第6章 數(shù)字視頻基礎

1、數(shù)字音視頻技術第第6 6章章 數(shù)字視頻基礎數(shù)字視頻基礎 6.1 6.1 數(shù)字視頻基礎數(shù)字視頻基礎 6.1.1 6.1.1 模擬視頻與數(shù)字視頻模擬視頻與數(shù)字視頻 6.1.2 6.1.2 視頻的數(shù)字化視頻的數(shù)字化 6.26.2視頻的處理設備視頻的處理設備 6.2.1 6.2.1 電影與電視電影與電視 6.2.2 6.2.2 數(shù)字視頻的獲取方式數(shù)字視頻的獲取方式 6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性6.3 6.3 數(shù)字視頻的格式以及轉換數(shù)字視頻的格式以及轉換 6.3.16.3.1數(shù)字視頻的格式數(shù)字視頻的格式 6.3.26.3.2不同視頻格式間的轉換不同視頻格式間的轉換 6

2、.3.3 6.3.3視頻格式轉換應用實例視頻格式轉換應用實例6.4 6.4 數(shù)字視頻常用編輯軟件數(shù)字視頻常用編輯軟件 12022-3-28數(shù)字音視頻技術6.1 6.1 數(shù)字視頻基礎數(shù)字視頻基礎6.1.1 模擬視頻與數(shù)字視頻 模擬視頻源于電視技術。電視信息是用光柵掃描方式顯示于顯示器的，掃描線自頂部開始，逐行掃描至顯示器的底部，然后返回頂部起點，重新開始掃描；在光柵掃描過程中，如果模擬電視圖象信號施加于顯示器的CRT的控制極使光柵隨圖象信號的亮度或色彩變化，就組成了電視中的一幅圖象，通常稱為幀。連續(xù)不斷的圖象序列形成了動態(tài)視頻圖象。22022-3-28數(shù)字音視頻技術2.2.數(shù)字視頻數(shù)字視頻 數(shù)字

3、視頻是區(qū)別于模擬視頻，它把圖像中的每一個點（稱為像素）都用二進制數(shù)字組成的編碼來表示，可對圖像中的任何地方進行修改，這是數(shù)字視頻的最大優(yōu)勢。主要表現(xiàn) ：（1）數(shù)字視頻有很強的抗噪聲能力 （2）數(shù)字視頻便于進行直接存取 （3）數(shù)字視頻便于傳播 （4）數(shù)字視頻便于編輯 （5）數(shù)字視頻便于索引及注釋 6.1 6.1 數(shù)字視頻基礎數(shù)字視頻基礎32022-3-28數(shù)字音視頻技術6.1.2 6.1.2 視頻的數(shù)字化視頻的數(shù)字化 視頻數(shù)字化就是將模擬視頻信號轉換為計算機能夠處理的以0和1表示的形式。與模擬音頻數(shù)字化的過程類似，也包括采樣、量化、編碼。 采樣采用了一定頻率的時鐘脈沖讀取視頻模擬波形的瞬時值，從

4、而產(chǎn)生一系列采樣值，因此采樣時鐘頻率也稱為采樣速率。顯然，采樣速率越高，就能較好地表示模擬波形。 在采樣階段，信號只在時間上是離散的，每一個采樣值仍然是模擬信號，而且每一個采樣值都可具有在連續(xù)范圍內(nèi)的任意值。而最終將這些離散的模擬信號轉化成數(shù)字信號的過程，就是量化。42022-3-28數(shù)字音視頻技術 模擬視頻信號數(shù)字化后，數(shù)據(jù)量是非常大的，必須采用壓縮編碼技術進行編碼存儲。通過研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字視頻中存在著大量的冗余信息，根據(jù)這一特性，人們發(fā)明的多種壓縮算法，比較成功的是JPEG和MPEG。 JPEG是用于靜態(tài)圖像壓縮的標準。其方法是采用預測編碼、離散余弦變換（DCT）以及炳編碼，以去除冗余的圖像

5、和彩色數(shù)據(jù)。JPEG可按大約20:1的比率壓縮圖像，而不會導致引入注意的質量損失。 MPEG是專門用來處理運動圖像的標準。MPEG壓縮算法的核心是處理幀間冗余以大幅度地壓縮數(shù)據(jù)，是一種不對稱壓縮算法，壓縮算法的計算量比解壓縮要大的多。所以壓縮常用硬件，而解壓縮則軟、硬件均可。目前MPEG在計算機和廣播電視領域獲得廣泛使用，應用該技術在最為著名的產(chǎn)品是VCD、攝像機DVD。52022-3-28數(shù)字音視頻技術6.26.2視頻的處理設備視頻的處理設備6.2.1 6.2.1 電影與電視電影與電視 在當前的媒體形式中，最受人追捧的、最能長時間吸引眼球的莫過于視頻。無論是在電視機上看到的電視節(jié)目，還是在電

6、影屏幕上看到的電影大片，以及在計算機上看到的動態(tài)圖像，都屬于視頻范疇。62022-3-28數(shù)字音視頻技術1.電影技術基本原理 （1）電影的放映原理 人們之所以能夠看到電影屏幕上的活動影像，其中最大的原因在于人眼的自我欺騙。人眼有一個非常有趣的視覺特性能夠把看到的影像在視網(wǎng)膜上保留一段時間，這種特性稱為視覺暫留?？茖W實驗證明，人眼在某個視像消失后，仍可使該物像在視網(wǎng)膜上滯留0.10.4秒左右。而在電影放映的過程中，電影膠片以每秒24格畫面勻速轉動，這就相當于每一格畫面給人眼的刺激是1/24秒（相當于0.04），由于人的眼睛有視覺暫留的特性，一個畫面的印象還沒有消失，下一個稍微有一點差別的畫面又出

7、現(xiàn)在銀幕上，連續(xù)不斷的印象銜接起來，就組成了活動電影。72022-3-28數(shù)字音視頻技術 （2）電影的拍攝 利用電影攝影機就可以將現(xiàn)實生活中的活動影像記錄在影像膠片上，它類似于照相機，但不同的是它可以連續(xù)不斷的拍攝，1秒鐘之內(nèi)可以拍攝很多張照片。在拍攝的過程中，每秒鐘的拍攝格數(shù)（照片的張數(shù)）是可以控制的。例如按照有聲電影的標準，每秒鐘應拍攝24格影像。與人們所看到活動影像和真實生活中的影像完全一樣。如果每秒鐘拍攝大于24格或小于24格的電影鏡頭，如早期無聲電影為16幅/秒，而仍按照正常24格每秒去播放，那么就成了快鏡頭或慢鏡頭。畫面中的運動速度與人眼看到的速度會有所不同。1.電影技術基本原理8

8、2022-3-28數(shù)字音視頻技術 電影的拍攝是以電影膠片（條狀感光膠片）為載體，借助透鏡組（物鏡）的光學成像，并根據(jù)視覺的生理與心理特性，以24幅/秒攝取被攝對象的一系列姿態(tài)漸次變化而活動連貫的靜止畫面的過程。92022-3-28數(shù)字音視頻技術2.2.電視工作原理電視工作原理 電視是根據(jù)人眼視覺特性以一定的信號形式實時傳送活動景物（或圖像）的技術。在發(fā)送端，用電視攝象機把景物（或圖像）轉變成相應的電信號，電信號通過一定的途徑傳輸?shù)浇邮斩?，再由顯示設備顯示出原景物（或圖像）。102022-3-28數(shù)字音視頻技術 電視圖像的傳送在發(fā)送端是基于光電轉換器件，在接收端是基于電光轉換器件。實現(xiàn)這兩種轉換

9、的器件分別是攝像管和顯像管。攝像管陰極發(fā)射出來的電子束，在電子槍的電場及偏轉線圈的磁場力作用下，按從左到右、從上到下的順序依次轟擊熒光屏。屏幕內(nèi)表面上涂的熒光粉在電子轟擊下發(fā)光，其發(fā)光亮度正比于電子束所攜帶的能量，若將攝像端送來的信號加到顯像管電子槍的陰極與柵極之間，就可以控制電子束攜帶的能量，使熒光屏的發(fā)光強度受圖像信號的控制。若顯像管的電光轉換是線形的，那么，屏幕上重現(xiàn)的圖像時，其各像素的亮度基本正比于所攝圖像相應各像素的亮度，屏幕上就會重現(xiàn)原圖像。2.2.電視工作原理電視工作原理112022-3-28數(shù)字音視頻技術掃描的機制掃描的機制 電視圖像的攝取與重現(xiàn)實質上是一種光電轉換過程，分別是

10、由攝像管和顯像管來完成的。在發(fā)送端將平面圖像分解成若干像素以電子束的形式順序傳送出去，在接收端再將這種信號復合成完整的圖像，這種圖像的分解與復合是靠掃描來完成的。 掃描有隔行掃描(interlaced scanning)和非隔行掃描之分如圖4-2所示。非隔行掃描也稱逐行掃描，圖中表示了這兩種掃描方式的差別。黑白電視和彩色電視一般用隔行掃描，而計算機顯示圖像時一般采用非隔行掃描。122022-3-28數(shù)字音視頻技術掃描的機制掃描的機制 在非隔行掃描中，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。 在隔行掃描中，電子束掃完第1行后回到第3行開始的位置接著掃，

11、然后在第5、7、，行上掃，直到最后一行。奇數(shù)行掃完后接著掃偶數(shù)行，這樣就完成了一幀(frame)的掃描。 由此可以看到，隔行掃描的一幀圖像由兩部分組成：一部分是由奇數(shù)行組成，稱奇數(shù)場，另一部分是由偶數(shù)行組成，稱為偶數(shù)場，兩場合起來組成一幀。因此在隔行掃描中，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能得到一幅完整的圖像。在隔行掃描中、掃描的行數(shù)必須是奇數(shù)。132022-3-28數(shù)字音視頻技術 (a)逐行掃描 (b)隔行掃描 142022-3-28數(shù)字音視頻技術4. 4. 電視制式簡介電視制式簡介 目前世界上現(xiàn)行的彩色電視制式有三種：NTSC制、PAL制和SECAM制。 NTSC(

12、National Television Systems Committee)彩色電視制是1952年美國國家電視標準委員會定義的彩色電視廣播標準，稱為正交平衡調(diào)幅制。美國、加拿大等大部分西半球國家，以及日本、韓國、菲律賓等國和中國的臺灣采用這種制式；德國(當時的西德)于1962年制定了PAL(Phase-Alternative Line)制彩色電視廣播標準，稱為逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。德國、英國等一些西歐國家，以及中國、朝鮮等國家采用這種制式；法國制定了SECAM (法文：Sequential Coleur Avec Memoire)彩色電視廣播標準，稱為順序傳送彩色與存儲制。法國、蘇聯(lián)及東歐國

13、家采用這種制式。世界上約有65個地區(qū)和國家試驗這種制式。152022-3-28數(shù)字音視頻技術4. 4. 電視制式簡介電視制式簡介 上面提到的NTSC制、PAL制和SECAM制都是兼容制制式。這里說的“兼容”有兩層意思：一是指黑白電視機能接收彩色電視廣播，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廣播，顯示的也是黑白圖像，這叫逆兼容性。為了既能實現(xiàn)兼容性而又要有彩色特性，彩色電視系統(tǒng)應滿足下列幾方面的要求： 必須采用與黑白電視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。162022-3-28數(shù)字音視頻技術4. 4. 電視制式簡介電視制式簡介

14、 需要將攝像機輸出的三基色信號轉換成一個亮度信號，以及代表色度的兩個色差信號，并將它們組合成一個彩色全電視信號進行傳送。在接收端，彩色電視機將彩色全電視信號重新轉換成三個基色信號，在顯像管上重現(xiàn)發(fā)送端的彩色圖像。 各制式的區(qū)別主要就是規(guī)定的掃描頻率、周期等特性的不同，下面來具體看看這三種制式的主要特性。172022-3-28數(shù)字音視頻技術4. 4. 電視制式簡介電視制式簡介（1 1）倒相正交平衡調(diào)幅制）倒相正交平衡調(diào)幅制PALPAL制式的主要制式的主要特性特性 625行(掃描線)/幀，25幀/秒(40 ms/幀) 高寬比(aspect ratio)：4:3 隔行掃描，2場/幀，312.5行/場

15、 顏色模型：YUV182022-3-28數(shù)字音視頻技術4. 4. 電視制式簡介電視制式簡介 一幀圖像的總行數(shù)為625，分兩場掃描。行掃描頻率是15,625 Hz，周期為64s；場掃描頻率是50Hz,周期為20ms；幀頻是25Hz，是場頻的一半，周期為40 ms。在發(fā)送電視信號時，每一行中傳送圖像的時間是52.2s，其余的11.8s不傳送圖像，是行掃描的逆程時間，同時用作行同步及消隱用。每一場的掃描行數(shù)為625/2=312.5行，其中25行作場回掃，不傳送圖像，傳送圖像的行數(shù)每場只有287.5行，因此每幀只有575行有圖像顯示。192022-3-28數(shù)字音視頻技術4. 4. 電視制式簡介電視制式

16、簡介（2 2）NTSCNTSC制式的主要特性制式的主要特性 525行/幀, 30幀/秒(29.97 fps, 33.37 ms/frame) 高寬比：電視畫面的長寬比(電視為4:3；電影為3:2；高清晰度電視為16:9) 隔行掃描，一幀分成2場(field)，262.5線/場 在每場的開始部分保留20掃描線作為控制信息，因此只有485條線的可視數(shù)據(jù)。Laser disc約420線，S-VHS約320線 202022-3-28數(shù)字音視頻技術4.4.電視制式簡介電視制式簡介 每行63.5微秒，水平回掃時間10微秒(包含5微秒的水平同步脈沖)，所以顯示時間是53.5微秒。 顏色模型：YIQ 一幀圖像

17、的總行數(shù)為525行，分兩場掃描。行掃描頻率為15 750 Hz， 周期為63.5s；場掃描頻率是60 Hz，周期為16.67 ms；幀頻是30 Hz，周期33.33 ms。每一場的掃描行數(shù)為525/2=262.5行。除了兩場的場回掃外，實際傳送圖像的行數(shù)為480行。212022-3-28數(shù)字音視頻技術4. 4. 電視制式簡介電視制式簡介（3 3）SECAMSECAM制式的主要特性制式的主要特性 SECAM (法文：Sequential Coleur Avec Memoire)制式是法國開發(fā)的一種彩色電視廣播標準，稱為順序傳送彩色與存儲制。這種制式與PAL制類似，其差別是SECAM中的色度信號是

18、頻率調(diào)制(FM)，而且它的兩個色差信號：紅色差(R-Y)和藍色差(B-Y)信號是按行的順序傳輸?shù)?。法國、俄羅斯、東歐和中東等約有65個地區(qū)和國家使用這種制式，圖像格式為4:3，625線，50 Hz，6 MHz電視信號帶寬，總帶寬8MHz。 222022-3-28數(shù)字音視頻技術5 5、視頻信號類型、視頻信號類型 彩色視頻信號包括三種：復合視頻信號、分量視頻信號和S端子視頻信號。（1） 復合視頻信號 復合視頻信號是將亮度信號和色度信號采用頻譜間置方法復合在一起。這種方法易導致亮色串擾、清晰度降低等問題。如圖4-3是復合電視信號的基本接口。復合電視信號接口的基本特性： 傳輸介質：單根帶屏蔽的同軸電纜

19、 傳輸阻抗：75232022-3-28數(shù)字音視頻技術5 5、視頻信號類型、視頻信號類型 常用接頭：BNC接頭、蓮花(RCA)接頭 接線標準：插針是同軸信號線，外殼公共地是屏蔽網(wǎng)線圖4-3復合視頻信號常用接線頭和標準242022-3-28數(shù)字音視頻技術5 5、視頻信號類型、視頻信號類型 復合視頻信號是日常生活中最為常見的視頻信號，它在一個傳輸信號中包含了亮度、色度和同步信號。由于彩色編碼的不同，復合視頻又有PAL、NTSC、SECAM制式之分。復合視頻信號本身的帶寬只有5MHz（NTSC制式帶寬僅4.5MHz），又包括彩色副載波信號（NTSC制為3.58MHz，PAL和SECAM制為4.43MH

20、z），正好落在亮度信號帶寬之內(nèi)，占去了一部分亮度信號，造成亮度和色度的相互干擾，使得復合視頻成為最差的視頻信號。252022-3-28數(shù)字音視頻技術5 5、視頻信號類型、視頻信號類型（2）分量視頻信號 分量視頻信號(Component Video Signal)是指每個基色分量作為獨立的視頻信號。每個基色既可以分別用R、G和B表示，也可以用亮度-色差表示，如Y和I、Q，Y和U、V。使用分量視頻信號是表示顏色的最好方法，但需要比較寬的帶寬和同步信號。圖4-4 分量信號接入口262022-3-28數(shù)字音視頻技術5 5、視頻信號類型、視頻信號類型（3）S-Video信號（S端子視頻信號） S端子視頻

21、信號俗稱S端子信號，它同時傳送兩路信號：亮度信號Y和色度信號C。由于將亮度和色度分離，所以圖象質量優(yōu)于復合視頻信號，色度對亮度的串擾現(xiàn)象也消失。不須要使用梳狀濾波器來分離亮度信號和色差信號，這樣可提高亮度信號的帶寬。由于S視頻信號亮度帶寬沒有改變，色度信號仍須解調(diào)，所以其圖象質量的提高是有限的。S端子用四芯插頭，一些計算機顯卡或是非線性編輯卡也有用七芯插頭，其外形與S端子一樣，只是又包含了復合視頻信號，如圖4-5所示。272022-3-28數(shù)字音視頻技術5 5、視頻信號類型、視頻信號類型圖圖4-5 S-Video四芯插頭（座）四芯插頭（座） 282022-3-28數(shù)字音視頻技術5 5、視頻信號

22、類型、視頻信號類型 綜上所述，分量信號的指標要高于S端子信號，而S端子信號指標高于復合視頻信號指標。但并不是只要使用了分量接口則整個顯示系統(tǒng)的畫質指標就高于使用S端子的系統(tǒng)，因為整個顯示系統(tǒng)的構成由視頻信號發(fā)送設備，視頻信號接收設備，連接導線三方面構成。292022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.2 6.2.2 數(shù)字視頻的獲取方式數(shù)字視頻的獲取方式首先，數(shù)字視頻資源可以從現(xiàn)成的數(shù)字視頻庫中截取。 第二，利用計算機軟件制作視頻。 第三，通過數(shù)字攝像機直接記錄成數(shù)字文件格式，然后存儲到硬盤或者光盤之中，如用家用數(shù)碼攝像機、手機攝像頭記錄就是采用這種方式得到數(shù)字視頻的。 302022-3-28數(shù)字音

23、視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性1 1攝像機攝像機（1）攝像機工作原理 不論是什么樣的攝像機，其工作的基本原理都是一樣的，即把光學圖像信號轉變?yōu)殡娦盘枴Ｔ谂臄z一個物體時，此物體上反射的光被攝像機鏡頭收集，使其聚焦在攝像器件的受光面（例如攝像管的靶面）上，再通過攝像器件把光能轉變?yōu)殡娔?，即得到了“視頻信號”，但信號很微弱，需通過預放電路進行放大，再經(jīng)過各種電路進行處理和調(diào)整，最后得到的標準信號可以送到錄像機等記錄媒介上記錄下來，或通過傳播系統(tǒng)傳播或送到監(jiān)視器上顯示。 312022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取

24、設備及特性（2）攝像機的組成和功能 攝像機主要由以下幾個部分組成：鏡頭系統(tǒng)、主機、尋像器和附件。 鏡頭與普通照相機的鏡頭起著同樣的作用，用來收集從物體反射來的光，并使其聚焦并投射到攝像器件的受光面上； 主機也可稱為攝像機回路，它是攝像機的主體部分，可將鏡頭形成的光學圖像轉變?yōu)檫m用的電視信號；322022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性 攝像機工作時，連續(xù)顯示攝像機拍攝的各種圖像的微型黑白監(jiān)視器被稱之為“尋像器”，它為攝像人員取景構圖、調(diào)準焦點、調(diào)試機器以及顯示機器的工作狀態(tài)和監(jiān)看來自錄像機或特技臺的視頻運送信號，提供了一個方便的而且是不可

25、缺少的觀察場所； 攝像機的附件一般包括：電池、攝像帶、攝包裝攝像機用的小包，方便外出攜帶、UV鏡-裝在攝像機鏡頭前面，保護鏡頭不進灰塵，也就是保護鏡。以上幾種基本都是必須的，另外還有下面的附件：三角架、廣角鏡、增倍鏡、攝燈。332022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性（3）攝像機的分類 攝像機的分類有很多種，這里僅根據(jù)制作節(jié)目圖像質量的要求可將攝像機分為三檔次：廣播級、業(yè)務級、家用級。 廣播級攝像機被用于電視臺和節(jié)目制作中心，目前電視臺用的廣播檔級攝像機多為氧化鉛管的三管機以及FIT CCD三片機（亦有IT CCD的）。 非廣播級業(yè)務檔攝

26、像機常應用在教育和工業(yè)系統(tǒng)中，早先都是用的彩色單管機和雙管機，現(xiàn)在是非廣播檔的三管（多為硒砷碲管）式或三片（多為IT型CCD）式彩色攝像機。 342022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性 家用檔級攝像機都是單管機或單片CCD攝像機，結構簡單，體積小、重量輕，操作簡單易學，又較便宜，而且多數(shù)為攝錄一體化機。（4）數(shù)碼攝像機 數(shù)碼攝像機就是DV，是指攝像機的圖像處理及信號的記錄全部使用數(shù)碼信號完成的攝像機。此種攝像機的最大的特征是磁帶上記錄的信號為數(shù)碼信號，而非模擬信號。 數(shù)碼攝像機攝取的圖像信號經(jīng)CCD轉化為電信號后，經(jīng)電路進行數(shù)字化，以后

27、在記錄到磁帶之前的所有處理全部為數(shù)碼處理，最后直接將處理完的數(shù)碼信號直接記錄到磁帶上。由于采用了數(shù)字電路，因此數(shù)碼攝像機具有以下的特點：圖像質量佳、記錄密度高、可靠性高、低成本、完美的錄音音質。352022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性 而DVD數(shù)碼攝像機由于其使用的存儲媒介是DVD刻錄盤，所以與普通磁帶攝像機相比，在簡便易用性上取得了突破性的進步：DVD數(shù)碼攝像機可以隨機地進行回放，免去了倒帶、快進等繁瑣程序，省卻了上傳到電腦后再制作成光盤的步驟，拍攝后可直接在DVD播放機或PC上播放，不必另外購置刻錄機和壓縮卡。362022-3-2

28、8數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性2 2、錄像機、錄像機（1）錄像機的原理 錄像機是利用磁記錄原理把視頻信號及其伴音信號記錄在磁帶上的設備，故也稱為磁帶錄像機（VTRVideo Tape Recorder 或VCRVideo Cassette Recorder）。與電視機類似，不同的錄像機對應于不同制式的電視信號。錄像機除了包含電子部件來進行電視信號的變換和處理以外，還主要包括精密機械部分來控制磁帶的運動和讀寫等操作。機械部分的精密程度不同、磁帶尺寸及磁記錄的方式不同，導致了記錄信號的精度不同以及磁帶的不通用性。372022-3-28數(shù)字音視頻技術

29、6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性（2）錄像機的分類 目前世界范圍內(nèi)使用的錄像機種類繁多，指標各異，分類方法也很多。按用途分主要有以下三種：廣播級錄像機、專業(yè)用錄像機、家用錄像機。 其中廣播級錄像機是最高質量的錄像機，其技術指標是以視頻信號的頻帶寬度來衡量的，一般視頻帶寬可高達5MHz，相當于400多線的水平分解率（每1MHz帶寬相當于水平分解率約80線），基本上可以無失真記錄和重放視頻信號。廣播級錄像機采用分量視頻信號（component video）的記錄方式，分量視頻指的是亮度Y，色差U和V分別是三路模擬信號，他們通過三路導線傳送并記錄在模擬磁帶的三路磁跡上

30、。分量視頻由于其具有很寬的頻帶，可以提供最高質量及最精確的色彩重放。382022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性 專業(yè)用錄像機一般指工業(yè)、文教、衛(wèi)生等方面使用的錄像機，其視頻信號的水平分解率可達250以上。除了具有信號的記錄和重放功能以外，它還具有編輯等功能，價格是家用錄像機的十倍左右。這是目前制作電視或錄像節(jié)目時大量使用的機種。 家用錄像機可處理和記錄的視頻帶寬不夠，因此采用將全電視信號中的色度信號降頻到1MHz以下進行記錄，重放時再將其升至色度副載波的方式。這樣一降一升，信號質量自然下降。視頻信號水平分解率只能達到230240線，一般

31、具有射頻、復合視頻以及音頻的輸入輸出端口，可以與電視機的相應端口連接，進行節(jié)目的錄制和重放。392022-3-28數(shù)字音視頻技術6.2.36.2.3數(shù)字視頻獲取設備及特性數(shù)字視頻獲取設備及特性3 3、視頻采集卡、視頻采集卡 視頻采集卡的作用是將模擬攝像機、錄像機、LD視盤機、電視機輸出的模擬視頻信號輸入電腦，并轉換成電腦可辨別的數(shù)據(jù)，存儲在電腦中，成為可編輯處理的視頻數(shù)據(jù)文件。 目前的視頻采集卡是視頻采集和壓縮同步進行，也就是說視頻流在進入電腦的同時就被壓縮成MPG格式文件，這個過程就要求電腦有高速的CPU、足夠大的內(nèi)存、高速的硬盤、通暢的系統(tǒng)總線。402022-3-28數(shù)字音視頻技術6.3

32、6.3 數(shù)字視頻的格式以及轉換數(shù)字視頻的格式以及轉換 目前，視頻文件格式可以分為適合本地播放的本地影像視頻和適合在網(wǎng)絡中播放的網(wǎng)絡流媒體影像視頻兩大類。盡管后者在播放的穩(wěn)定性和播放畫面質量上可能沒有前者優(yōu)秀，但網(wǎng)絡流媒體影像視頻的廣泛傳播性使之正被廣泛應用于視頻點播、網(wǎng)絡演示、遠程教育、網(wǎng)絡視頻廣告等等互聯(lián)網(wǎng)信息服務領域。 （1）本地影像視頻 412022-3-28數(shù)字音視頻技術6.3 6.3 數(shù)字視頻的格式以及轉換數(shù)字視頻的格式以及轉換 AVI格式，英文全稱為Audio Video Interleaved，即音頻視頻交錯格式。所謂“音頻視頻交錯”，就是可以將視頻和音頻交織在一起進行同步播放。

33、這種視頻格式的優(yōu)點是圖像質量好，可以跨多個平臺使用，其缺點是體積過于龐大。壓縮標準不統(tǒng)一是其主要問題。 DV-AVI格式，DV的英文全稱是Digital Video Format，是由索尼、松下、JVC等多家廠商聯(lián)合提出的一種家用數(shù)字視頻格式。它可以通過電腦的IEEE 1394端口傳輸視頻數(shù)據(jù)到電腦，也可以將電腦中編輯好的的視頻數(shù)據(jù)回錄到數(shù)碼攝像機中。這種視頻格式的文件擴展名一般是.avi，所以也叫DV-AVI格式。422022-3-28數(shù)字音視頻技術6.3 6.3 數(shù)字視頻的格式以及轉換數(shù)字視頻的格式以及轉換 MPEG格式，英文全稱為Moving Picture Expert Group，即

34、運動圖像專家組格式。MPEG文件格式是運動圖像壓縮算法的國際標準，它采用了有損壓縮方法減少運動圖像中的冗余信息，從而達到壓縮的目的(其最大壓縮比可達到200:1)。目前MPEG視頻格式常見的壓縮標準是MPEG1、MPEG2、和MPEG4。432022-3-28數(shù)字音視頻技術6.3 6.3 數(shù)字視頻的格式以及轉換數(shù)字視頻的格式以及轉換 DivX格式，是由MPEG4衍生出的另一種視頻編碼(壓縮)標準，也即DVDrip格式，它采用了DivX壓縮技術對DVD盤片的視頻圖像進行高質量壓縮，同時用MP3或AC3對音頻進行壓縮，然后再將視頻與音頻合成并加上相應的外掛字幕文件而形成的視頻格式。其畫質直逼DVD并且體積只有DVD的數(shù)分之一。 MOV格式，美國Apple公司開發(fā)的一種視頻格式，默認的播放器是蘋果的QuickTime Player。具有較高的壓縮比率和較完美的視頻清晰度等特點，但是其最大的特點還是跨平臺性，即不僅能支持MacOS，同樣也能支持Windows系列。 442022-3-28數(shù)字音視頻技術6.46.4數(shù)字視頻常用編輯軟件數(shù)字視頻常用編輯軟件 （1）VegasVegas是PC平臺上用于視頻編輯、音頻制作、合成、字幕和編