《数字视频处理》PPT课件 (2)
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最新[教学研究]数字图像处理第8章 数字视频处理幻灯片课件
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第8章 数字视频处理
对于模拟电视信号，最常见的存储媒体是录像带。另一种 存储模拟视频信号的媒体是激光影碟（LD）。但1994年出现了 建立在激光唱盘（CD）基础上的视频激光视盘（V-CD）。后 者采用MPEG-l标准，可以在标准的12厘米CD上存储74分钟 VHS质量的视频节目和具有CD质量的立体声。V-CD与世界的 所有广播电视制式兼容，易于使用和存放，而且生产成本也较 低。播放V-CD既可使用多媒体计算机，也可使用专门的V-CD 播放机。
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第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
采用帧间(Interframe)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。
由于数字视盘（DVD）采用了MPEG-2标准中的MP@ML 标准，所以视频图像质量大大优于V-CD，而音频部分采用杜 比公司开发的AC-3系统，其图像和声音质量将超过其它系统。来自10第8章 数字视频处理
8.1.5 视频技术的应用 （1）视频技术在广播电视中的应用
广播电视是视频技术的传统领域，早期的黑白电视和现仍 广泛使用的彩色电视及其相关产品，采用的是模拟视频技术， 而数字电视（常规数字电视、电视电话、会议电视和高清晰度 电视）全面使用数字视频技术，其编码、存储、传输和播放都 实行数字化。数字视频技术在广播电视中的应用主要包括：地 面电视广播、卫星电视广播、数字视频广播、卫星电视直播、 有线电视、交互式电视、常规电视和高清晰度电视等。
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第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
对于模拟电视信号，最常见的存储媒体是录像带。另一种 存储模拟视频信号的媒体是激光影碟（LD）。但1994年出现了 建立在激光唱盘（CD）基础上的视频激光视盘（V-CD）。后 者采用MPEG-l标准，可以在标准的12厘米CD上存储74分钟 VHS质量的视频节目和具有CD质量的立体声。V-CD与世界的 所有广播电视制式兼容，易于使用和存放，而且生产成本也较 低。播放V-CD既可使用多媒体计算机，也可使用专门的V-CD 播放机。
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第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
第8章 数字视频处理
采用帧间(Interframe)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。
由于数字视盘（DVD）采用了MPEG-2标准中的MP@ML 标准，所以视频图像质量大大优于V-CD，而音频部分采用杜 比公司开发的AC-3系统，其图像和声音质量将超过其它系统。来自10第8章 数字视频处理
8.1.5 视频技术的应用 （1）视频技术在广播电视中的应用
广播电视是视频技术的传统领域，早期的黑白电视和现仍 广泛使用的彩色电视及其相关产品，采用的是模拟视频技术， 而数字电视（常规数字电视、电视电话、会议电视和高清晰度 电视）全面使用数字视频技术，其编码、存储、传输和播放都 实行数字化。数字视频技术在广播电视中的应用主要包括：地 面电视广播、卫星电视广播、数字视频广播、卫星电视直播、 有线电视、交互式电视、常规电视和高清晰度电视等。
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第8章 数字视频处理
数字视频处理课件
这种信号不仅其亮度和色度都具有较宽的 带宽，而且由于亮度和色度分开传输，可 以减少其互相干扰
与复合视频信号相比，S-Video可以更好 地重现色彩
S-Video
S-Video信号使用单独的两条信号电缆线， 一条用于亮度信号，另一条用于色度信号， 这两个信号称为Y/C信号
S-Video使用4针连接器
对所有的制式，每一扫描行的有效样本数 均为720个
有效采样样本
采样格式
两种采样方法： ➢ 一种是使用相同的采样频率对图像的亮度
信号和色度信号进行采样 ➢ 另一种是对亮度信号和色度信号分别采用
不同的采样频率进行采样 如果对色度信号使用的采样频率比对亮度
信号使用的采样频率低，这种采样就称为 子采样(Subsampling)
S-Video
分量视频信号
分量视频信号(component video signal)是指 每个分量（Y、U、V或Y、Cb、Cr）作为 独立的视频信号
使用分量视频信号是表示彩色的最好方法， 但需要比较宽的带宽和同步信号
分量信号实际上也是亮色分离的信号，与 S-Video不同的是两个色度信号不用分离
子采样格式
4:2:2 这种子采样格式是指在每条扫描线 上每4个连续的采样点取4个亮度Y样本、2 个Cr色度样本和2个Cb色度样本，平均每 个像素用2个样本表示
子采样格式
4:1:1 这种子采样格式是指在每条扫描线 上每4个连续的采样点取4个亮度Y样本、1 个Cr色度样本和1个Cb色度样本，平均每 个像素用1.5个样本表示
625行/帧，25帧/秒 每帧有575行有图像显示
电视制式兼容性
NTSC制和PAL制是互不兼容的电视制式 NTSC制和PAL制都是彩色和黑白兼容的
与复合视频信号相比，S-Video可以更好 地重现色彩
S-Video
S-Video信号使用单独的两条信号电缆线， 一条用于亮度信号，另一条用于色度信号， 这两个信号称为Y/C信号
S-Video使用4针连接器
对所有的制式，每一扫描行的有效样本数 均为720个
有效采样样本
采样格式
两种采样方法： ➢ 一种是使用相同的采样频率对图像的亮度
信号和色度信号进行采样 ➢ 另一种是对亮度信号和色度信号分别采用
不同的采样频率进行采样 如果对色度信号使用的采样频率比对亮度
信号使用的采样频率低，这种采样就称为 子采样(Subsampling)
S-Video
分量视频信号
分量视频信号(component video signal)是指 每个分量（Y、U、V或Y、Cb、Cr）作为 独立的视频信号
使用分量视频信号是表示彩色的最好方法， 但需要比较宽的带宽和同步信号
分量信号实际上也是亮色分离的信号，与 S-Video不同的是两个色度信号不用分离
子采样格式
4:2:2 这种子采样格式是指在每条扫描线 上每4个连续的采样点取4个亮度Y样本、2 个Cr色度样本和2个Cb色度样本，平均每 个像素用2个样本表示
子采样格式
4:1:1 这种子采样格式是指在每条扫描线 上每4个连续的采样点取4个亮度Y样本、1 个Cr色度样本和1个Cb色度样本，平均每 个像素用1.5个样本表示
625行/帧，25帧/秒 每帧有575行有图像显示
电视制式兼容性
NTSC制和PAL制是互不兼容的电视制式 NTSC制和PAL制都是彩色和黑白兼容的
数字视频处理课件
基于内容的编码
于是产生了基于内容的编码技术。这时先 把视频帧分成对应于不同物体的区域，然 后对其编码
即对不同物体的形状、运动和纹理进行编 码。在最简单情况下，利用二维轮廓描述 物体的形状；利用运动矢量描述其运动状 态；而纹理则用颜色的波形进行描述
视频冗余的压缩手段
空间冗余：帧内编码
时间冗余：帧间编码
第三章 视频压缩编码基本原理
3.1 视频压缩编码概述
3.2 预测编码
3.2.1 预测编码的基本概念
预测法是最简单和实用的视频压缩编码方 法，这时压缩编码后传输的并不是像素本 身的取样幅值，而是该取样的预测值和实 际值之差
为什么取像素预测值与实际值之差作为传 输的信号？
3.2.2 帧内预测编码
同一帧图像中相邻的像素之间具有很强的 相关性
知识冗余
有许多图像的理解与图像所表现内容的基 础知识(先验或背景知识)有相当大的相关 性，从这种知识出发可以归纳出图像的某 种规律性变化，这类冗余称为知识冗余。 知识冗余的一个典型例子是对人像的理解， 比如，鼻子上方有眼睛，鼻子又在嘴的上 方等
结构冗余
视觉冗余：变换编码、量化
信息熵冗余：熵编码
3.1.6 视频质量
对压缩后的视频质量估计是一件困难的工 作 大体上，可分为主观视频质量评定和客观 视频质量评定两种估计方法
主观质量
由于个人的视觉系统（HVS）不尽相同， 对视频内容的熟悉程度也不一样 为了减少主观随意性，在对视频进行主观 评定前，选若干名专家和“非专家”作为 评分委员，共同利用五项或七项评分法对 同一种视频进行质量评定
3.1.5 视频压缩编码技术概述
从上世纪80年代开始逐渐形成了混合视频 编码(Hybrid video coding/encoding)技术， 并成为之后一系列视频编码标准的基础框 架
第四章-数字视频处理技术课件
目前视频压缩编码方法有多种，其中最有 代表性的是MPEG数字视频格式和AVI数字视频格 式。各种压缩编码算法可用软件、硬件或软硬 件结合的方法来实现。
5
多媒体技术基础及应用
§3
数字视频的特点
➢ 数字视频可以无失真地进行无限次拷贝，
而模拟视频信号每转录一次，就会有一次误
差积累，产生信号失真。
➢ 模拟视频长时间存放后视频质量会降低，
能将计算机上的视频信号发送到电视机上输
出的视频转换卡、能将录像机、摄像机等视
频源产生的模拟信号进行数字化和编辑处理、
存储回放的视频采集卡、目前已经不太使用
了电影卡或叫电影解压缩卡或视频解压卡、
能接收电视信号，并在计算机上播放的电视
卡或电视接收卡。
7
多媒体技术基础及应用
§3.2 视频信号获取技术
视频采集卡——功能
15
多媒体技术基础及应用
§3
MPEG标准
MPEG-1：数字电视标准，1992年正式发布。 MPEG-2：数字电视标准。 MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度电视(HighDefinition TV，HDTV)工作组。 MPEG-4：多媒体应用标准(1999年发布)。 MPEG-5：直至目前还没有见到定义。 MPEG-6：直至目前月还没有见到定义。 MPEG-7：多媒体内容描述接口标准(正在研究)。
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多媒体技术基础及应用
VGA输出
视频采集卡
S-Video 输入
VGA输入 连接口
VGA输出
VGA显卡卡
连接口
S-Video输出
§3
显示 器
录象机
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多媒体技术基础及应用
§3
软件安装
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多媒体技术基础及应用
§3
数字视频的特点
➢ 数字视频可以无失真地进行无限次拷贝，
而模拟视频信号每转录一次，就会有一次误
差积累，产生信号失真。
➢ 模拟视频长时间存放后视频质量会降低，
能将计算机上的视频信号发送到电视机上输
出的视频转换卡、能将录像机、摄像机等视
频源产生的模拟信号进行数字化和编辑处理、
存储回放的视频采集卡、目前已经不太使用
了电影卡或叫电影解压缩卡或视频解压卡、
能接收电视信号，并在计算机上播放的电视
卡或电视接收卡。
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多媒体技术基础及应用
§3.2 视频信号获取技术
视频采集卡——功能
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多媒体技术基础及应用
§3
MPEG标准
MPEG-1：数字电视标准，1992年正式发布。 MPEG-2：数字电视标准。 MPEG-3：已于1992年7月合并到高清晰度电视(HighDefinition TV，HDTV)工作组。 MPEG-4：多媒体应用标准(1999年发布)。 MPEG-5：直至目前还没有见到定义。 MPEG-6：直至目前月还没有见到定义。 MPEG-7：多媒体内容描述接口标准(正在研究)。
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多媒体技术基础及应用
VGA输出
视频采集卡
S-Video 输入
VGA输入 连接口
VGA输出
VGA显卡卡
连接口
S-Video输出
§3
显示 器
录象机
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多媒体技术基础及应用
§3
软件安装
数字视频的处理-课件
华
中
师
范
大
学
信 息 技
拍摄技巧训练
术
系
华
2、操作要领：平、准、稳、匀 （1）平：指拍摄者通过寻像器看到的被拍摄对象应该是横 平竖直。 （2）准：指拍摄画面的构图以及运动摄像时的起幅和落幅 要符合电视作品所表现的内容。 （3）稳：指摄像机所摄的画面应排除不必要的抖动和晃动 ，保证画面的质量。 （4）匀：指摄像机在运动拍摄时其运行的速度要均匀，节 奏要统一，不能忽快忽慢，以免破坏节奏的连续性。
术
系
华 中 师 范 大 学
谢谢！
信 息 技
术
系
师
范
大
学
信 息 技
自动拍摄（AUTO）工作状态的操作流程
术
系
2、松下NV-MD9000摄像机操作方法。如下图所示
华
中
（2）把[OFF/ON]开关打到[ON]，[CAMERA]指示灯点亮。
师
范
大
学
（1）将[AUTO/MANUAL/PROG.AE]开关打到[AUTO]时，摄像 机将自动调节录影时的聚焦和白平衡。
中
师
范
大
学
信 息 技
拍摄技巧训练
术
系
(3)摇镜头的拍摄方法。 在拍摄主体景物时，机位不变，边拍摄边改变拍摄的角 。 摇镜头可以左右摇，也可以上下摇,还可以从一个景物摇到 另一个景物。 (4)移镜头的拍摄方法。 摄像员扛着摄像机进行步行拍摄景物，景物是不动的，它 的角度完全由人的移动而改变。 (5)跟镜头的拍摄方法 跟镜头是推、拉镜头和摇镜头的不固定的组合，也可以 是摄像 机改变位置跟着被拍摄的主体一起运动。
学
①
将摄像机搁在右肩上，然后用双手牢固地将其握住 。 握住机子时，应尽可能地使取景器的眼罩靠近你的 右眼。 身体要站稳，双脚稍微分开。 当边走边拍时，请始终睁开双眼，以便能够看清行 走路线和周围环境。
《数字视频处理》课件
《数字视频处理》PPT课 件
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。本课件将 介绍数字视频处理的基础知识、技术、实践以及未来展望。
数字视频处理介绍
1 什么是数字视频处理？
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。
2 应用领域
数字视频处理广泛应用于电影、电视、广告、游戏等领域。
3 数字视频处理基础知识
了解视频编码、像素处理、颜色空间转换等基础知识。
数字视频处理技术
数字视频压缩
学习如何压缩视频文件大小，减少存储空间和传输 带宽。
视频编解码技术
了解各种视频编解码算法，以及它们对视频质量、 压缩率的影响。
视频增强技术
学习如何提高视频质量、增强图像细节和对比度。
视频分析技术
探索如何从视频中提取出有用的信息，如运动检测 和目标识别。
数字视频处理实践
1
数字视频处理软件介绍
2
了解常用的数字视频处理软件
数字视频处理项目实战
参与实际项目，锻炼数字视频处理技能， 解决实际问题。
数字视频处理流程示例
从采集、编辑、特效到输出，学习数字 视频处理的完整流程。
数字视频处理未来展望
1 数字视频处理发展趋势
探索未来数字视频处理的发展方向和趋势，如人工智能和虚拟现实。
2 数字视频处理技术创新
了解最新的数字视频处理技术，如高效的编码算法和实时图像增强。
3 数字视频处理应用前景
展望数字视频处理在娱乐、教育和医疗等领域的广阔应用前景。
结束语
数字视频处理对生活的 影响
数字视频处理改变了我们的 娱乐方式，提供了更丰富、 更精彩的视觉体验。
数字视频处理的未来意 义
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。本课件将 介绍数字视频处理的基础知识、技术、实践以及未来展望。
数字视频处理介绍
1 什么是数字视频处理？
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。
2 应用领域
数字视频处理广泛应用于电影、电视、广告、游戏等领域。
3 数字视频处理基础知识
了解视频编码、像素处理、颜色空间转换等基础知识。
数字视频处理技术
数字视频压缩
学习如何压缩视频文件大小，减少存储空间和传输 带宽。
视频编解码技术
了解各种视频编解码算法，以及它们对视频质量、 压缩率的影响。
视频增强技术
学习如何提高视频质量、增强图像细节和对比度。
视频分析技术
探索如何从视频中提取出有用的信息，如运动检测 和目标识别。
数字视频处理实践
1
数字视频处理软件介绍
2
了解常用的数字视频处理软件
数字视频处理项目实战
参与实际项目，锻炼数字视频处理技能， 解决实际问题。
数字视频处理流程示例
从采集、编辑、特效到输出，学习数字 视频处理的完整流程。
数字视频处理未来展望
1 数字视频处理发展趋势
探索未来数字视频处理的发展方向和趋势，如人工智能和虚拟现实。
2 数字视频处理技术创新
了解最新的数字视频处理技术，如高效的编码算法和实时图像增强。
3 数字视频处理应用前景
展望数字视频处理在娱乐、教育和医疗等领域的广阔应用前景。
结束语
数字视频处理对生活的 影响
数字视频处理改变了我们的 娱乐方式，提供了更丰富、 更精彩的视觉体验。
数字视频处理的未来意 义
数字视频处理 第1章 数字视频基础.ppt
4.模拟电视系统
模拟电视系统标准 复合视频信号
1.3.4数字视频
1.模拟视频信号数字化 2.数字视频信号 3.数字视频的特点及应用 4.ITU-T BT.601数字视频标准
1.4多维随机信号分析
1.4.1多维信号与系统 1.二维数字视频系统模型
3.线性系统
叠加原理 齐次原理
4.线性移不变系统
2.标量量化
• 目前，最常用的是均方误差量化器，其量化 误差为：
3.均匀量化
4.最佳量化
• 在两化过程中，使量化误差最小的量化器称 为最小量化器。
• 最佳量化的判决电平和量化电平为
5.适量量化
基本原理 失真测度 LGB 算 法 SOM 算 法 初始码书 码矢搜索
1.6数字视频质量评价
2） 理想取样
3）取样频率选取
2.二维取样
• 1）二维取样定理
定理
2）取样函数
3)二维取样
3.取样失真
1)混叠失真 2)孔径失真 3)其他噪声
1.5.3 图像量化
• 1.概述
• 量化用途：一是将模拟信号转化为数字信号， 以便进行数字处理和传输；二是用于数据压 缩。
• 量化器的功能是按照一定的量化规则对取样 信号的幅度值近似表示，是量化器输出的幅 度值的大小为优先个数。
• 视频质量的含义包括逼真度和可懂度。
1.6.1 视频图像主观评价
• 通过人给定条件下观察视频图像，对视频图 像的优劣作主管评定，然后对评分进行统计 平均所得出的评价结果。
1.6.2 视频图像客观评价
1.7 视频模型
• 视频信号是从动态的三维景物投影到视频摄 象机图象平面上的一个二维图象序列。即视 频是一个三维信号，具有两个空间维（水平 和垂直所构成的图象平面）和一个时间维。
数字视频的基本概念与编辑处理精品课件
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6.1.2 数字视频的文件格式
1．AVI格式视频文件 2．MOV格式视频文件 3．MPG格式视频文件 4．DAT/VOB格式视频文件 5．RM/RMVB格式视频文件 6．ASF/WMV格式视频文件 7．MP4格式视频文件
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1．AVI格式视频文件
AVI格式是Microsoft Video for Windows软 件所使用的视频文件格式。它是目前较为流行的一 种视频文件。早期的AVI文件采用Intel公司的Indeo 视频有损压缩技术将视频信息与音频信息混合交错 地存储在同一文件中，较好地解决了音频信息与视 频信息同步的问题。而现在的AVI文件多数是复合 格式，也就是说这个格式的文件，具体压缩方式依 赖于文件头对格式的描述。不同的AVI文件，具体 的压缩方法可能区别很大。
模拟视频具有成本低和还原度好等优点，但它在 存储和传输效率上存在很大缺陷，在模拟视频中不 论被记录的图像多么清晰，经过一段时间的存放之 后，或者经过长距离的传输和多次复制之后，视频 质量将大为降低，图像的失真很明显。
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2．数字视频（DIGITAL VIDEO）
计算机处理的是数字视频。数字视频技术有两种 获取方式，一是将模拟视频信号经过数字化转换为 数字视频产品；二是指数字摄像机拍摄的视频信号。
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6.2.1 PREMIERE CS3基础
Premiere为非线性视频编辑软件，它主要用来对数字视频 进行编辑和输出，它具有如下基本功能。
（1）可以实时采集来自视频卡、数码照相机的视频信号。 （2）可以综合处理图像、动画、声音以及视频等多种媒 体素材。 （3）提供多个视频和音频编辑轨道，可以方便地对视频 和音频进行连接、复合等处理。对于视频，可以把视频文件 按每一帧展开，以帧为单位进行编辑。 （4）可以对视频进行多种特技效果处理。 （5）可以给视频配上文字、图像、声音。
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6.1.2 数字视频的文件格式
1．AVI格式视频文件 2．MOV格式视频文件 3．MPG格式视频文件 4．DAT/VOB格式视频文件 5．RM/RMVB格式视频文件 6．ASF/WMV格式视频文件 7．MP4格式视频文件
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1．AVI格式视频文件
AVI格式是Microsoft Video for Windows软 件所使用的视频文件格式。它是目前较为流行的一 种视频文件。早期的AVI文件采用Intel公司的Indeo 视频有损压缩技术将视频信息与音频信息混合交错 地存储在同一文件中，较好地解决了音频信息与视 频信息同步的问题。而现在的AVI文件多数是复合 格式，也就是说这个格式的文件，具体压缩方式依 赖于文件头对格式的描述。不同的AVI文件，具体 的压缩方法可能区别很大。
模拟视频具有成本低和还原度好等优点，但它在 存储和传输效率上存在很大缺陷，在模拟视频中不 论被记录的图像多么清晰，经过一段时间的存放之 后，或者经过长距离的传输和多次复制之后，视频 质量将大为降低，图像的失真很明显。
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2．数字视频（DIGITAL VIDEO）
计算机处理的是数字视频。数字视频技术有两种 获取方式，一是将模拟视频信号经过数字化转换为 数字视频产品；二是指数字摄像机拍摄的视频信号。
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6.2.1 PREMIERE CS3基础
Premiere为非线性视频编辑软件，它主要用来对数字视频 进行编辑和输出，它具有如下基本功能。
（1）可以实时采集来自视频卡、数码照相机的视频信号。 （2）可以综合处理图像、动画、声音以及视频等多种媒 体素材。 （3）提供多个视频和音频编辑轨道，可以方便地对视频 和音频进行连接、复合等处理。对于视频，可以把视频文件 按每一帧展开，以帧为单位进行编辑。 （4）可以对视频进行多种特技效果处理。 （5）可以给视频配上文字、图像、声音。
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可是这样做，单位时间内扫描的总行数会加 倍，那么水平扫描的速度就要加快。如此一 来技术要求就会过高，以当时的条件做不到
隔行扫描的由来
于是标准制订者想到了一个折衷的办法，先 花60分之一秒扫描奇数行(顶场)，然后再用 后60分之一秒扫描偶数行(底场)，两者互补 成完整的画面
虽然扫描底场时，顶场的亮度衰减了，但是 由于亮暗的部分交织在一起，反而不易察觉
逐行扫描(Progressive Scan)
发展到液晶、等离子等显示设备后，因为所 的点都是同时发光，且光度始终固定，不存 在CRT遇到的相关问题，所以逐行扫描开始 大范围应用
逐行扫描
在逐行扫描方式中，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
液晶和等离子电视、电脑显示器
视频帧的奇数行：顶场 视频帧的偶数行：底场
隔行扫描的由来
众所周知，帧率z，电视标准制 订者确定了25或30fps的帧率
如果电视机采用逐行扫描，每秒扫描25或30 帧行不行呢？
理论上可以，但实际不行
隔行扫描的由来
原因在于，在电子束的照射下，CRT的荧光 粉会立即发光，但只要电子束一离开，几乎 瞬间就会暗下来
Interlace artifacts（交错缺陷）
An interlaced camera captures 60 (or 50) unique fields per second. If a scene contains an object in motion with respect to the camera, each field carries half the object’s spatial information, but information in the second field will be displaced according to the object’s motion.
奇数行扫完后以同样的方式扫描偶数行， 这样就完成了一帧的扫描
在隔行扫描中，无论是摄像机还是显示器， 获取或显示一幅图像都要扫描两遍才得到 一帧完整的图像
隔行扫描
顶场行扫描
底场行扫描
… …
隔行扫描
场（Field）
每一遍隔行扫描行的集合称为场，因此， 一帧（Frame）由两个场组成，顶场（奇 数行）信号和底场（偶数行）信号
Interlace artifacts
Upon interlaced display, the time sequence of interlaced fields is maintained: No temporal or spatial artifacts are introduced. However, in the presence of motion, simply stitching two fields into a single frame produces spatial artifacts such as that sketched in the figure. Techniques to avoid such artifacts is deinterlacing.
电视摄像机的作用就是将视频图像转换为电 信号
任何时刻，电信号只有1个值，即是一维的 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现的 （指在一定的时间间隔内电子束以从左到右、 从上到下的方式扫描荧光屏）
隔行扫描(Interlaced Scan)
在隔行扫描方式中，电子束扫完第1行后 从第3行开始扫，接着扫第5行，7 行，……，一直扫到最后一行
逐行扫描
…
扫描方式对比
逐行扫描优点：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；其缺点是：数码 率高，行扫描频率增高，硬件难度加大
隔行扫描能节省带宽，且硬件实现简单
Interlace artifacts
The first and second fields imaged from this scene are illustrated respectively. (The example neglects capture blur owing to motion during the exposure.) The image in the second field is delayed with respect to the first by half the frame time (that is, by 1⁄60 s or 1⁄50 s); by the time the second field is imaged, the object has moved.
人眼虽然看不到这么明显的变化，但仍然会 有亮度衰减的感觉
可以想象，如果采用30fps扫描方式显示， 当电子束从屏幕的上半部分移到下半部时， 屏幕上半部分的亮度就有了可以观察到的衰 减，于是画面下半部分显得更亮
隔行扫描的由来
为了解决这个问题，最佳的办法是加倍刷新 率，改成60fps扫描，因为在60分之一秒内， 人眼能感觉到的亮度衰减就很小了
Interlace artifacts
Consider the test scene sketched in the figure, comprising a black background partially occluded by a white disk that is in motion with respect to the camera.
2.3 模拟视频信号
电视信号是视频处理的重要信息源 电视信号的标准也称为电视的制式 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频率、彩 色编码系统和传送频率等等 目前世界上常用的电视制式有中国大陆、 欧洲等地使用的PAL制式以及美国、日本 等地使用的NTSC制式等
电视信号
隔行扫描的由来
于是标准制订者想到了一个折衷的办法，先 花60分之一秒扫描奇数行(顶场)，然后再用 后60分之一秒扫描偶数行(底场)，两者互补 成完整的画面
虽然扫描底场时，顶场的亮度衰减了，但是 由于亮暗的部分交织在一起，反而不易察觉
逐行扫描(Progressive Scan)
发展到液晶、等离子等显示设备后，因为所 的点都是同时发光，且光度始终固定，不存 在CRT遇到的相关问题，所以逐行扫描开始 大范围应用
逐行扫描
在逐行扫描方式中，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
液晶和等离子电视、电脑显示器
视频帧的奇数行：顶场 视频帧的偶数行：底场
隔行扫描的由来
众所周知，帧率z，电视标准制 订者确定了25或30fps的帧率
如果电视机采用逐行扫描，每秒扫描25或30 帧行不行呢？
理论上可以，但实际不行
隔行扫描的由来
原因在于，在电子束的照射下，CRT的荧光 粉会立即发光，但只要电子束一离开，几乎 瞬间就会暗下来
Interlace artifacts（交错缺陷）
An interlaced camera captures 60 (or 50) unique fields per second. If a scene contains an object in motion with respect to the camera, each field carries half the object’s spatial information, but information in the second field will be displaced according to the object’s motion.
奇数行扫完后以同样的方式扫描偶数行， 这样就完成了一帧的扫描
在隔行扫描中，无论是摄像机还是显示器， 获取或显示一幅图像都要扫描两遍才得到 一帧完整的图像
隔行扫描
顶场行扫描
底场行扫描
… …
隔行扫描
场（Field）
每一遍隔行扫描行的集合称为场，因此， 一帧（Frame）由两个场组成，顶场（奇 数行）信号和底场（偶数行）信号
Interlace artifacts
Upon interlaced display, the time sequence of interlaced fields is maintained: No temporal or spatial artifacts are introduced. However, in the presence of motion, simply stitching two fields into a single frame produces spatial artifacts such as that sketched in the figure. Techniques to avoid such artifacts is deinterlacing.
电视摄像机的作用就是将视频图像转换为电 信号
任何时刻，电信号只有1个值，即是一维的 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现的 （指在一定的时间间隔内电子束以从左到右、 从上到下的方式扫描荧光屏）
隔行扫描(Interlaced Scan)
在隔行扫描方式中，电子束扫完第1行后 从第3行开始扫，接着扫第5行，7 行，……，一直扫到最后一行
逐行扫描
…
扫描方式对比
逐行扫描优点：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；其缺点是：数码 率高，行扫描频率增高，硬件难度加大
隔行扫描能节省带宽，且硬件实现简单
Interlace artifacts
The first and second fields imaged from this scene are illustrated respectively. (The example neglects capture blur owing to motion during the exposure.) The image in the second field is delayed with respect to the first by half the frame time (that is, by 1⁄60 s or 1⁄50 s); by the time the second field is imaged, the object has moved.
人眼虽然看不到这么明显的变化，但仍然会 有亮度衰减的感觉
可以想象，如果采用30fps扫描方式显示， 当电子束从屏幕的上半部分移到下半部时， 屏幕上半部分的亮度就有了可以观察到的衰 减，于是画面下半部分显得更亮
隔行扫描的由来
为了解决这个问题，最佳的办法是加倍刷新 率，改成60fps扫描，因为在60分之一秒内， 人眼能感觉到的亮度衰减就很小了
Interlace artifacts
Consider the test scene sketched in the figure, comprising a black background partially occluded by a white disk that is in motion with respect to the camera.
2.3 模拟视频信号
电视信号是视频处理的重要信息源 电视信号的标准也称为电视的制式 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频率、彩 色编码系统和传送频率等等 目前世界上常用的电视制式有中国大陆、 欧洲等地使用的PAL制式以及美国、日本 等地使用的NTSC制式等
电视信号