第三讲：视频和数据

• Kbps：首先要了解的是，ps指的是/s，即 每秒。Kbps指的是网络速度，也就是每秒 钟传送多少个千位的信息（K表示千位，Kb
表示的是多少千个位），为了在直观上显
得网络的传输速度较快，一般公司都使用 kb（千位）来表示，如果是KBps，则表示 每秒传送多少千字节。1KBps=8Kbps。 ADSL上网时的网速是512Kbps，如果转换 成字节，就是512/8=64KBps（即64千字节 每秒）。
• 在计算机实现互联互通以后，计算机网络上存有 的信息和文档越来越多。用户在使用计算机的时 候，发现信息和文档的交换较为困难，无法用便 利和统一的方式来发布、交换和获取其他计算机 上的数据、信息和文档。因此，实现计算机信息 无缝交换的万维网概念出现。目前全世界的计算 机用户都可以依赖万维网的技术非常方便地进行 浏览网页、交换文件等，同时，网景、雅虎、谷 歌等企业依赖万维网的技术创造了巨量的财富。
视广播在播映电影时需要一些复杂的转换手续（参考 Telecine转换）。要达成最基本的视觉暂留效果大约需要 10fps的速度。
• 扫描传送
视频可以用逐行扫描或隔行扫描来传送，交错扫
描是早年广播技术不发达，带宽甚低时用来改善 画质的方法(其技术细节请参见其主条目）。 NTSC，PAL 与SECAM 皆为交错扫描格式。在视 频分辨率的简写当中经常以i来代表交错扫描。例 如PAL格式的分辨率经常被写为576i50，其中576 代表垂直扫描线数量，i代表隔行扫描，50代表每 秒50个field（一半的画面扫描线）。
• 3D视频的分辨率以voxel(volume picture element，中文译为“体素”)来表示。例如 一个512×512×512体素的分辨率，用于 简单的3D视频，可以被包括部分PDA在内 的电脑设备播放。
• 长宽比例
长宽比是用来描述视频画面与画面元素的 比例。传统的电视屏幕长宽比为4:3 （1.33:1）。
HDTV的长宽比为16:9（1.78:1）。而 35mm胶卷底片的长宽比约为1.37:1。
• 虽然电脑荧幕上的像素大多为正方形，但 是数字视频的像素通常并非如此。例如使 用于PAL及NTSC讯号的数位保存格式 CCIR 601，以及其相对应的非等方宽萤幕 格式。因此以720x480像素记录的NTSC规 格DV影像可能因为是比较“瘦”的像素格 式而在放映时成为长宽比4:3的画面，或反 之由于像素格式较“胖”而变成16:9的画面。
• 但是现在的视频网站上普遍所使用的视频 格式变为了F4V，F4V是Adobe公司为了迎 接高清时代而推出继FLV格式后的支持 H.264的流媒体格式。它和FLV主要的区别 在于，FLV格式采用的是H.263编码，而 F4V则支持H.264编码的高清晰视频，码率 最高可达50Mbps。相对FLV而言，F4V的
• Q：大家看视频时所关注的有关于清晰度的 参数一般是什么？
• 比特率是指每秒传送的比特（bit）数。单 位为bps(Bit Per Second），比特率越高， 传送的数据越大。比特率表示经过编码
（压缩）后的音、视频数据每秒钟需要用
多少个比特来表示，而比特就是二进制里 面最小的单位，要么是0，要么是1。比特 率与音、视频压缩的关系，简单的说就是
• 分辨率
各种电视规格视频的画面大小称为“分辨率”。
数位视频以像素为度量单位，而类比视频以水平 扫描线数量为度量单位。
标清电视信号的分辨率为720/704/640×480i60 （NTSC）或768/720×576i50（PAL/SECAM）。 新的高清电视（HDTV）分辨率可达 1920×1080p60，即每条水平扫描线有1920个像 素，每个画面有1080条扫描线，以每秒钟60张画 面的速度播放。
• 压缩技术
视频压缩技术（仅适用数位讯号）
自从数位信号系统被广泛使用以来，人们 发展出许多方法来压缩视频串流。由于视 频资料包含了空间的与时间的冗余性，所 以使得未压缩的视频串流以传送效率的观 点来说是相当糟糕的。
• 总体而言，空间冗余性可以借由“只记录 单帧画面的一部分与另一部分的差异性” 来减低；这种技巧被称为帧内压缩。并且 与图像压缩密切相关，而时间冗余性则可 借由“只记录两帧不同画面间的差异性” 来减低；这种技巧被称为帧间压缩，包括 运动补偿以及其他技术。目前最常用的视 频压缩技术为DVD与卫星直播电视所采用 的MPEG-2，以及因特网传输常用的 MPEG-4。
在逐行扫描系统当中，每次画面更新时都会 刷新所有的扫描线。此法较消耗带宽但是画面的 闪烁与扭曲则可以减少。
为了将原本为隔行扫描的视频格式（如DVD 或类比电视广播）转换为逐行扫描显示设备（如 LCD电视，电浆电视等）可以接受的格式，许多 显示设备或播放设备都具备有转换的程序。但是 由于隔行扫描信号本身特性的限制，转换后无法 达到与原本就是逐行扫描的画面同等的品质。
成并加上相应的外挂字幕文件而形成的视 频格式。
• 其画质直逼DVD并且体积只有DVD的数分 之一。这种编码对机器的要求也不高，所 以DivX视频编码技术可以说是一种对DVD 造成威胁最大的新生视频压缩格式，号称 DVD杀手或DVD终结者。
• WMV一种独立于编码方式的在Internet上 实时传播多媒体的技术标准，Microsoft公 司希望用其取代QuickTime之类的技术标准 以及WAV、AVI之类的文件扩展名。WMV 的主要优点在于：可扩充的媒体类型、本
地或网络回放、可伸缩的媒体类型、流的 优先级化、多语言支持、扩展性等
• RM/RMVB，Real Networks 公司所制定的 音频/视频压缩规范Real Media中的一种， Real Player能做的就是利用Internet资源对 这些符合Real Media技术规范的音频/视频 进行实况转播。在Real Media规范中主要 包括三类文件：RealAudio、Real Video和 Real Flash （Real Networks公司与 Macromedia公司合作推出的新一代高压缩 比动画格式）。
• 而MPEG-4比MPEG-2更先进的其中一个特 点，就是不再使用宏区块做影像分析，而 是以影像上个体为变化记录，因此尽管影 像变化速度很快、码率不足时，也不会出 现方块画面。
• DIVX是由MPEG－4衍生出的另一种视频 编码(压缩)标准，也即通常所说的DVDrip格 式，它采用了MPEG4的压缩算法同时又综 合了MPEG-4与MP3各方面的技术，说白了 就是使用DivX压缩技术对DVD盘片的视频 图像进行高质量压缩，同时用MP3或AC3 对音频进行压缩，然后再将视频与音频合
• MPEG-2 则是应用在DVD 的制作；同时在 一些HDTV（高清晰电视广播）和一些高要 求视频编辑、处理上面也有相当多的应用。 使用MPEG-2 的压缩算法压缩一部120 分 钟长的电影可以压缩到5-8 GB 的大小 （MPEG2的图像质量MPEG-1 与其无法比 拟的）。
MPEG-2视频
• MPEG-4包含了MPEG-1及MPEG-2的绝大 部份功能及其他格式的长处，并加入及扩 充对虚拟现实模型语言（VRML ， VirtualReality Modeling Language）的支持， 面向对象的合成档案（包括音效，视讯及 VRML对象），以及数字版权管理（DRM） 及其他互动功能。
的媒体格式的一种实现，后者定义了一种 通用的媒体文件结构标准。
• MP4是一种描述较为全面的容器格式，被 认为可以在其中嵌入任何形式的数据，各
种编码的视频、音频等都不在话下，不过 我们常见的大部分的MP4文件存放的 AVC(H.264)或MPEG-4(Part 2)编码的视频 和AAC编码的音频。MP4格式的官方文件 后缀名是“.mp4”，还有其他的以mp4为基 础进行的扩展或者是缩水版本的格式，包 括：M4V, 3GP, F4V等。
比特率越高，音、视频的质量就越好，但
编码后的文件就越大；如果比特率越少则 情况刚好相反。
• 计算机中的信息都是二进制的0和1来表示， 其中每一个0或1被称作一个位，用小写b表 示，即bit（位）；大写B表示byte，即字节， 一个字节=八个位，即1B=8b；前面的大写 K表示千的意思，即千个位（Kb)或千个字 节（KB）。表示文件的大小单位，一般都 使用字节（KB）来表示文件的大小。
优点在于可以在把文件控制在相同大小的 条件下获得比FLV跟清晰的画质。
• MP4(MPEG-4 Part 14)是一种常见的多媒 体容器格式，它是在“ISO/IEC 14496-14” 标准文件中定义的，属于MPEG-4的一部分， 是“ISO/IEC 14496-12(MPEG-4 Part 12 ISO base media file format)”标准中所定义
第三讲：视频和数据
一、视 频
• 视频泛指将一系列静态影像以电信号的方式加以 捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技 术。连续的图像变化每秒超过24帧（frame）画 面以上时，根据视觉暂留原理，人眼无法辨别单 幅的静态画面；看上去是平滑连续的视觉效果， 这样连续的画面叫做视频。视频技术最早是为了 电视系统而发展，但现在已经发展为各种不同的 格式以利消费者将视频记录下来。网络技术的发 达也促使视频的纪录片段以串流媒体的形式存在 于因特网之上并可被电脑接收与播放。视频与电 影属于不同的技术，后者是利用照相术将动态的 影像捕捉为一系列的静态照片。
• 画面更新率
Frame rate中文常译为“画面更新率”或“帧率”，是指 视频格式每秒钟播放的静态画面数量。典型的画面更新率 由早期的每秒6或8张（frame per second，简称fps），至 现今的每秒120张不等。PAL (欧洲，亚洲，澳洲等地的电 视广播格式) 与SECAM (法国，俄国，部分非洲等地的电 视广播格式) 规定其更新率为25fps，而NTSC (美国，加 拿大，日本等地的电视广播格式) 则规定其更新率为29.97 fps。电影胶卷则是以稍慢的24fps在拍摄；这使得各国电
• 常见视频格式
AVI，音频视频交错(Audio Video Interleaved)的英文缩写。AVI这个由微软公 司发表的视频格式在视频领域已经存在好 几个年头了。AVI格式调用方便、图像质量 好，但缺点就是文件体积过于庞大。
AVI视频
• MPEG，是Motion Picture Experts Group 的缩写。这类格式包括了MPEG-1, MPEG2 和MPEG-4在内的多种视频格式。大部分 的VCD 都是用MPEG-1 格式压缩的(刻录软 件自动将MPEG-1转为.DAT格式 ) ，使用 MPEG-1 的压缩算法，可以把一部120 分 钟长的电影压缩到1.2 GB 左右大小。
• REAL VIDEO （RA、RAM）格式由一开始 就是定位就是在视频流应用方面的，也可
以说是视频流技术的始创者。它可以在用 56K MODEM 拨号上网的条件实现不间断 的视频播放，可是其图像质量比VCD差些， 如果看过那些RM压缩的影碟就可以明显对 比出来了。
• FLV就是随着Flash MX的推出发展而来的新的视 频格式，其全称为Flashvideo。是在sorenson公 司的压缩算法的基础上开发出来的。由于它形成 的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频 文件成为可能，它的出现有效地解决了视频文件 导入Flash后，使导出的SWF文件体积庞大，不 能在网络上很好的使用等缺点。各在线视频网站 均采用此视频格式。如新浪播客、56、优酷、土 豆、酷6、帝途、YouTuBe等，无一例外。
பைடு நூலகம்
二、何为云计算
1. 云计算的来源 在步入个人计算机时代的初始，用户发现计算 机越来越多，期望计算机之间能够相互通信，实现 互联互通，由此，实现计算机互联互通的互联网的 概念出现。技术人员按照互联网的概念设计出目前 的计算机网络系统，允许不同硬件平台、不同软件 平台的计算机上运行的程序能够相互之间交换数据。 思科等企业专注于提供互联网核心技术和设备，成 为IT行业的巨头。