多媒体技术与应用_视频

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NTSC制 NTSC制
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NTSC(National Television Standard Committe 是美国国家电视系统委员会在195 1952 )是美国国家电视系统委员会在1952年制定的一 种兼容的彩色电视制式，在美国、 种兼容的彩色电视制式，在美国、日本和其他国 家广为使用。 家广为使用。
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Y
U
V
PAL彩色电视制式中采用YUV模型来表示彩色图像 PAL彩色电视制式中采用YUV模型来表示彩色图像 彩色电视制式中采用YUV
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4、彩色电视的制式
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电视信号是视频处理的重要信息源。 电视信号是视频处理的重要信息源。传送电视信号所 采用的技术标准也称为电视的制式。 采用的技术标准也称为电视的制式。 目前各国的电视制式不尽相同， 目前各国的电视制式不尽相同，不同制式之间的主要 区别在于不同的刷新速度、 区别在于不同的刷新速度、颜色编码系统和传送频率 因此互相并不通用。 等，因此互相并不通用。 目前世界上常用的电视制式有中国、欧洲使用的PAL 目前世界上常用的电视制式有中国、欧洲使用的PAL 美国、日本使用的NTSC制及法国等国所使用的SE NTSC制及法国等国所使用的 制，美国、日本使用的NTSC制及法国等国所使用的SE CAM制 CAM制。
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2、黑白电视信号
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（2）模拟视频信号的重要参数 主要包括垂直清晰度 宽高比、场频和帧频。 垂直清晰度、 主要包括垂直清晰度、宽高比、场频和帧频。 其中， 其中，垂直清晰度是指眼睛可分辨的水平线数 。（与扫描行数密切相关 与扫描行数密切相关） 目。（与扫描行数密切相关） 宽高比是指扫描行的长度与在图像垂直方向上 的所有扫描行所跨过的距离之比。 的所有扫描行所跨过的距离之比。 在电视信号中，场频值为帧频值的两倍。 在电视信号中，场频值为帧频值的两倍。 （3）全电视信号 电视信号中除了图像信号（视频信号） 电视信号中除了图像信号（视频信号）外，还 包括复合校隐信号和复合同步信号。 包括复合校隐信号和复合同步信号。一帧电视信号 称为一个全电视信号， 称为一个全电视信号，它又由奇数行信号和偶数场 行信号顺序构成。 行信号顺序构成。
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视频和动画
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计算机能处理生动的图形、 计算机能处理生动的图形、图像和动画使得多媒体计算 机更具有影响力。 机更具有影响力。 视频和基于计算机的动画已成为多媒体系统的基本媒体 并且是多媒体计算机的关键技术之一。 并且是多媒体计算机的关键技术之一。通常用活动图像 表示视频，活动图形表示动画。也就是说， 表示视频，活动图形表示动画。也就是说，计算机动画 和视频的主要差别类似图形与图像的区别， 图形与图像的区别 和视频的主要差别类似图形与图像的区别，即帧图像画 面的产生方式有所不同。 面的产生方式有所不同。 在多媒体应用中视频图像的处理也是最困难的部分。 在多媒体应用中视频图像的处理也是最困难的部分。所 谓视频信号的处理主要包括视频图像的获取、 谓视频信号的处理主要包括视频图像的获取、压缩和存 各种编码技术、变换技术和传输技术等。 储，各种编码技术、变换技术和传输技术等。按处理方 式的不同，视频分为模拟视频和数字视频。 式的不同，视频分为模拟视频和数字视频。
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PAL制 PAL制
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Lock)是联邦德国1962年 是联邦德国1962 PAL(Phase Alternate Lock)是联邦德国1962年 制定的一种兼容电视制式。PAL意指 意指“ 制定的一种兼容电视制式。PAL意指“相位逐行 交变” 交变”，我国和大部分西欧国家都使用这种制式 。
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视频是由于视觉的时间域响应特性而产生的。 视频是由于视觉的时间域响应特性而产生的。 时间域响应特性而产生的 视觉的时间域响应特性： 视觉的时间域响应特性：指的是让观察者观察按 时间重复的亮度脉冲，如果闪烁频率比较低，人 时间重复的亮度脉冲，如果闪烁频率比较低， 眼就有一亮一暗的感觉；如果闪烁频率足够高， 眼就有一亮一暗的感觉；如果闪烁频率足够高， 人眼看到的则是一个恒定的亮点。 人眼看到的则是一个恒定的亮点。 闪烁感刚好消失的重复频率叫做临界闪烁频率 临界闪烁频率， 闪烁感刚好消失的重复频率叫做临界闪烁频率， 经测定为46HZ 如果场频大于50次每秒， 46HZ。 50次每秒 经测定为46HZ。如果场频大于50次每秒，人眼就 感觉不到闪烁。 感觉不到闪烁。
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3、彩色电视信号
问题：如何实现彩色与黑白电视的兼容？ 问题：如何实现彩色与黑白电视的兼容？
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使亮度和色度信号分开传送——用YUV空间表示法 使亮度和色度信号分开传送——用YUV空间表示法 ——
YUV模型 YUV模型
Y表示亮度，U，V用来表示色差，是构成彩色的两个分量。 表示亮度， 用来表示色差，是构成彩色的两个分量。 YUV表示法的重要性是它的亮度信号 Y)和色度信号 表示法的重要性是它的亮度信号( 和色度信号( V)是相互独立 YUV表示法的重要性是它的亮度信号(Y)和色度信号(U、V)是相互独立 也就是Y信号分量构成的黑白灰度图与用U 的，也就是Y信号分量构成的黑白灰度图与用U、V信号构成的另外两 幅单色图是相互独立的。由于Y 是独立的， 幅单色图是相互独立的。由于Y、U、V是独立的，所以可以对这些单 色图分别进行编码。 色图分别进行编码。 采用YUV模型的优点之一是亮度信号和色差信号是分离的， YUV模型的优点之一是亮度信号和色差信号是分离的 采用YUV模型的优点之一是亮度信号和色差信号是分离的，使彩色电 视系统与黑白电视机亮度信号兼容。 视系统与黑白电视机亮度信号兼容。
PAL制规定水平扫描625行、每秒25帧 、隔行扫描、 隔行扫描、 PAL制规定水平扫描625行 每秒25帧 制规定水平扫描625 25 每场需要1/50 1/50秒 每场需要1/50秒。
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SECAM制 SECAM制
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Memory)称为顺序传送彩 SECAM(SEquential Color And Memory)称为顺序传送彩 色与存储，是用于法国、 色与存储，是用于法国、俄罗斯及几个东欧国家的彩色 电视制式。 电视制式。 基本技术及广播方式与NTSC PAL有很大的区别 NTSC和 有很大的区别。 基本技术及广播方式与NTSC和PAL有很大的区别。 625行 625行，25Hz
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光栅扫描的四个重要 参数：扫描线、帧、 水平回扫期和垂直回 扫期
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奇数场
偶数场
一帧
目前的电视系统大都采用隔行扫描，因为隔行扫描能节省频带， 目前的电视系统大都采用隔行扫描，因为隔行扫描能节省频带，且硬件实 电视系统大都采用隔行扫描 现简单。 现简单。 但逐行扫描有以下优点 图像垂直清晰度高，空间处理效果好， 有以下优点： 但逐行扫描有以下优点：图像垂直清晰度高，空间处理效果好，有利于电 视转换和制式转换，能改善视频压缩效率等等。计算机显示图像时一般都 视转换和制式转换，能改善视频压缩效率等等。计算机显示图像时一般都 采用逐行扫描。其缺点是：数码率高，行扫描频率增高，硬件难度加大。 采用逐行扫描。其缺点是：数码率高，行扫描频率增高，硬件难度加大。 逐行扫描能获得更好的图像质量和更高的清晰度， 逐行扫描能获得更好的图像质量和更高的清晰度，不过是以增加带宽和成 本为代价的。 本为代价的。
隔行扫描：扫描一幅完整的画面分为两场，称为奇数场和偶数场， 隔行扫描：扫描一幅完整的画面分为两场，称为奇数场和偶数场，每 帧画面需要扫描两次，一次奇数场、一次偶数场。 帧画面需要扫描两次，一次奇数场、一次偶数场。 逐行扫描：电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角， 逐行扫描：电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显 示屏上扫一遍就显示一幅完整的图像。逐行扫描一次为一帧。 示屏上扫一遍就显示一幅完整的图像。逐行扫描一次为一帧。
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2、黑白电视信号
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（1）电视原理 电视摄像机的作用就是将视频图像转换为电信号。 电视摄像机的作用就是将视频图像转换为电信号。同样也是 采用动画的视觉原理构造而成的， 采用动画的视觉原理构造而成的，其基本原理为逐行扫描和 传输图像信号，然后在接收端同步再现。 传输图像信号，然后在接收端同步再现。 任何时刻，电信号只有1个值（一维）。 ）。但视频图像通常是二 任何时刻，电信号只有1个值（一维）。但视频图像通常是二 维的，将二维视频图像转换为一维电信号是通过光栅扫描实 维的，将二维视频图像转换为一维电信号是通过 实 现的。 现的。 光栅扫描方式主要有逐行扫描 隔行扫描两种 逐行扫描和 两种。 光栅扫描方式主要有逐行扫描和隔行扫描两种。
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全制式 多制式
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不同制式的电视机只能接收和处理其对应 制式的电视信号。 制式的电视信号。 多制式或全制式的电视机， 多制式或全制式的电视机，为处理和转换 不同制式的电视信号提供了极大的方便。 不同制式的电视信号提供了极大的方便。 全制式电视机可在各国各地区使用， 全制式电视机可在各国各地区使用，而多 制式电视机一般为指定范围的国家生产。 制式电视机一般为指定范围的国家生产。
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）
模拟视频的不足： 模拟视频的不足： 不适合网络传输，在传输效率方面先天不足； 不适合网络传输，在传输效率方面先天不足； 图像随时间和频道的衰减较大； 图像随时间和频道的衰减较大； 传统的模拟信号处理设备 直接广播卫星（DBS） 不便于分类、检索和编辑。 不便于分类、检索和编辑。
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1、视频的形成原理
定义了彩色电视机对所接受的电视信号的解码方式、 定义了彩色电视机对所接受的电视信号的解码方式、 色彩的处理方式、屏幕的扫描频率。 色彩的处理方式、屏幕的扫描频率。 NTSC制规定水平扫描线有525条 以每秒30 制规定水平扫描线有525 30帧速率传 NTSC制规定水平扫描线有525条，以每秒30帧速率传 NTSC采用隔行扫描方式 采用隔行扫描方式， 送。NTSC采用隔行扫描方式，每一帧画面由两次扫描 完成，每一次扫描画出一个场需要1/60 1/60秒 完成，每一次扫描画出一个场需要1/60秒,两个场构 成一帧。 成一帧。
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5.1 模拟视频
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模拟视频是一种用于传输图像和声音的并且随 时间连续变化的电信号。早期视频的记录、 时间连续变化的电信号。早期视频的记录、存 储和传输都是采用模拟方式。 储和传输都是采用模拟方式。 模拟视频具有以下特点： 模拟视频具有以下特点：
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 使用盒式磁带录象机将视频作为模拟信号存放在磁 带上
多媒体技术与应用
西 南 交 通 大 学
李茜
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第8章 视频
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基础知识
视频的定义
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人类接受的信息70%来自视觉, 人类接受的信息70%来自视觉, 其中活动图像 70%来自视觉 是信息量最丰富、直观、生动、 是信息量最丰富、直观、生动、具体的一种承载 信息的媒体。视频（Video）就其本质而言， 信息的媒体。视频（Video）就其本质而言，实际 上就是其内容随时间变化的一组动态图像(25 (25或 上就是其内容随时间变化的一组动态图像(25或30 所以视频又叫作运动图像或活动图像。 帧/秒)，所以视频又叫作 。 从数学角度描述，视频指随时间变化的图像， 从数学角度描述，视频指随时间变化的图像，或 称为时变图像。 称为 。
内容随时间而变化 伴随有与画面动作同步的声音(伴音) 伴随有与画面动作同步的声音(伴音)
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视频和图像
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图像与视频是两个既有联系又有区别的概 念
静止的图片称为图像（ ），运动的图像 静止的图片称为图像（Image），运动的图像 ）， 称为视频（ 称为视频（Video）。 ）。 此外，两者的信源方式不同， 此外，两者的信源方式不同，图像的输入要靠 扫描仪、数字照相机等设备； 扫描仪、数字照相机等设备；而视频的输入是 电视接收机、摄象机、录象机、 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。 以输出连续图像信号的设备。