數(shù)目、視頻壓縮格式和時(shí)間信息。媒體數(shù)據(jù)是

20、所有的采樣數(shù)據(jù)，如視頻幀和音頻采樣，媒體數(shù)據(jù)可以與QuickTime movie存儲(chǔ)在同一個(gè)文件中，也可以在一個(gè)單獨(dú)的文件或者在幾個(gè)文件中。MOV視頻影像，采用有損壓縮方法，使用QuickTime播放，比AVI畫(huà)面質(zhì)量要好40(5) Mpeg文件 MPEG是壓縮視頻的基本格式。以這種壓縮算法記錄的視頻稱(chēng)為MPEG文件，通常有.mpg的文件后綴名。MPG還有兩個(gè)變種MPV和MPA。MPV只有視頻不含音頻，MPA是則只記錄了音頻沒(méi)有視頻。VCD中的DAT文件，實(shí)際上是在MPG文件頭部加上了一些運(yùn)行參數(shù)形成的變體?？梢允褂密浖⑵滢D(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Mpg文件。 41(6)DV格式DV（Digital Vi

21、deo）格式是一種國(guó)際通用的數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)，是由10余家公司共同開(kāi)發(fā)的，可以在一盤(pán)1/4英寸的金屬蒸鍍帶（MiniDV格式）上記錄高質(zhì)量的數(shù)字視音頻信號(hào)。DV格式是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)在MiniDV磁帶上的記錄方式要傳輸?shù)诫娔X中，通常使用IEEEl394接口.它起源于Apple開(kāi)發(fā)的一個(gè)名為FireWire（火線）的高速、實(shí)時(shí)串行接口標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)400Mb/s。1995年被國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)采納為IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)。 DV/1394采集:720*576, 25frames/second,424.3 數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ISO(International Standardization

22、 Organization-ISO)，國(guó)際電子學(xué)委員會(huì)IEC(International Electronics Committee-IEC)，國(guó)際電信協(xié)會(huì)ITU(International Telecommunication Union-ITU)20世紀(jì)90年代制定了三個(gè)重要的多媒體國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。JPEG標(biāo)準(zhǔn)、MPEG標(biāo)準(zhǔn)和H261標(biāo)準(zhǔn) 431. MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn) 于1992年底正式被ISO/IEC采納 其視頻是面向比特率大約為的視頻信號(hào)的壓縮其音頻是面向每通道速率為64Kb/s、28Kb/s和192Kb/s的數(shù)字音頻信號(hào)的壓縮其最終目標(biāo)要解決數(shù)字視頻和數(shù)字音頻等多樣壓縮數(shù)據(jù)流的復(fù)合和同步的問(wèn)

23、題。所以，MPEG-1是將數(shù)字視頻信號(hào)和與其相伴隨的音頻信號(hào)在一個(gè)可以接受的質(zhì)量下，能被壓縮到比特率約的一個(gè)MPEG單一比特流 442. MPEG視頻壓縮算法 動(dòng)態(tài)圖像由一序列靜態(tài)圖像構(gòu)成，對(duì)靜態(tài)圖像的壓縮方法同樣適用于動(dòng)態(tài)圖像的壓縮動(dòng)態(tài)圖像在幀與幀之間的特點(diǎn):動(dòng)態(tài)圖像以每秒25 幀播放，在如此短的時(shí)間內(nèi)，畫(huà)面通常不會(huì)有大的變化；在畫(huà)面中變化的只是運(yùn)動(dòng)的部分，靜止的部分往往占有較大的面積；即使是運(yùn)動(dòng)的部分，也多為簡(jiǎn)單的平移 處理辦法: 幀間壓縮若干幀之后就記錄一幅原始的幀 45I幀，幀內(nèi)圖像，JPEG壓縮，不參照任何過(guò)去的或者將來(lái)的其他圖像幀 P為預(yù)測(cè)幀，利用相鄰I幀或P幀的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行預(yù)測(cè)

24、B圖像稱(chēng)為雙向預(yù)測(cè)幀，利用前后的I、P幀463. 其它MPEG標(biāo)準(zhǔn) (1) MPEG-2標(biāo)準(zhǔn) MPEG組織于1994年推出MPEG-2壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)視/音頻服務(wù)與應(yīng)用互操作的可能性。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應(yīng)用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細(xì)規(guī)定，編碼碼率從每秒3兆比特100兆比特。MPEG-2特別適用于廣播級(jí)的數(shù)字電視的編碼和傳送，被認(rèn)定為SDTV和HDTV的編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2還專(zhuān)門(mén)規(guī)定了多路節(jié)目的復(fù)分接方式。47MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的主要應(yīng)用視音頻資料的保存非線性編輯系統(tǒng)及非線性編輯網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星傳輸電視節(jié)目的播出 48(2) MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)MPEG 于1999年2

25、月正式公布MPEG-4的第一版本。同年年底MPEG-4第二版亦告底定，且于2000年年初正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4不只是具體壓縮算法，它是針對(duì)數(shù)字電視、交互式繪圖應(yīng)用（影音合成內(nèi)容）、交互式多媒體等整合及壓縮技術(shù)的需求而制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)將眾多的多媒體應(yīng)用集成于一個(gè)完整的框架內(nèi)，旨在為多媒體通信及應(yīng)用環(huán)境提供標(biāo)準(zhǔn)的算法及工具，從而建立起一種能被多媒體傳輸、存儲(chǔ)、檢索等應(yīng)用領(lǐng)域普遍采用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。49MPEG-4在編碼時(shí)將一幅景物分成若干在時(shí)間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對(duì)象，分別編碼后，再經(jīng)過(guò)復(fù)用傳輸?shù)浇邮斩?，然后再?duì)不同的對(duì)象分別解碼，從而組合成所需要的視頻和音頻。這樣既

26、方便我們對(duì)不同的對(duì)象采用不同的編碼方法和表示方法，又有利于不同數(shù)據(jù)類(lèi)型間的融合，50與MPEG-1、MPEG-2相比，MPEG-4具有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：基于內(nèi)容的交互性 提供了基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)訪問(wèn)工具，如索引、超級(jí)鏈接、上下載、刪除等。 高效的壓縮性 能對(duì)同時(shí)發(fā)生的數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼 一個(gè)場(chǎng)景的多視角或多聲道數(shù)據(jù)流可以同步地合成為最終數(shù)據(jù)流?？捎糜谔摂M三維游戲、電影、飛行仿真練習(xí)等 通用的訪問(wèn)性 提供易出錯(cuò)環(huán)境的魯棒性，保證其在網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)介質(zhì)中的應(yīng)用。支持基于內(nèi)容的可分級(jí)性，即把內(nèi)容、質(zhì)量、復(fù)雜性分成許多小塊來(lái)滿(mǎn)足不同用戶(hù)的不同需求，支持具有不同帶寬，不同存儲(chǔ)容量的傳輸信道和接收端51MPEG-

27、4主要應(yīng)用因特網(wǎng)視音視頻廣播無(wú)線通信靜止圖像壓縮電視 計(jì)算機(jī)圖形動(dòng)畫(huà)與仿真電子游戲等52(3) MPEG-7 正式名稱(chēng)是“多媒體內(nèi)容描述接口于1998年10月提出，于2001年最終完成并公布旨在解決對(duì)多媒體信息描述的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，并將該描述與所描述的內(nèi)容相聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)快速有效的搜索.該標(biāo)準(zhǔn)不包括對(duì)描述特征的自動(dòng)提取MPEG-7的目標(biāo)是根據(jù)信息的抽象層次，提供一種描述多媒體材料的方法以便表示不同層次上的用戶(hù)對(duì)信息的需求 53以視覺(jué)內(nèi)容為例，較低抽象層將包括形狀、尺寸、紋理、顏色、運(yùn)動(dòng)（軌道）和位置的描述。對(duì)于音頻的較低抽象層包括音調(diào)、調(diào)式、音速、音速變化、音響空間位置。最高層將給出語(yǔ)義信息：如“這是

28、一個(gè)場(chǎng)景：一個(gè)鴨子正躲藏在樹(shù)后并有一個(gè)汽車(chē)正在幕后通過(guò)?！背橄髮优c提取特征的方式有關(guān)：許多低層特征能以完全自動(dòng)的方式提取，而高層特征需要更多人的交互作用 54MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用數(shù)字圖書(shū)館、多媒體目錄服務(wù)、廣播媒體選擇、多媒體編輯、教育、娛樂(lè)、醫(yī)療應(yīng)用地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域都有潛在的應(yīng)用價(jià)值 既可應(yīng)用于存儲(chǔ)（在線或離線），也可以用于流式應(yīng)用還可在實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的環(huán)境下應(yīng)用 55(4) MPEG-21 正式名稱(chēng)為 Multimedia Framework ，其目的是建立一個(gè)具規(guī)范且開(kāi)放的多媒體傳輸平臺(tái)，讓所有的多媒體播放裝置都能透過(guò)此平臺(tái)接收多媒體資料使用者可以利用各種裝置、透過(guò)各種網(wǎng)路環(huán)境去取得多

29、媒體內(nèi)容，而不需要知道多媒體資料的壓縮方式及使用的網(wǎng)路環(huán)境。多媒體內(nèi)容提供者或服務(wù)業(yè)者也不會(huì)受限于使用者的裝置及網(wǎng)路環(huán)境，針對(duì)多種不同壓縮方法來(lái)提供多媒體內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)正是致力于在大范圍的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)透明的傳輸和對(duì)多媒體資源的充分利用 561980年 建議被通過(guò) ,是CCITT制定的國(guó)際上第一個(gè)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) H261標(biāo)準(zhǔn)的名稱(chēng)為“視聽(tīng)業(yè)務(wù)速率為Px64Kb/s的視頻編譯碼”，因此又稱(chēng)Px64標(biāo)準(zhǔn)，其中P為64kb/s的取值范圍，是1到30的可變參數(shù)，最初是針對(duì)在ISDN上實(shí)現(xiàn)電信會(huì)議應(yīng)用特別是面對(duì)可視 和視頻會(huì)議而設(shè)計(jì)的 57與MPEG不兼容在實(shí)時(shí)編碼時(shí)比MPEG所占用的CPU運(yùn)算量少得多 劇烈運(yùn)

30、動(dòng)的圖像比相對(duì)靜止的圖像質(zhì)量要差 碼率變化范圍在64kbps至之間 58關(guān)于低于64Kb/s比特率的窄帶通道視頻編碼建議，其目的是能在現(xiàn)有的 網(wǎng)上傳輸活動(dòng)圖像 的編碼速度快，其設(shè)計(jì)編碼延時(shí)不超過(guò)150ms；碼率低，在512K乃至384K帶寬下仍可得到相當(dāng)滿(mǎn)意的圖像效果，十分適用于需要雙向編解碼并傳輸?shù)膱?chǎng)合,如可視 和網(wǎng)絡(luò)條件不是很好的場(chǎng)合 建議草案于1995年11月完成 594.4 數(shù)字視頻處理 線性編輯手工非線性編輯數(shù)字非線性編輯601. 數(shù)字非線性編輯 線性編輯的缺點(diǎn)非線性編輯的優(yōu)點(diǎn)非線性編輯系統(tǒng)的組成非線性編輯基本過(guò)程612. 數(shù)字視頻節(jié)目制作過(guò)程 (1)獲取素材視頻、圖像、照片、聲音、

31、動(dòng)畫(huà)（2）節(jié)目制作素材瀏覽 編輯點(diǎn)定位 素材剪輯 素材組接 素材組接 特技 字幕 聲音編輯動(dòng)畫(huà)（圖像）制作與合成 （3）節(jié)目輸出 623. 節(jié)目制作舉例 Premiere簡(jiǎn)介提供與線性編輯機(jī)一致的操作方式，可以組接多種格式的視頻和圖像，提供多種鏡頭切換方式、視頻疊加方式可對(duì)圖像的色調(diào)和亮度等色彩參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，方便地在視頻圖像上添加字目或徽標(biāo)，可以進(jìn)行音頻的編輯和合成，很方便地為圖像配音或?yàn)檎Z(yǔ)音添加音樂(lè)配音，支持多種格式的視頻輸出 63Premiere的啟動(dòng)界面 64（1）導(dǎo)入素材（視頻）在Premiere的File菜單中選擇Capture。每10分鐘的影像會(huì)占用2G左右的空間從File菜單中選

32、擇Import，可以導(dǎo)入Premier支持的其它影像格式 （2）在TimeLine窗口中編輯加工素材（3）在視頻之間添加過(guò)渡效果 （4）添加編輯聲音（5）編輯字幕（6）導(dǎo)出視頻65課堂演示例4-1 將兩段不同的視頻拼接在一起。例4-2 在兩段視頻間加上過(guò)渡。例4-3 給視頻添加滾動(dòng)的字幕。 664. Alpha通道 在圖形學(xué)中，Alpha指的是除了顏色的三個(gè)分量（RGB）外的第四個(gè)分量：透明度 Alpha通道使用8位二進(jìn)制數(shù)，可以表示256級(jí)透明度。白色（值為255）的Alpha像素用以定義不透明的彩色像素，而黑色（值為0）的Alpha通道像素用以定義透明像素，介于黑白之間的灰度的Alpha像素用以定義不同程度的半透明像素。 67Alpha通道不僅用于單個(gè)圖形的透明或半透明顯示，更重要的是在圖像合成中被廣泛運(yùn)用。事實(shí)上，把需要組合的顏色計(jì)算出不含Alpha分量的原始RGB分量然后相加便可。68如兩幅圖像分別為A和B，由這兩幅圖像組合而成的圖像稱(chēng)為C，則可用如下四元組表示圖A和B，三元組表示圖像C： A：（Ra，Ga，Ba，Alphaa） B：（Rb，Gb，Bb，Alphab） C：（Rc，Gc，Bc）根據(jù)上述算法Rc=Ra*Alphaa+Rb*AlphabGc=Ga*Alphaa+Gb*AlphabBc=Ba*Alphaa+Bb*Alphab