第6章-視頻處理技術

第6章視頻處理技術本章概述本章的學習目標主要內(nèi)容1本章概述視頻(Video)處理技術是多媒體技術中較為復雜的信息處理技術，能夠同時處理運動圖像和與之相伴的音頻信號，使計算機具備處理視頻信號的能力。本章主要包括視頻基礎知識、數(shù)字視頻技術、視頻采集、格式轉換和編輯等相關處理技術。2本章的學習目標理解視頻頻的基本知識掌握常用的視頻文件格式理解掌握視頻的采集過程熟練掌握視頻編輯處理3主要內(nèi)容6.1視頻基礎知識6.2數(shù)字視頻技術6.3視頻的采集6.4視頻格式轉換工具--格式工廠6.5基于Premiere的視頻處理技術6.6本章小結46.1視頻基礎知識視頻是多幅靜止圖像(圖像幀)與連續(xù)的音頻信息在時間軸上同步運動的混合媒體，圖像隨時間變化而產(chǎn)生運動感，因此視頻也被稱為運動圖像。在多媒體技術中，視頻信息的獲取和處理占有舉足輕重的地位，視頻處理技術是多媒體應用的一個核心技術。按照視頻的存儲與處理方式不同，可分為模擬視頻和數(shù)字視頻兩種。56.1視頻基礎知識模擬視頻數(shù)字視頻數(shù)字視頻編緝非線性編輯系統(tǒng)6模擬視頻模擬視頻(AnalogVideo)是以連續(xù)的模擬信號方式存儲、處理和傳輸?shù)囊曨l信息，所用的存儲介質、處理設備以及傳輸網(wǎng)絡都是模擬的。例如，采用模擬攝像機拍攝的視頻畫面，通過模擬通信網(wǎng)絡(有線、無線)傳輸，使用模擬電視接收機接收、播放，或者用盒式磁帶錄像機將其作為模擬信號存放在磁帶上等。常見的模擬視頻格式有VHS和S-VHS、VHS-C格式。7模擬視頻模擬視頻具有以下的特點：以連續(xù)的模擬信號形式記錄視頻信息。用隔行掃描方式在輸出設備(如電視機)上還原圖像。用模擬設備編輯處理。用模擬調(diào)幅的手段在空間傳播。使用模擬錄像機將視頻作為模擬信號存放在磁帶上。傳統(tǒng)的視頻信號都是以模擬方式進行存儲和處理的，在傳輸方面模擬視頻信號存在不足，圖像會隨頻道和距離的變化產(chǎn)生較大衰減，且不適合網(wǎng)絡傳輸。8模擬視頻1．模擬視頻的信號類型模擬視頻信號主要包括亮度信號、色度信號、復合同步信號和伴音信號。為了實現(xiàn)模擬視頻在不同環(huán)境下的傳輸和連接，通常提供復合視頻信號、分量視頻信號、分離視頻信號、射頻信號等幾種信號類型。9模擬視頻復合視頻信號復合視頻信號(CompositeVideoSignal)是指包含亮度信號、色差信號和所有定時信號的單一模擬信號。這種類型的視頻信號不包含伴音信號，帶寬較窄，一般只能提供240線左右的水平分辨率。大多數(shù)視頻卡都提供這種類型的視頻接口。10模擬視頻分量視頻信號分量視頻信號(ComponentVideoSignal)是指每個基色分量作為獨立的電視信號。每個基色既可以分別用R、G、B表示，也可以用亮度-色差表示，如Y、I、Q或Y、U、V等。使用分量視頻信號是表示顏色的最好方法，但是需要比較寬的帶寬和同步信號。計算機輸出的VGA視頻信號是分量形式的。11模擬視頻分離視頻信號分離視頻信號S-Video(SeparatedVideo)是分量視頻信號和復合視頻信號的一種折中方案。它將亮度Y和色差信號C分離，既減少了亮度信號和色差信號之間的交叉干擾，又可提高亮度信號的帶寬。大多數(shù)視頻卡均提供這種類型的視頻接口。12模擬視頻射頻信號為了實現(xiàn)模擬視頻信號的遠距離傳輸，必須把包括亮度信號、色度信號、復合同步信號和伴音信號在內(nèi)的全電視信號調(diào)制成射頻信號，每個信號占用一個頻道。當視頻接收設備(如電視機)接收到射頻信號時，先從射頻信號中解調(diào)出全電視信號，再還原成圖像和聲音信號，一般在TV卡上提供這種接口。為了便于模擬視頻的處理、傳輸和存儲，國際上形成了相關的模擬視頻標準——廣播視頻標準，來規(guī)范和統(tǒng)一模擬視頻體系。13模擬視頻2．模擬視頻標準模擬廣播視頻標準也稱電視制式，世界上最常用的有3種：NTSC、PAL和SECAM。不同制式的區(qū)別主要在于其幀頻（場頻）的不同、信號帶寬以及載頻的不同、色彩空間的轉換關系不同等等。14模擬視頻NTSC標準NTSC標準美國國家電視標準委員會(NationalTelevisionStandardCommittee，NTSC)于1952年制定的一項電視廣播傳輸和接收協(xié)議標準。該標準定義了將信息編碼成電信號并最終形成電視畫面的方法，基本內(nèi)容有：視頻信號的幀由525條水平掃描線構成，場頻為每秒60場，幀頻為每秒30幀。為了繪制單幀視頻信號，電子束實際要執(zhí)行兩次掃描，第一次掃描所有奇數(shù)行，然后再掃描所有偶數(shù)行。這種分兩次創(chuàng)建一幀視頻的過程稱為隔行掃描，這種技術被用來防止電視機閃爍。標準的數(shù)字化NTSC電視標準分辨率為720×480像素，24比特的色彩位深，畫面的寬高比為4:3。NTSC電視標準用于美、日等國家和地區(qū)。15模擬視頻PAL標準PAL是PhaseAlternatingLine的縮寫，即正交平衡調(diào)幅逐行倒相制式。它是西德在1967年指定的彩色電視廣播標準，它采用逐行倒相正交平衡調(diào)幅的技術方法，克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺點。PAL標準將屏幕分辨率增加到625條線，但是掃描速率被降到了25fps。與NTSC類似，采用隔行掃描方式，奇數(shù)行和偶數(shù)行圖像均需要1/50s的掃描時間，即刷新頻率為50Hz。該標準主要用于歐洲大部分國家、澳大利亞、南非、中國和南美洲。16模擬視頻SECAM標準SECAM是法文SéquentielCouleuràMémoire縮寫，意為“按順序傳送彩色與存儲”，1966年由法國研制成功。該標準主要在法國、東歐國家、俄羅斯以及部分非洲國家。SECAM制式的幀頻每秒25幀，掃描線625行，隔行掃描，畫面比例4:3，分辨率為720×576，約40萬像素，亮度帶寬6.0MHz。它與NTSC和PAL彩色電視系統(tǒng)有所不同，主要區(qū)別在于它使用的基本技術和廣播方法方面。在歐洲銷售的電視機一般都使用雙重制式，能夠處理PAL和SECAM標準的視頻。17模擬視頻3種模擬視頻制式的主要技術參數(shù)18模擬視頻3．DTV數(shù)字電視標準數(shù)字電視(DigitalTelevision，DTV)是繼黑白電視和彩色電視之后的第三代電視，是在拍攝、編輯、制作、播出、傳輸、接收等電視信號處理的全過程都使用數(shù)字技術的電視系統(tǒng)。數(shù)字電視可大幅度提高收視質量和頻道數(shù)量，還可以實現(xiàn)雙向交互式服務。隨著計算機多媒體與寬帶網(wǎng)絡技術的發(fā)展，許多國家都在制訂新的數(shù)字電視標準，以支持高清晰度電視。19模擬視頻數(shù)字電視標準把電視圖像的清晰度分為普通清晰度電視(PureDigitalTelevision，PDTV)、標準清晰度電視(StandardDefinitionTelevision，SDTV)、高清晰度電視(HighDefinitionTelevision，HDTV)3個等級，支持隔行和逐行兩種場掃描方式。數(shù)字電視標準參數(shù)20模擬視頻事實上，在HDTV達到1920×1080分辨率之前，還有一個過渡性標準HDTV-720P，其垂直分辨率為720線，掃描方式為逐行掃描。從技術原理上講，同分辨率的逐行掃描方式要比隔行掃描方式所形成的畫面質量穩(wěn)定。近年來，平板電視逐漸盛行，有液晶平板(LCD)、等離子平板(PDP)、光顯平板(DLP)等，這些平板電視都已經(jīng)達到1920×1080像素的分辨率水平，完全符合HDTV的要求。21數(shù)字視頻數(shù)字視頻(DigitalVideo)是以離散的數(shù)字信號方式表示、存儲、處理和傳輸?shù)囊曨l信息，所用的存儲介質、處理設備以及傳輸網(wǎng)絡都是數(shù)字化的。例如，采用數(shù)字攝像設備直接拍攝的視頻畫面，通過數(shù)字寬帶網(wǎng)絡(光纖網(wǎng)、數(shù)字衛(wèi)星網(wǎng)等)傳輸，使用數(shù)字設備(數(shù)字電視接收機或模擬電視+機頂盒、多媒體計算機)接收播放或用數(shù)字化設備將視頻信息存儲在數(shù)字存儲介質(光盤、磁盤、數(shù)字磁帶等)上，如VCD、DVD等。22數(shù)字視頻數(shù)字視頻具有以下特點：以離散的數(shù)字信號形式記錄視頻信息。用逐行掃描方式在輸出設備(如顯示器)上還原圖像。用數(shù)字化設備編輯處理。通過數(shù)字化寬帶網(wǎng)絡傳播?？蓪⒁曨l信息存儲在數(shù)字存儲媒體上。23數(shù)字視頻多媒體技術中的數(shù)字視頻，主要指以多媒體計算機為核心的數(shù)字視頻處理體系。要使多媒體計算機能夠對視頻進行處理，除了直接拍攝數(shù)字視頻信息外，還必須把模擬視頻源——來自于電視機、模擬攝像機、錄像機、影碟機等設備的模擬視頻信號，轉換成數(shù)字視頻。24數(shù)字視頻與模擬視頻相比，數(shù)字視頻還具有以下優(yōu)點：可用計算機編輯處理：視頻信息可方便地在多媒體計算機中進行采集、編碼、編輯、存儲、傳輸?shù)忍幚恚材芡ㄟ^專門的視頻編輯軟件，進行精確的剪裁、拼接、合成以及其他各種效果編輯等技術處理，并能提供動態(tài)交互能力。再現(xiàn)性好：數(shù)字視頻可以不失真地進行無限次復制，其抗干擾能力是模擬圖像無法比擬的。數(shù)字視頻也不會因存儲、傳輸和復制而產(chǎn)生圖像質量的退化。適合于數(shù)字網(wǎng)絡：在計算機網(wǎng)絡環(huán)境中，數(shù)字視頻信息可以很方便地實現(xiàn)資源的共享。數(shù)字視頻信號可長距離傳輸而不會產(chǎn)生信號衰減。25數(shù)字視頻數(shù)字視頻的缺陷：數(shù)據(jù)量巨大，因而需要進行適當?shù)臄?shù)據(jù)壓縮才能適合用一般設備進行處理。播放數(shù)字視頻時需要通過解壓縮還原視頻信息，因而處理速度較慢。26數(shù)字視頻編緝1．視頻內(nèi)容的編輯同其它的媒體信息一樣，數(shù)字視頻在計算機中也是以數(shù)據(jù)文件形式存放的，所以對數(shù)字視頻進行編輯，實際上就是對具有特定格式的計算機數(shù)據(jù)文件進行編輯，最大的特點是定位準確，主要包括插入(拼接)和刪除(裁剪)。由于實際使用視頻信息時都伴有配音和背景音樂，所以這里所說的視頻編輯操作也適合相應的聲音信息。27數(shù)字視頻編緝2．視頻效果的處理視頻效果處理是指對已有的視頻圖像通過添加適當?shù)乃囆g效果和特技鏡頭，刺激人們的視覺感官以達到準確反映內(nèi)容和渲染、夸張的效果。通常，采用的效果有放大、縮小、移位、移進、移出、凍結、翻轉、滾動、翻頁、裂像、鏡像、油畫、瓷磚、彩邊、背景、疊加、軌跡、頻閃、拖尾、反射、負像、單色、透視、三結旋轉、曲線移動、色鍵跟蹤、增量凍結、字幕、合成及淡入淡出等。視頻的效果編輯也包括相應的伴音效果編緝，而且伴音效果要和視頻效果相適應，互相配合與襯托，才能最終得到最佳的視覺與聽覺效果。數(shù)字視頻編輯工作均在相應的視頻處理軟件支持下完成。28數(shù)字視頻編緝3．輸出視頻編輯結果編輯數(shù)字視頻的目的是為了得到所需的視頻效果，一旦編輯完成，就可以輸出編輯結果。通常的輸出形式有兩種：一是直接輸出壓縮的視頻文件，如AVI、MPEG、MOV等格式，以后再利用這些壓縮的視頻文件制作VCD、DVD光盤或網(wǎng)絡流媒體視頻；二是直接輸出到數(shù)字錄像帶進行保存。29數(shù)字視頻編緝4．視頻編輯的相關概念A/BRoll(A/B卷)：只有兩個獨立的視頻源編輯合成的視頻。合成視頻：指色度和亮度信息己經(jīng)合成在同一視頻信號中。視頻合成：指將一個視頻信號疊加在另一個視頻信號上，合并成為單一視頻文件的過程，也稱視頻疊加。編輯決策表(EditDecisionList，EDL)：指一系列視頻編輯指令列表，可以由視頻編輯軟件生成。在EDL中，包含了時間代碼標記、持續(xù)時間、修剪標記、順序、過渡效果等信息。進出標記(In/OutMarker)：通常置于數(shù)字視頻或音頻文件中，用來標記文件的開始或結束。30數(shù)字視頻編緝4．視頻編輯的相關概念時間碼((TimeCodes)：視頻片段中用來區(qū)分幀的時間標記。每個幀都有時間碼，通過它可準確定位視頻片段中的每一幀并度量一個視頻片段的持續(xù)時間。線性編輯(LinearEditing)：一種基于傳統(tǒng)媒體的聲像編輯技術。當使用者要選取不同的音/視頻素材或某一片段時，需要頻繁地倒帶、進帶，甚至更換錄像帶，從前往后尋找所需片段。要完成一段音/視頻編輯，需要反復進行以上過程，其過程費時費力，效率較低。所以，線性編輯強調(diào)了整個編輯過程的順序性。非線性編輯：指建立在多媒體計算機系統(tǒng)之上的一種音/視頻編輯技術，實現(xiàn)音/視頻信息的裁剪、拼接、合成以及其他效果處理等編輯功能。31非線性編輯系統(tǒng)為了更好地進行數(shù)字視頻編輯與處理，應該建立一個完整的數(shù)字視頻編輯系統(tǒng)——非線性編輯系統(tǒng)。非線性編輯系統(tǒng)以高性能的多媒體計算機為平臺，配以高速、大容量硬盤，必要時可升級為硬盤陣列，支持DV和模擬視頻輸入，具備高性能的實時壓縮能力，在視頻處理軟件的管理和控制下，可完成相應的視/音頻編輯和節(jié)目制作。為了同時顯示和編輯更多窗口，可再接一個顯示器。另外，連接錄像機和配置DVD刻錄機，可將信息方便地輸出到錄像帶和刻錄DVD光盤。非線性編輯系統(tǒng)已經(jīng)成為影視節(jié)目后期制作、VCD和DVD出版以及多媒體課件開發(fā)等工作所必須的系統(tǒng)環(huán)境。32非線性編輯系統(tǒng)基于非線性編輯系統(tǒng)之上的數(shù)字視頻編輯，一般要經(jīng)歷搜集整理音/視頻素材、音/視頻素材采集、數(shù)字視頻編輯、預覽編輯結果、生成效果視頻、回放錄制等幾個主要過程。與傳統(tǒng)的線性編輯相比，非線性編輯具有以下特點：非線性視頻編輯是對數(shù)字視頻文件的編輯和處理，可以隨時、隨地、重復編輯和處理。非線性編輯的任何編輯操作(如剪輯、修改、復制、調(diào)整畫面前后順序等)，都不會引起畫面質量的下降。編輯方便簡單，音/視頻對位準確，編輯效果豐富，編輯功能強大。非線性編輯系統(tǒng)設備數(shù)字化、小型化、功能強，便于與其他非線性編輯系統(tǒng)或多媒體計算機系統(tǒng)連網(wǎng)，共享資源。33主要內(nèi)容6.1視頻基礎知識6.2數(shù)字視頻技術6.3視頻的采集6.4視頻格式轉換工具--格式工廠6.5基于Premiere的視頻處理技術6.6本章小結346.2數(shù)字視頻技術動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準常見的視頻處理功能視頻編輯軟件視頻文件格式35動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準視頻信號數(shù)字化之后的數(shù)據(jù)量非常大，如果沒有高效率的壓縮技術，很難傳輸和存儲。目前，由國際標準化組織ISO和ITU-T(國際電信聯(lián)盟)正式公布的視頻壓縮編碼標準中，有MPEG標準系列和H.26X標準系列。36動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準1．MPEG視頻壓縮標準MPEG的全稱是運動圖像專家組(MovingPictureExpertsGroup)，是在1988年由國際標準化組織ISO和國際電工委員會(InternationalElectrotechnicalCommission，IEC)聯(lián)合成立的專家組，負責開發(fā)電視圖像數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)的編碼、解碼和它們的同步等標準，這個專家組開發(fā)的標準稱為MPEG標準。目前，已經(jīng)開發(fā)的MPEG標準有：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21。37動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準MPEG-1MPEG-1(ISO/IEC11172)是MPEG組織于1992年提出的第一個具有廣泛影響的多媒體國際標準，該正式名稱為“基于數(shù)字存儲媒體運動圖像和聲音的壓縮標準。由于MPEG-1的成功制定，以VCD和MP3為代表的MPEG-1產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)迅速普及。MPEG-1用于傳輸1.5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音的編碼，經(jīng)過MPEG-1標準壓縮后，視頻數(shù)據(jù)壓縮率為1/100～1/200，音頻壓縮率為1/6.5。MPEG-1提供每秒30幀352×240分辨率的圖像，當使用合適的壓縮技術時，具有接近家用視頻制式(VHS)錄像帶的質量。MPEG-1允許超過70分鐘的高質量的視頻和音頻存儲在一張CD-ROM盤上。38動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準MPEG-2隨著壓縮算法的進一步改進和提高，MPEG組織于1996年推出解決多媒體傳輸問題的MPEG-2標準，其正式名稱為“通用的圖像和聲音壓縮標準”。MPEG-2標準最為引人注目的產(chǎn)品是數(shù)字電視機頂盒與DVD。MPEG-2主要針對高清晰度電視(HDTV)的需要，傳輸速率為10Mbps，與MPEG-1兼容，適用于1.5-60Mbps甚至更高的編碼范圍。MPEG-2有每秒30幀704×480的分辨率，是MPEG-1播放速度的四倍。它適用于高要求的廣播和娛樂應用程序，如DSS衛(wèi)星廣播和DVD，MPEG-2是家用視頻制式(VHS)錄像帶分辨率的兩倍。39動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準MPEG-4MPEG-4于1991年5月首次提出，1993年7月正式啟動，MPEG于1999年1月公布了ISO的MPEG-4(視頻和音頻對象的壓縮)標準的第一版，于1999年12月公布了第二版。MPEG-4的正式ISO命名為ISO/IEC14496。MPEG-4將集成盡可能多的數(shù)據(jù)類型，以實現(xiàn)各種傳輸媒體都支持的內(nèi)容交互的表達方法。MPEG-4標準是超低碼率運動圖像和語言的壓縮標準用于傳輸速率低于64kbps的實時圖像傳輸，它不僅可覆蓋低頻帶，也向高頻帶發(fā)展。MPEG-4將各種各樣的多媒體技術充分用進來，包括壓縮本身的一些工具、算法，也包括圖像合成、語音合成等技術。40動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準MPEG-7MPEG-7標準于1998年10月提出。該標準被稱為“多媒體內(nèi)容描述接口”，為各類多媒體信息提供一種標準化的描述，這種描述將與內(nèi)容本身有關，允許快速和有效的查詢用戶感興趣的資料。它將擴展現(xiàn)有內(nèi)容識別專用解決方案的有限的能力，特別是它還包括了更多的數(shù)據(jù)類型。MPEG-7規(guī)定一個用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標準集合。41動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準MPEG-21MPEG-21是MPEG最新的發(fā)展層次。它是一個支持通過異構網(wǎng)絡和設備使用戶透明而廣泛地使用多媒體資源的標準，其目標是建立一個交互的多媒體框架。MPEG-21的技術報告向人們描繪了一幅未來的多媒體環(huán)境場景，這個環(huán)境能夠支持各種不同的應用領域，不同用戶可以使用和傳送所有類型的數(shù)字內(nèi)容。MPEG-21是一個針對實現(xiàn)具有知識產(chǎn)權管理和保護能力的數(shù)字多媒體內(nèi)容的技術標準。42動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準2．視頻編碼國際標準H.26XITU-T制定視頻編碼標準包括H.261、H.262、H.263和H.264等，主要用于實時視頻通信領域，如可視電話與電視會議。其中，H.262標準等同于MPEG-2的視頻編碼標準，而最新的H.264標準在ISO/IEC中，它被稱為MPEG-4的第10部分，即高級視頻編碼(AdvancedVideoCoding，AVC)。43動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準H.261標準H.261標準是1990年ITU-T制定的一個視頻編碼標準，目的是規(guī)范綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(IntegratedServicesDigitalNetwork，ISDN)上的視頻會議和可視電話應用中的視頻編碼技術。H.261的標準碼率為p×64Kb/s，該標準又稱p×64標準。其中p是一個可變參數(shù)，取值范圍為1～30，因而對應的比特率為64Kb/s～192Kb/s。p×64視頻編碼壓縮算法采用混合編碼方案，該算法與MPEG-1壓縮算法有許多共同之處，但區(qū)別在于：p×64的目的是為了適應各種信道容量的傳輸；MPEG-1標準的目的是為了在狹窄的頻帶上實現(xiàn)高質量的圖像和高保真聲音的傳遞。44動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準H.263H.263是ITU-T在H.261的基礎上開發(fā)的電視圖像編碼標準，是最早用于低碼率視頻信號壓縮編碼的標準，其目標是改善在調(diào)制解調(diào)器上傳輸?shù)膱D像質量，并增加了對電視圖像格式的支持。為了適應人們在現(xiàn)有窄帶網(wǎng)絡環(huán)境(如PSTN和無線移動信道上)傳輸視頻信息的需要，ITU-T在1998年1月推出H.263+(稱之為H.263的第二版)。H.263+增加了許多選項，使其具有更廣泛的適用性。目前，H.263是可視電話中應用的最廣泛的視頻壓縮標準。45動態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準H.264H.264是由ISO/IEC與ITU-T組成的聯(lián)合視頻組(JointVideoTeam，JVT)制定的新一代視頻壓縮編碼標準。1998年1月份開始草案征集，1999年9月，完成第一個草案，2001年5月制定了其測試模式TML-8，2002年6月的JVT第5次會議通過了H.264的FCD板。2003年3月正式發(fā)布。H.264最大的優(yōu)勢是具有很高的數(shù)據(jù)壓縮比率，在同等圖像質量的條件下，H.264的壓縮比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。46常見的視頻處理功能視頻處理就是對采集到的視頻文件進行加工的完整過程。實現(xiàn)對數(shù)字視頻文件的加工創(chuàng)作，主要包括視頻信息的捕獲、編輯、修飾及壓縮幾個步驟。首先利用采集設備將視頻影像捕獲到計算機中，進行編輯處理，添加特效、疊加等裝飾效果，經(jīng)過壓縮處理后，才能成為多媒體作品中的視頻素材。在多媒體計算機系統(tǒng)中，視頻處理一般是借助于一些相關的硬件和軟件，在計算機上對輸入的視頻信號進行接收、采集、傳輸、壓縮、存儲、編輯、顯示、回放等多種處理。47視頻編輯軟件視頻處理軟件是完成視頻信息編輯、處理的工具，通過它人們可以把各種音/視頻素材剪輯、拼接、混合成一段可用的視頻，并添加字幕以及多種特技效果，完成對數(shù)字視頻的非線性編輯。視頻處理軟件種類很多，常用的有：AdobePremiereSonyVegasUleadMediaStudioPro會聲會影WindowsMovieMaker48視頻編輯軟件SonyVegasSonyVegas是PC平臺上用于視頻編輯、音頻制作、合成、字幕和編碼的專業(yè)產(chǎn)品。它具有漂亮直觀的界面和功能強大的音視頻制作工具，為DV視頻、音頻錄制、編輯和混合、流媒體內(nèi)容作品和環(huán)繞聲制作提供完整的集成的解決方法。2010年10月SonyVegasPro10正式推出，功能更加強大，加入了3d影片編輯功能，還有gpu的avc編碼運算以及圖像穩(wěn)定功能和軌道管理等功能。49視頻編輯軟件UleadMediaStudioProUleadMediaStudioPro包括一個編輯程序包，它的文本和視頻著色功能方面具有特別的處理強度。MediaStudioPro提供基于PC的純MPEG-2和DV支持，它允許從錄像機、電視、光盤或攝錄一體機采集以及觀看原始視頻。使用Ligos公司的GoMotion技術，支持IEEE1394和MPEG-2的DV，確保高品質視頻，并大大提高了生產(chǎn)效率。UleadMediaStudioPro增加了一些高級功能，包括DV場景檢測、MPEG-2編輯甚至還有DVD光盤制作(這些功能大多都是Ulead的消費類產(chǎn)品中首先推出的)，它還提供了直接捕捉MPEG-1和MPEG-2的功能，以及Vectorscope和Waveform監(jiān)視器以校正色彩。該軟件2005年隨Ulead公司整體被Corel公司收購，收購后仍在不斷更新，并且廣為使用。50視頻編輯軟件CorelVideoStudio(會聲會影)會聲會影是一套專為個人及家庭所設計的影片剪輯軟件。首創(chuàng)雙模式操作界面，入門新手或高級用戶都可輕松體驗快速操作、專業(yè)剪輯、完美輸出的影片剪輯樂趣。它提供了人性化設計的操作方式，它的影片向導為初學者入門提供了方便，它還可自動掃描DV影帶，并以場景縮圖呈現(xiàn)，輕松選擇場景縮圖，即可精準采集影片。同時可彈性縮放剪輯時間軸，并新增飛梭控制鈕，快速或慢速播放尋找影片畫面，剪輯精準。51視頻編輯軟件WindowsMovieMakerMovieMaker是Windows附帶的一款免費的入門級視頻編輯軟件，功能比較簡單，但它可謂是“麻雀雖小，五臟俱全”，無論是轉場、特效還是字幕，它都可以提供基本的支持，只是在數(shù)量和可定制程度上大大落后于其他產(chǎn)品。它擁有一套完整的視頻采集、非線性編輯和輸出系統(tǒng)，并且依托微軟強大的技術優(yōu)勢，如果用戶需求不是很高的話，MovieMaker是個很好的選擇。52視頻文件格式數(shù)字視頻體系包括多媒體計算機對視頻文件進行編碼的格式以及識別和播放此格式文件的播放器。目前，主要的數(shù)字視頻體系有蘋果公司的QuickTime，微軟的Windows媒體格式、RealNetwork公司的RealMedia格式以及國際標準規(guī)定的MPEG格式。對應的播放器分別為QuickTime、WindowsMediaPlayer、RealOnePlayer以及一些第三方開發(fā)的媒休播放器，如DVDPlayer等。除了能夠播放自己體系內(nèi)的視頻文件外，這些播放器還能播放其他格式的視頻文件。53視頻文件格式由于所依據(jù)的視頻體系和數(shù)字視頻處理技術不同，出現(xiàn)了諸多不同的數(shù)字視頻文件格式。這些格式大致可分為兩類：一類是用于多媒體出版的普通視頻文件，如本地視頻、DVD視頻等，這類文件具有較高的視頻質量，但文件尺寸較大；另一類是用于網(wǎng)絡傳輸?shù)牧魇轿募@類文件可在網(wǎng)絡上連續(xù)平滑播放，具體工作方式為“邊傳輸邊播放”。54視頻文件格式常用的視頻文件格式有：AVI文件MOV文件MPEG文件RM文件55視頻文件格式AVI文件AVI(AudioVideoInterleaved)是一種音、視頻交叉記錄的數(shù)字視頻文件格式。1992年初，Microsoft公司推出了AVI技術及其應用軟件VFW(VideoForWindows)。在AVI文件中，運動圖像和伴音數(shù)據(jù)是以交替的方式存儲，且與硬件設備無關。按交替方式組織音頻和視頻數(shù)據(jù)時，可在讀取視頻數(shù)據(jù)流時能更有效地從存儲媒介得到連續(xù)的信息。它可以在任何Windows環(huán)境下工作，而且還具有擴展環(huán)境的功能。AVI文件一般采用幀內(nèi)有損壓縮，可以用一般的視頻編輯軟件如AdobePremiere重新進行編輯和處理。56視頻文件格式MOV文件MOV是Apple公司開發(fā)的一種用于保存音頻和視頻信息的視頻文件格式，統(tǒng)稱為QuickTime視頻格式。它支持包括AppleMacOS、MicrosoftWindows2000/XP在內(nèi)的所有主流系統(tǒng)平臺，支持25位彩色及領先的集成壓縮技術，提供了150多種視頻效果，并配有提供了200多種MIDI兼容音響和設備的聲音裝置。該格式可以采用壓縮或非壓縮兩種方式，其壓縮算法包括Cinepak、IntellndeoVideoR3.2和Video編碼。57視頻文件格式MPEG文件是采用MPEG壓縮算法壓縮后得到的視頻文件格式，具體格式后綴可以是MPEG、MPG或DAT。MPEG格式文件在圖像分辨率為1024×768像素的格式下可以用25fps(或30fps)的速率同步播放全運動視頻圖像和CD音樂伴音，并且其文件大小僅為AVI文件的1/6。MPEG文件的壓縮效率高(平均壓縮比為50:1，最高可達200:1)，圖像和音響的質量也非常好。MPEG標準包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)(視頻、音頻同步)三部分，MP3音頻文件就是MPEG音頻的一個典型應用，而VCD、SVCD、DVD則是全面采用MPEG技術所產(chǎn)生出來的新型消費類電子產(chǎn)品。58視頻文件格式RM文件RealNetworks公司所制定的音頻視頻壓縮規(guī)范稱為RealMedia，一開始就定位在視頻流應用方面的，也可以說是視頻流技術的始創(chuàng)者。用戶可以使用RealPlayer或RealOnePlayer在不下載音頻／視頻內(nèi)容的條件下實現(xiàn)在線播放。RealMedia可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡傳輸速率制定出不同的壓縮比率，從而實現(xiàn)在低速率的網(wǎng)絡上進行影像數(shù)據(jù)實時傳送和播放。RM文件是目前主流網(wǎng)絡視頻格式。2002年Real公司又推出了它的RealVideo9編碼方式，使用RealVideo9編碼格式的文件擴展名一般為.rmvb。它比普通的RM文件有更高的壓縮比(同樣畫質)和更好的畫質(同樣壓縮比)。59主要內(nèi)容6.1視頻基礎知識6.2數(shù)字視頻技術6.3視頻的采集6.4視頻格式轉換工具--格式工廠6.5基于Premiere的視頻處理技術6.6本章小結606.3視頻的采集采集模擬視頻采集數(shù)字視頻CamtasiaStudio使用實例61采集模擬視頻采集模擬視頻主要包括以下三個方面：1．建立模擬視頻采集環(huán)境將模擬視頻源(如攝像機、攝像頭、錄像機、VCD機等)與裝有視頻采集卡的多媒體計算機相連接，構成模擬視頻采集的硬件環(huán)境。具體連接時，要考慮視頻源的信號類型以及視頻采集卡所能提供的接口類型，如果具有多個信號源和多個模擬視頻接口，也可對應連接多個視頻源。在建立模擬視頻采集環(huán)境時，還要考慮音頻信號的連接與同步采集問題。62采集模擬視頻圖6-1模擬視頻采集環(huán)境63采集模擬視頻2．安裝視頻采集軟件一般的視頻采集卡都帶有相應的視頻處理應用軟件，可在安裝視頻采集卡驅動程序時，安裝包括視頻采集功能在內(nèi)的應用軟件，為了視頻處理的方便、簡單、統(tǒng)一，建議使用流行的UleadMediaStudio或AdobePremier視頻處理軟件。3．視頻采集采集視頻時，由于可能有多個視頻源，所以首先要通過驅動程序提供的信號源選擇界面，設置要用的視頻源，然后就可以從視頻源設備播放視頻，由視頻采集軟件完成視頻采集。64采集數(shù)字視頻使用數(shù)碼攝像機采集采集數(shù)字視頻是指利用可連接DV視頻信號的IEEE1394接口，完成將數(shù)碼攝像機拍攝的DV信號采集到多媒體計算機系統(tǒng)的功能。采集數(shù)字視頻也需要首先建立一個硬件環(huán)境。由于DV質量高，數(shù)據(jù)量巨大，所以對硬件環(huán)境的性能要求更高。如果要具備較好的實時處理和交互能力，應考慮從CPU、RAM和硬盤三方面改進性能。還需要安裝或選配以下軟硬件：安裝IEEE1394(FireWire或i.Link)接口卡，并用連接電纜連接DV攝像機。安裝調(diào)節(jié)DV攝像機聲音輸出的音頻混頻器。安裝外部揚聲器。安裝視頻處理軟件。65采集數(shù)字視頻圖6-3JVC數(shù)碼攝像機HM300圖6-2Sony索尼數(shù)碼攝像機VG10E66采集數(shù)字視頻使用屏幕錄像和編輯的軟件通過特定的軟件將計算機屏幕的變化直接錄制下來，可作為視頻采集的另一種補充。屏幕錄像工具軟件有屏幕錄像專家、CamtasiaStudio、ViewletCam等。67CamtasiaStudio使用實例CamtasiaStudio是美國TechSmith公司出品的屏幕錄像和編輯的軟件套裝。軟件提供了強大的屏幕錄像、視頻的剪輯和編輯、視頻菜單制作、視頻劇場和視頻播放功能等。使用本套裝軟件，用戶可以方便地進行屏幕操作的錄制和配音、視頻的剪輯和過場動畫、添加說明字幕和水印、制作視頻封面和菜單、視頻壓縮和播放。68CamtasiaStudi