视频信号的获取与处理.
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② 各个分量的 A/D 变换、解码、 将模拟的 R 、 G 、 B 或 Y 、 U 、 V 信 号变换成数字信号的R、G、B或Y、 U、V信号，存入帧存储器；
③ 主机可通过总线对帧存储器中 的图像数据进行处理，帧存储器的 数据 R、 G、 B或 Y、 U、 V经过 D/A 变换转换成模拟的 R 、 G 、 B 或 Y 、 U、V信号；
三基色(RGB)的原理： 自然界常见的各种颜色光，都是由红(R)、 绿(G)、蓝(B)三种颜色光按不同比例相 配而成， 同样绝大多数颜色也可以分解成红、绿、 蓝三种色光，即三基色原理。
彩色空间的表示 常用：RGB，YUV，YIQ，HSI 它们是多媒体计算机彩色图形、静止 图像以及动态图像处理算法的基础。
第三章 视频信号的获取与处理
考核目的：
考核学生对视频信息获取与处理的基本原 理、彩色空间的表示及转换、彩色全电 视信号的组成、视频卡的组成和工作原 理以及图像文件格式的转换等内容的理 解和掌握。
考核的知识点：
什么是彩色空间的表示及转换、什么是彩 色全电视信号、视频卡的组成及工作原 理、图像文件格式的转换等内容。
彩色电视制式 PAL NTSC SECAM
3-6 多媒体计算机最常用的图象有三种： 图形、静态图象和动态视频（也称视 频），获得这三种图象可用下述方法： （教材P67） （1）计算机产生彩色图形、静态图象和动 态图象； （2）用彩色扫描仪，扫描输入彩色图形和 静态图象； （3）用视频信号数字化仪，将彩色全电视 信号数子化后，输入到多媒体计算机中， 可获得静态和动态图象。
④ 经过编码器合成彩色电视信号，
输出到显示器上。
(2) 视频信息获取流程框图
Ｄ/Ａ 采 帧 显 Ａ/Ｄ 集 GRB 变换 GRB 存 GRB 变换 拟 示 彩 设 YUV 与 YUV 储 YUV 与 GRB 设 色备 编码 器 备 解码 全 电 视 主机处理 信 号
模拟
数字
数字
模
3-8 视频采集卡的硬件安装（教材P81-82）
AVS和AVI动态图像文件格式
AVS和AVI是Intel和IBM公司共同研制的DVI（数 字视频交互）系统动态图像文件格式。 AVS文件格式只能在DVI系统硬件支撑下才能读写， 系统的硬设备投资比较大。 Intel公司最近又推出了Indeo系统，可以在 Microsoft公司的Video for Windows支持下， 用软件播放AVI文件。 AVS文件格式比起图像文件格式能够提供较多的 灵活性，能够支持多个数据流同时操作。 在DVI和Indeo系统中，保存AVS和AVI文件的介质， 通常是CD-ROM，硬盘和RAM，只能使用二进制 代码的单数据流。
（1）A/D变换和数字解码 （2） 窗口控制器 （3）帧存储器系统 （4）数模转换和矩阵变换 （5）视频信号和VGA信号的叠加 （6）数字式多制式视频信号编码部分
论述视频信息获取 的流程，并画出视频信
息获取的流程框图。
视频信息获取的基本流程概述为： ① 彩色全电视信号经过采集设备 分解成模拟的R、G、B信号或Y、 U、V信号；
3-2 用YUV和YIQ的好处（教材P61） (1) 亮度信号Y解决了彩色电视机与黑白电 视的兼容问题。 (2) 大量实验表明，人眼对色差信号不敏 感，而对亮度信号特别敏感。用亮度信 号Y传送细节，用色差信号UV进行大面积 涂色。
3-3 选YIQ好处（教材P63） 大量实验统计，人眼对红黄之间的颜色变 化最敏感，而分辨蓝和紫之间颜色变化 最不敏感。所以把相角为123°的橙色及 其相反相角的 303°的青色定义为I轴， 它表示人眼最敏感的色轴。与I正交的色 度信号轴，通过33°— 0°—213°线， 叫Q轴，它表示人眼最不敏感的色轴。在 传送分辨率弱的Q信号是，可用较窄的频 带，而传送分辨率较强的I信号是，可用 较宽的频带。
④ 经过编码器合成彩色电视信号，
输出到显示器上。
(2) 视频信息获取流程框图
Ｄ/Ａ 采 帧 显 Ａ/Ｄ 集 GRB 变换 GRB 存 GRB 变换 拟 示 彩 设 YUV 与 YUV 储 YUV 与 GRB 设 色备 编码 器 备 解码 全 电 视 主机处理 信 号
模拟
数字
数字
模
② 各个分量的 A/D 变换、解码、 将模拟的 R 、 G 、 B 或 Y 、 U 、 V 信 号变换成数字信号的R、G、B或Y、 U、V信号，存入帧存储器；
③ 主机可通过总线对帧存储器中 的图像数据进行处理，帧存储器的 数据 R、 G、 B或 Y、 U、 V经过 D/A 变换转换成模拟的 R 、 G 、 B 或 Y 、 U、V信号；
视频卡的功能 全活动数字图像的显示、抓取、录制。 从视频源中抓取定格，存储输出图像。 按比例缩放、减切、移动、扫描视频图 像 色度、饱和度、亮度、对比度及RGB三 色比例可调 可用软件选端口地址和IRQ 具有若干个可用软件相互切换的视频输入 源，以显示其中一个做活动显示。
3-7 视频采集卡的工作原理（教材P71-77） 视频信号源（摄象机、录象机或激光视盘）的信 号首先经过A/D变换，送到多制式数字解码器 进行解码得到Y、U、V数据，然后由视频窗口 控制器对其进行裁剪，改变比例后存入帧存储 器。帧存储器的内容在窗口控制器的控制下， 与VGA同步信号或视频编码器的同步信号同步， 再送到D/A变换器模拟彩色空间变换矩阵，同 时送到数字式视频编辑器进行视频编码，最后 输出到VGA监视器及电视机或录象机。
3-13 数字视频图象数据量的计算（不压 缩）
图象分辨率（像素） 彩色深度（位） 帧率 S 时间( s ) （MB） 8 1024 1024
PAL制
25帧/秒；
NTSC制
30帧/秒
复习本章知识点
彩色空间的表示及转换， 彩色全电视信号，视频信息 获取与处理的基本原理，视 频卡的分类、安装、组成及 工作原理，图像文件格式的 转换等。
3-10 静态图像文件格式（教材P85） 当前比较流行的图像格式：GIF、TIFF、 TGA、BMP、PCX、JPG及MMP。
3-11 动态图像压缩编码文件格式（教材 P85） 动态图像的文件格式目前在多媒体计算机 中常用的有：MPG、AVS及AVI、等。
3-12 MPEG数据流结构的六个层次（教材 P92） （1）序列层（Sequence layer） （2）图像组层（Group of Picture） （3）图像层（Picture） （4）片层（Slice） （5）宏块层（Macro block） （6）块层（Block layer）
（C）(1)(2)(3)
3、全电视信号是由
① , ②
成。
, ③
组
① 图像信号(视频信号)
② 复合消隐信号 ③ 复合同步信号
4 、多 媒 体 计 算 机 获 取 常用的图形、静态图像 和动态图像 ( 视频 ) 的方 法是： ① ， ② ， ③ 。
ห้องสมุดไป่ตู้
① 计算机产生彩色图形,静态 图像和动态图像； ② 用彩色扫描仪,扫描输入彩 色图形和静态图像；
1、视频卡的种类很多，主要包括：
（1）视频捕获卡 （2）电影卡 （3）电视卡
（A）(1) （C）(1)(2)(3)
（4）视频转换卡
（B）(1)(2) （D）全部
★
2.帧频率为25帧／秒的制式为：
（1）PAL
（3）NTSC
（A） (1)
（2）SECAM
（4）YUV
（B）(1)(2) ★ （D）全部
3-4 黑白全电视信号（教材P64） 摄象机把图象信号转变成的最后输出信号 就是全电视信号。全电视信号主要由三 个部分组成：图象信号（视频信号）、 复合消隐信号、复合同步信号。
3-5 彩色全电视信号（教材P65-66） 彩色全电视信号主要由：亮度信号、色度 信号、复合同步信号、复合消隐信号组 成。
③ 用视频信号数字化仪,将彩 色全电视信号数字化后 , 输入 到多媒体计算机中 。
5 、彩色全电视信号
是由哪几部分组成？
彩色全电视信号是由 图像信号（色度信号、亮 度信号）、复合消隐信号 （包括行消隐和场消隐信 号）、复合同步信号（包 括行同步和场同步信号） 等迭加在一起组成的。
6、视频采集卡主要 是由哪几部分组成？
考核要求：
掌握：视频信息的获取与处理的基本原理、 彩色全电视信号的组成、视频卡的工作 原理。 理解：彩色空间的表示及转换、图像 文件格式及转换。
3-1 数字图像（教材P59） 多媒体计算机处理图像和视频，首先必须 把连续的图像函数f (x,y) 进行空间和 幅值的离散化处理，空间连续坐标(x,y) 的离散化，叫做采样；f(x,y)颜色的离 散化，称之为量化。两种离散化结合在 一起，叫做数字化，离散化的结果称为 数字图像。
视频采集卡主要由六部分组成： ① A/D 变 换 和 数 字 解 码 ② 窗 口 控 制 器 ③ 帧 存 储 器 系 统 ④ D/A 变 换 和 彩 色 空 间 变 换 ⑤ 视频信号和 VGA 信号的叠加 ⑥ 视频信号编码
7、论述视频信息 获取的流程，并画出视
频信息获取的流程框图。
7、 视频信息获取的基本流程概述为： ① 彩色全电视信号经过采集设备 分解成模拟的R、G、B信号或Y、 U、V信号；
③ 主机可通过总线对帧存储器中 的图像数据进行处理，帧存储器的 数据 R、 G、 B或 Y、 U、 V经过 D/A 变换转换成模拟的 R 、 G 、 B 或 Y 、 U、V信号；
三基色(RGB)的原理： 自然界常见的各种颜色光，都是由红(R)、 绿(G)、蓝(B)三种颜色光按不同比例相 配而成， 同样绝大多数颜色也可以分解成红、绿、 蓝三种色光，即三基色原理。
彩色空间的表示 常用：RGB，YUV，YIQ，HSI 它们是多媒体计算机彩色图形、静止 图像以及动态图像处理算法的基础。
第三章 视频信号的获取与处理
考核目的：
考核学生对视频信息获取与处理的基本原 理、彩色空间的表示及转换、彩色全电 视信号的组成、视频卡的组成和工作原 理以及图像文件格式的转换等内容的理 解和掌握。
考核的知识点：
什么是彩色空间的表示及转换、什么是彩 色全电视信号、视频卡的组成及工作原 理、图像文件格式的转换等内容。
彩色电视制式 PAL NTSC SECAM
3-6 多媒体计算机最常用的图象有三种： 图形、静态图象和动态视频（也称视 频），获得这三种图象可用下述方法： （教材P67） （1）计算机产生彩色图形、静态图象和动 态图象； （2）用彩色扫描仪，扫描输入彩色图形和 静态图象； （3）用视频信号数字化仪，将彩色全电视 信号数子化后，输入到多媒体计算机中， 可获得静态和动态图象。
④ 经过编码器合成彩色电视信号，
输出到显示器上。
(2) 视频信息获取流程框图
Ｄ/Ａ 采 帧 显 Ａ/Ｄ 集 GRB 变换 GRB 存 GRB 变换 拟 示 彩 设 YUV 与 YUV 储 YUV 与 GRB 设 色备 编码 器 备 解码 全 电 视 主机处理 信 号
模拟
数字
数字
模
3-8 视频采集卡的硬件安装（教材P81-82）
AVS和AVI动态图像文件格式
AVS和AVI是Intel和IBM公司共同研制的DVI（数 字视频交互）系统动态图像文件格式。 AVS文件格式只能在DVI系统硬件支撑下才能读写， 系统的硬设备投资比较大。 Intel公司最近又推出了Indeo系统，可以在 Microsoft公司的Video for Windows支持下， 用软件播放AVI文件。 AVS文件格式比起图像文件格式能够提供较多的 灵活性，能够支持多个数据流同时操作。 在DVI和Indeo系统中，保存AVS和AVI文件的介质， 通常是CD-ROM，硬盘和RAM，只能使用二进制 代码的单数据流。
（1）A/D变换和数字解码 （2） 窗口控制器 （3）帧存储器系统 （4）数模转换和矩阵变换 （5）视频信号和VGA信号的叠加 （6）数字式多制式视频信号编码部分
论述视频信息获取 的流程，并画出视频信
息获取的流程框图。
视频信息获取的基本流程概述为： ① 彩色全电视信号经过采集设备 分解成模拟的R、G、B信号或Y、 U、V信号；
3-2 用YUV和YIQ的好处（教材P61） (1) 亮度信号Y解决了彩色电视机与黑白电 视的兼容问题。 (2) 大量实验表明，人眼对色差信号不敏 感，而对亮度信号特别敏感。用亮度信 号Y传送细节，用色差信号UV进行大面积 涂色。
3-3 选YIQ好处（教材P63） 大量实验统计，人眼对红黄之间的颜色变 化最敏感，而分辨蓝和紫之间颜色变化 最不敏感。所以把相角为123°的橙色及 其相反相角的 303°的青色定义为I轴， 它表示人眼最敏感的色轴。与I正交的色 度信号轴，通过33°— 0°—213°线， 叫Q轴，它表示人眼最不敏感的色轴。在 传送分辨率弱的Q信号是，可用较窄的频 带，而传送分辨率较强的I信号是，可用 较宽的频带。
④ 经过编码器合成彩色电视信号，
输出到显示器上。
(2) 视频信息获取流程框图
Ｄ/Ａ 采 帧 显 Ａ/Ｄ 集 GRB 变换 GRB 存 GRB 变换 拟 示 彩 设 YUV 与 YUV 储 YUV 与 GRB 设 色备 编码 器 备 解码 全 电 视 主机处理 信 号
模拟
数字
数字
模
② 各个分量的 A/D 变换、解码、 将模拟的 R 、 G 、 B 或 Y 、 U 、 V 信 号变换成数字信号的R、G、B或Y、 U、V信号，存入帧存储器；
③ 主机可通过总线对帧存储器中 的图像数据进行处理，帧存储器的 数据 R、 G、 B或 Y、 U、 V经过 D/A 变换转换成模拟的 R 、 G 、 B 或 Y 、 U、V信号；
视频卡的功能 全活动数字图像的显示、抓取、录制。 从视频源中抓取定格，存储输出图像。 按比例缩放、减切、移动、扫描视频图 像 色度、饱和度、亮度、对比度及RGB三 色比例可调 可用软件选端口地址和IRQ 具有若干个可用软件相互切换的视频输入 源，以显示其中一个做活动显示。
3-7 视频采集卡的工作原理（教材P71-77） 视频信号源（摄象机、录象机或激光视盘）的信 号首先经过A/D变换，送到多制式数字解码器 进行解码得到Y、U、V数据，然后由视频窗口 控制器对其进行裁剪，改变比例后存入帧存储 器。帧存储器的内容在窗口控制器的控制下， 与VGA同步信号或视频编码器的同步信号同步， 再送到D/A变换器模拟彩色空间变换矩阵，同 时送到数字式视频编辑器进行视频编码，最后 输出到VGA监视器及电视机或录象机。
3-13 数字视频图象数据量的计算（不压 缩）
图象分辨率（像素） 彩色深度（位） 帧率 S 时间( s ) （MB） 8 1024 1024
PAL制
25帧/秒；
NTSC制
30帧/秒
复习本章知识点
彩色空间的表示及转换， 彩色全电视信号，视频信息 获取与处理的基本原理，视 频卡的分类、安装、组成及 工作原理，图像文件格式的 转换等。
3-10 静态图像文件格式（教材P85） 当前比较流行的图像格式：GIF、TIFF、 TGA、BMP、PCX、JPG及MMP。
3-11 动态图像压缩编码文件格式（教材 P85） 动态图像的文件格式目前在多媒体计算机 中常用的有：MPG、AVS及AVI、等。
3-12 MPEG数据流结构的六个层次（教材 P92） （1）序列层（Sequence layer） （2）图像组层（Group of Picture） （3）图像层（Picture） （4）片层（Slice） （5）宏块层（Macro block） （6）块层（Block layer）
（C）(1)(2)(3)
3、全电视信号是由
① , ②
成。
, ③
组
① 图像信号(视频信号)
② 复合消隐信号 ③ 复合同步信号
4 、多 媒 体 计 算 机 获 取 常用的图形、静态图像 和动态图像 ( 视频 ) 的方 法是： ① ， ② ， ③ 。
ห้องสมุดไป่ตู้
① 计算机产生彩色图形,静态 图像和动态图像； ② 用彩色扫描仪,扫描输入彩 色图形和静态图像；
1、视频卡的种类很多，主要包括：
（1）视频捕获卡 （2）电影卡 （3）电视卡
（A）(1) （C）(1)(2)(3)
（4）视频转换卡
（B）(1)(2) （D）全部
★
2.帧频率为25帧／秒的制式为：
（1）PAL
（3）NTSC
（A） (1)
（2）SECAM
（4）YUV
（B）(1)(2) ★ （D）全部
3-4 黑白全电视信号（教材P64） 摄象机把图象信号转变成的最后输出信号 就是全电视信号。全电视信号主要由三 个部分组成：图象信号（视频信号）、 复合消隐信号、复合同步信号。
3-5 彩色全电视信号（教材P65-66） 彩色全电视信号主要由：亮度信号、色度 信号、复合同步信号、复合消隐信号组 成。
③ 用视频信号数字化仪,将彩 色全电视信号数字化后 , 输入 到多媒体计算机中 。
5 、彩色全电视信号
是由哪几部分组成？
彩色全电视信号是由 图像信号（色度信号、亮 度信号）、复合消隐信号 （包括行消隐和场消隐信 号）、复合同步信号（包 括行同步和场同步信号） 等迭加在一起组成的。
6、视频采集卡主要 是由哪几部分组成？
考核要求：
掌握：视频信息的获取与处理的基本原理、 彩色全电视信号的组成、视频卡的工作 原理。 理解：彩色空间的表示及转换、图像 文件格式及转换。
3-1 数字图像（教材P59） 多媒体计算机处理图像和视频，首先必须 把连续的图像函数f (x,y) 进行空间和 幅值的离散化处理，空间连续坐标(x,y) 的离散化，叫做采样；f(x,y)颜色的离 散化，称之为量化。两种离散化结合在 一起，叫做数字化，离散化的结果称为 数字图像。
视频采集卡主要由六部分组成： ① A/D 变 换 和 数 字 解 码 ② 窗 口 控 制 器 ③ 帧 存 储 器 系 统 ④ D/A 变 换 和 彩 色 空 间 变 换 ⑤ 视频信号和 VGA 信号的叠加 ⑥ 视频信号编码
7、论述视频信息 获取的流程，并画出视
频信息获取的流程框图。
7、 视频信息获取的基本流程概述为： ① 彩色全电视信号经过采集设备 分解成模拟的R、G、B信号或Y、 U、V信号；