视频基础学习知识 .ppt

4.RMVB格式
RMVB格式是一种由RM视频格式升级延伸出的新 视频格式，它的先进之处在于RMVB视频格式打 破了原先RM格式那种平均压缩采样的方式，在保 证平均压缩比的基础上合理利用比特率资源，也 就是说，静止和动作场面少的画面场景采用较低 的编码速率，这样可以留出更多的带宽空间，而 这些带宽会在出现快速运动的画面场景时被利用。 这样在保证了静止画面质量的前提下，大幅地提 高了运动图像的画面质量，使图像质量和文件大 小之间就达到了微妙的平衡。这种数字视频格式 的文件扩展名为rmvb和.rm。ures Experts Group，动 态图像专家组）是1988年成立的一个专家组，其 任务是负责制订有关运动图像和声音的压缩、解 压缩、处理以及编码表示的国际标准。MPEG格 式是采用了有损压缩方法从而减少运动图像中的 冗余信息的数字视频文件格式。目前MPEG格式 有三个压缩标准，分别是MPEG -1 、MPEG-2、 和MPEG-4。
便于计算机编辑处理
模拟信号只能简单调整亮度、对比度和颜色等，限制 了处理手段和应用范围。而数字视频信号可以传送到 计算机内进行存储、处理，很容易进行创造性地编辑 与合成，并进行交互。
数字视频的不足
数字视频的缺陷是处理速度慢，数据存储空间大， 数字图像处理成本高。
通过对数字视频的压缩，可以节省大量存储空间， 光盘技术的应用也使得大量视频信息的存储成为 可能。
一些消费产品，如VCD和DVD，数字式便携摄像机， 都是以MPEG视频压缩为基础的。
图5.2 直接广播卫星(DBS)
数字化视频的优点
适合于网络应用
在网络环境中，视频信息可方便地实现资源共享。视 频数字信号便于长距离传输。
再现性好
模拟信号由于是连续变化的，所以不管复制时精确度 多高，失真不可避免，经多次复制后，误差就很大。 数字视频可不失真地进行无限次拷贝，其抗干扰能力 是模拟图像无法比拟的。它不会因存储、传输和复制 而产生图像质量的退化，能准确再现图像。
2.4 常见的数字视频文件格式
1. AVI格式
AVI（Audio Video Interleaved ，音频视频 交错）格式是一种可以将视频和音频交织在一起进 行同步播放的数字视频文件格式。AVI格式由 Microsoft公司于1992年推出，随Windows3.1一 起被人们所认识和熟知。它采用的压缩算法没有统 一的标准，除Microsoft公司之外，其他公司也推 出有自己的压缩算法，只要把该算法的驱动加到 Windows系统中，就可以播放该算法压缩的AVI文 件。AVI格式的优点是图像质量好，可以跨多个平 台使用，但是其缺点是体积过于庞大，其文件扩展 名为.avi。
数字视频（Digital Video）
要使计算机能对视频进行处理，必须把视频源即 来自于电视机、模拟摄像机、录像机、影碟机等 设备的模拟视频信号转换成计算机要求的数字视 频形式，这个过程称为视频的数字化过程。
数字视频可大大降低视频的传输和存储费用、增加交 互性、带来精确稳定的图像。
如今，数字视频的应用已非常广泛。包括直接广播卫 星(DBS)、有线电视(如图5.2)、数字电视在内的各种通 信应用均需要采用数字视频。
6.MOV格式
MOV格式是美国Apple公司开发的一种视频格式， 默认的播放器是Apple公司的QuickTime Player。 MOV格式不仅能支持MacOS，同样也能支持 Windows系列计算机操作系统，有较高的压缩比 率和较完美的视频清晰度。MOV格式定义了存储 数字媒体内容的标准方法，使用这种文件格式不 仅可以存储单个的媒体内容，如视频帧或音频采 样数据，而且还能保存对该媒体作品的完整描述。 因为这种文件格式能用来描述几乎所有的媒体结 构，所以它是不同系统的应用程序间交换数据的 理想格式。这种数字视频格式的文件扩展名包 括.qt、.mov等。
模拟视频的特点：
以模拟电信号的形式来记录 依靠模拟调幅的手段在空间传播 使用磁带录象机将视频作为模拟信号存放在磁带上
传统视频信号以模拟方式进行存储和传送然而模 拟视频不适合网络传输，在传输效率方面先天不 足，而且图像随时间和频道的衰减较大，不便于 分类、检索和编辑。
图5.1 传统的模拟信号处理设备
帧内和帧间压缩
帧内压缩也称为空间压缩。当压缩一帧图像时，仅考虑本帧 的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息，这实际上与静态图 像压缩类似。帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时 各个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以 帧为单位进行编辑。帧内压缩一般达不到很高的压缩。
采用帧间压缩是基于许多视频或动画的连续前后两帧具有很 大的相关性，或者说前后两帧信息变化很小的特点。也即连 续的视频其相邻帧之间具有冗余信息，根据这一特性，压缩 相邻帧之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。 帧间压缩也称为时间压缩，它通过比较时间轴上不同帧之间 的数据进行压缩。帧间压缩一般是无损的。帧差值算法是一 种典型的时间压缩法，它通过比较本帧与相邻帧之间的差异， 仅记录本帧与其相邻帧的差值，这样可以大大减少数据量。
3.视频的制式 电视 制式
NTSC制式 PAL制式 SECAM制式
三种彩色电视制式的主要技术指标
TV制式 帧频(Hz) 行/帧
亮度带宽(MHz)
NTSC 30 525 4.2
PAL 25 625 6.0
SECAM 25 625 6.0
彩色幅载波 3.58 (Hz)
声音载波
4.5
(MHz)
4.43
3.RM格式
RM（RealMedia）格式是Networks公司所制定 的音频视频压缩规范。用户可以使用RealPlayer 或 RealOnePlayer对符合RealMedia技术规范的 网络音频/视频资源进行实况转播，并且 RealMedia还可以根据不同的网络传输速率制定 出不同的压缩比率，从而实现在低速率的网络上 进行影像数据实时传送和播放。这种数字视频格 式的文件扩展名包括.rm、.ra和.ram。
2.1 视频的基础知识
在人类接受的信息中，有70%来自视觉，其 中视频是最直观、最具体、信息量最丰富的。我 们在日常生活中看到的电视、电影、VCD、DVD 以及用摄像机、手机等拍摄的活动图像等都属于 视频的范畴。
1 视频的定义
视频(Video)就其本质而言，是内容随时间变化的 一组动态图像(25或30帧/秒)，所以视频又叫作运 动图像或活动图像。
图像与视频两者的信源方式不同，图像的输入靠 扫描仪、数字照相机等设备；视频的输入是电视 接收机、摄象机、录象机、影碟机以及可以输出 连续图像信号的设备。
2.视频的分类
按照处理方式的不同，视频分为模拟视频和数字 视频。
模拟视频（Analog Video）
模拟视频是用于传输图像和声音的随时间连续变化的 电信号。早期视频的记录、存储和传输都采用模拟方 式，如在电视上所见到的视频图像是以一种模拟电信 号的形式来记录的，并依靠模拟调幅的手段在空间传 播，再用盒式磁带录像机将其作为模拟信号存放在磁 带上。
4.25
6.5
6.5
4.视频分辨率
视频分辨率指的是视频的画面大小，常用图像的 “水平像素×垂直像素”来表示。
VCD视频光盘的标准分辨率为352×288（PAL）或 352×240(NTSC)；
SVCD视频光盘的标准分辨率为480×576（PAL）或 480×480（NTSC）；
DVD视频光盘的标准分辨率为720×576（PAL）或 720×480(NTSC)。
MPEG-1制定于1992年，它是针对1.5Mbps以下
数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编 码而设计的国际标准。使用MPEG-1的压缩算法， 可以把一部时长120分钟的电影（视频文件）压 缩到1.2GB左右。这种数字视频格式的文件扩展 名包括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg以及VCD光 盘中的.dat等。
5.WMV格式
WMV（Windows MediaVideo）格式Microsoft 公司将其名下的ASF（Advanced Stream Format）格式升级延伸来得一种流媒体格式。 WMV格式的主要优点包括：本地或网络回放、可 扩充的媒体类型、可伸缩的媒体类型、多语言支 持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。 其文件扩展名为.wmv。
普通电视信号的分辨率为640×480；标清电视信号分 辨率为720×576；
高清电视（HDTV）分辨率可达1920×1080。
2.2 数字视频的生成
数字视频有两种生成方式：
一是使用视频采集卡将模拟视频信号经计算机模／数 转换后，生成数字视频文件，对这些数字视频文件进 行数字化视频编辑，制作成数字视频文件，利用这种 方式处理后的图像和原图像相比，信号有一定的损失；
二是利用数字摄像机（硬盘式、光盘式和存储卡式数 字摄像机）将视频图像拍摄下来，从信号源开始，就 是无失真的数字视频，输入计算机后，通过使用的编 辑软件制作成数字视频文件。
2.3 视频压缩的一些基本概念
视频压缩（compression）的目标是在尽可能保 证视觉效果的前提下减少视频数据率。视频压缩 比一般指压缩后的数据量与压缩前的数据量之比。 由于视频是连续的静态图像，因此其压缩编码算 法与静态图像的压缩编码算法有某些共同之处， 但是运动的视频还有其自身的特性，因此在压缩 时还应考虑其运动特性才能达到高压缩的目标。
一帧就是一幅静态画面，快速连续地显示帧，便 能形运动的图像，每秒钟显示帧数越多，即帧频 越高，所显示的动作就会越流畅。
pal: 25帧/秒 ntsc:30帧/秒
『视觉暂留现象』
人眼在观察景物时，光信号传人大脑神经，需经 过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象 并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视 觉的这一现象则被称为“视觉暂留现象”。
MPEG-2制定于1994年，是为高级工业标准的图 像质量以及更高的传输率而设计的。这种格式主 要应用在DVD和SVCD的制作（压缩）方面，同 时在一些HDTV（高清晰电视广播）和一些高要 求视频编辑、处理上面也有较广的应用。使用 MPEG-2的压缩算法，可以把一部时长120分钟的 电影压缩到4～8GB。这种数字视频格式的文件 扩展名包括. mpg、．mpe、.mpeg、.m2V及 DVD光盘中的.vob等。