一、基本概念介绍
(一)数字视频
(1)**泛指内容随时间变化的一个图象序列,又叫运动图象或活动图象(motion picture) **
(2)常见视频:电视、电影、动画等。
(3)特点:
①、内容随时间而变化,
②、伴随有与画面动作同步的声音(伴音),
③、人类接受的信息 70%来自视觉, 其中活动图象是信息量最丰富、直观、生动、具体的一种承载信息的媒体。
④、视频信息的处理是多媒体技术的核心。
(二)电视
二、数字视频
(一)概念(主要参数)
**(1)帧频、帧速率(frame rate):每秒钟显示多少帧图像,单位是 fps **
**(2)图像扫描方式: **
**①、隔行扫描: 逐行扫描将每一帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成 **
**②、逐行扫描: 隔行扫描把每一帧图像通过两场扫描完成,比隔行扫描更稳定,画面更自然。 **
*(***3)帧大小:每帧图像的分辨率,即图像宽度 x 图像高度(单位:像素) **
(****4)颜色深度、像素深度:图像中每个像素的二进位数目(单位:bit)
(二)彩色电视的三种制式
**①、NTSC:正交平衡调幅制, 美国标准,美国、加拿大等大部分西 半球 国家,以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等采用这种制式。特点:隔行扫描;525 行/帧, 30 帧/秒;颜色模型:YIQ;存在相位敏感 ****造成彩色失真的缺点; **
②、PAI: 逐行倒相正交平衡调幅制, 德国标准,德国、英国等一些西欧国家,以及中国(
**PAI-D)、朝鲜等国家采用这种制式。特点:隔行扫描,625 行(扫描线)/帧,25 帧/秒(40 ms/帧);电影的帧频是 24fps。 ****彩色电视机信号使用 YUV 颜色模型,Y 表示亮度,U、V 表示色度。 颜色模型:YUV。 **
③、SECAM:顺序传送彩色与存储制。法国标准,法国、前苏联、东欧和中东等约 65 个国家采用这种制式。
(三)我国三种数字视频显示格式
(1)*标准清晰电视(***SDTV,表示 576i) **
①、图像画面的分辨率为 720×576,隔行扫描,帧频为 25 fps,视频流(压缩后)的比特率约为 3Mb/s。
②、目前数字有线电视的大部分频道用于播放标准清晰度电视节目,DVD-Video 光盘中的视频大多也是
SDTV 格式。
(2)**高清晰电视(HDTV,表示为 1080i) **
①、分辨率为 1920×1080,隔行扫描(1080p 是逐行扫描),帧频为 25 fps,视频流的比特率约为 8Mb/s。
②、比标准清晰度电视可以展现更多的影像细节,数字有线电视中高清频道播放的就是 HDTV 节目。
(3)**超高清晰度电视(UHDTV,也称为 4K 电视) **
①、分辨率达 3840×2160 甚至更高,是 HDTV 的 4 倍以上
②、近几年 4K 电视机和 LCD 显示器已经成熟,电脑显卡也都支持 4K 显示,就连高端智能手机也能拍摄4K 视频
** ③、8K(超高清晰度):分辨率达 7680×4320,每秒 24p、30p 和 60p 帧;即使输入的片源画质不够好,通过这一技术,可以对其进行燥化、边缘改善、亮度调节等操作,以改善片源画质,在输出时就能够达到接近 8K 画质的水平。 **
** ④、10K(超高清晰度电视):分辨率达 10240X4320, HDMI 2.1 标准支持。 **
(四)数字视频的压缩编码
**(1)视频数据压缩的必要性: **
*数字视频的数据量大得惊人,1 分钟的数字电视图像未压缩时其数据量可超过 1GB,对存储、传输和处***理都有很大的困难 **
**(2)视频数据压缩的可能性: **
**①、视频信息的每个画面内部有很多信息冗余 **
**②、相邻画面的内容有高度的连贯性 **
③、人眼的视觉灵敏度有限,允许画面有一定失真
**(3)数字视频压缩编码: **
**①、MPEG-1∶用于 VCD。 **
**②、MPEG-2;用于 DMD、数字有线电视、卫星电视。 **
**③、MPEG-4 AVC:用于互联网或者移动通信环境下传输的标清数字视频、iPhone 等。 **
**④、MPEG-4 ASP:用于监控、MP4 播放器。 **
**⑤、目前流行的数字视频编码国际标准 **
(五)计算机动画
**(1)使用计算机生成一系列内容连续的画面供实时演播的一种技术,它是一种计算机合成的数字视频, ****而不是用摄像机拍摄的“自然视频” **
(2)应用领域
①、影视和广告领域:电影特技、动画片、电视广告制作等
②、教育和培训领域:辅助教学、驾驶员训练等
③、科技领域:科学计算可视化,复杂系统的动态模拟
④、军事领域:军事训练、作战模拟等
⑤、游戏
(3)**制作过程:在计算机中建立景物的模型、描述它们的运动、生成一系列逼真的图像。 **
**①、描述景物的形状与结构(建模) **
**②、确定景物的颜色和材质(纹理) **
**③、设置灯光和确定虚拟摄像机的位置 **
**④、描述场景中物体的运动和摄像机的移动 **
**⑤、绘制一系列的图像 **
**⑥、输出动画结果 **
(4)**动画制作的软件 **
**①、加拿大 Alias 公司的 Power animator **
**②、法国 TDI 公司的 Explore **
**③、荷兰 ElectroGIG 公司的 3DGO **
**④、加拿大 Vertigo 公司的 Vertigo **
**⑤、美国 Wavefront 公司的 Advanced Visualizer **
**⑥、美国 SGI 公司 Alias 和 Wavefront 公司的 MAYA **
**⑦、美国 Autodesk 公司 Discreet 公司的 3ds max,Animator Studio **
(5)互联网动画格式:****GIF 和 Flash。
(六)数字视频的应用
(1)VCD、DVD 和蓝光
(2)**可视电话和视频会议 **
①、iPad/iPhone 的 FaceTime。
②、微信的视频聊天。
③、QQ 的视频聊天【使用 MPEG-4 AVC(H.264)标准】。
(3)**数字电视、IPTV **
①、数字电视清晰度高,抗干扰能力强。
②、在模拟电视机上安装一个数字机顶盒,可收看数字电视。
③、IPTV∶通过互联网传播数字电视(视频)。模拟电视安装 IPTV 机顶盒后可以观看该类视频节目。智能 手机、平板电脑等终端通过视频网站或者客户端也可以收看该类视频节
(4)*视频点播(***VOD):**将电视的视频和音频压缩后存储在服务器的硬盘上,点播时将额和音频解压后输出到显示器上,基于 C/S 模式。
①、互联网上视频点播一般都采用流媒体技术,支持视频直播或视频点播。
②、流媒体的特点∶可以边下载边播放。
(5)**视频监控 **
①、视频监控是为银行、商场、交通管理等建立安全防范系统的重要组成部分。
②、视频监控系统主要是由摄像、传输、控制、显示、录像等部分组成。
③、人工智能特别是计算机视觉(computer vision)技术对于提高监控系统的效用有重大的作用。
13、使用数字视频的意义
①、数字视频易于使用计算机编辑、修改和处理
②、数字视频有利于存储和复制,复制不会产生失真
③、数字视频有利于传输(节省频率资源,抗干扰能力强)
④、数字视频可以通过计算机网传输
⑤、用户接收的数字图像质量更好(可达演播室水平)
⑥、数字视频容易与其它媒体(声音、文字等)组合使用
⑦、数字视频便于进行管理和检索
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