视频处理技术

S3 视频处理

S1.1 视频基础知识

视频信息是连续变化的影像，通常是指实际场景的动态演示，例如电影、电视、摄像资料等。视频信息带有同期音频，画面信息量大，表现的场景复杂，通常采用专门的软件对其进行加工和处理。

S3.1.1 视频设备

常用的视频设备主要有采集卡（用于采集模拟信号）、1394卡（用于采集数字视频信号）、DVD/CD 刻录机（存储视频）。

S3.1.2 视频格式

1、AVI

AVI的英文全称为Audio Video Interleaved，即音频视频交错格式。它于1992年被Microsoft 公司推出，随Windows3.1一起被人们所认识和熟知。所谓“音频视频交错”，就是可以将视频和音频交织在一起进行同步播放。这种视频格式的优点是图像质量好，可以跨多个平台使用，其缺点是体积过于庞大，而且更加糟糕的是压缩标准不统一，最普遍的现象就是高版本Windows媒体播放器播放不了采用早期编码编辑的AVI格式视频，而低版本Windows媒体播放器又播放不了采用最新编码编辑的AVI格式视频，所以我们在进行一些AVI格式的视频播放时常会出现由于视频编码问题而造成的视频不能播放或即使能够播放，但存在不能调节播放进度和播放时只有声音没有图像等一些莫名其妙的问题，如果用户在进行AVI格式的视频播放时遇到了这些问题，可以通过下载相应的解码器来解决。

DV-AVI格式：DV的英文全称是Digital Video

Format，是由索尼、松下、JVC等多家厂商联合提出的一种家用数字视频格式。目前非常流行的数码摄像机就是使用这种格式记录视频数据的。它可以通过电脑的IEEE 1394端口传输视频数据到电脑，也可以将电脑中编辑好的的视频数据回录到数码摄像机中。这种视频格式的文件扩展名一般是.avi，所以也叫DV-AVI格式。

2、MPEG

MPEG-1制定于1992年，为工业级标准而设计，可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM、Video-CD、CD-i。它可针对SIF标准分辨率(对于NTSC制为352X240；对于PAL制为352X288)的图象进行压缩，传输速率为1.5Mbits/sec，每秒播放30帧，具有CD(指激光唱盘)音质，质量级别基本与VHS相当。MPEG的编码速率最高可达4-5Mbits/sec，但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。

MPEG-2制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间,其在NTSC制式下的分辨率可达720X486，MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。由于MPEG-2在设计时的巧妙处理，使得大多数MPEG-2解码器也可播放MPEG-1格式的数据，如VCD。

MPEG-4标准主要应用于视像电话(videophone)，视像电子邮件(VideoEmail)和电子新闻(Electronicnews)等，其传输速率要求较低，在4800-64000bits/sec之间，分辨率176X144。

MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。

3、RMVB

RMVB是一种视频文件格式，RMVB中的VB指VBR,Variable Bit Rate(可改变之比特率)，较上一代rm格式画面要清晰了很多，原因是降低了静态画面下的比特率，可以用RealPlayer播放软件来播放。

RMVB则打破了原先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，设定了一般为平均采样率两倍的最大采样率值。将较高的比特率用于复杂的动态画面（歌舞、飞车、战争等），而在静态画面中则灵活地转为较低的采样率，合理地利用了比特率资源，使RMVB在牺牲少部分你察觉不到的影片质量情况下最大限度地压缩了影片的大小，最终拥有了近乎完美的接近于DVD品质的视听效果。

4、MOV

MOV流媒体格式是Apple公司推出的视频格式，它具有跨平台、存储空间要求小的技术特点，而采用了有损压缩方式的MOV格式文件，画面效果较AVI格式要稍微好一些。播放器为QuickTime。

5、FLV

FLV流媒体格式是一种新的视频格式，全称为Flash Video。Flash MX 2004对其提供了完美的支持，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。

6、DAT

DAT是数据流格式，即VCD格式。在VCD光盘中有个MPEGAV目录，里面便是类似MUSIC01.DAT 或AVSEQ01.DAT命名的文件。DAT文件也是MPG格式的，是VCD刻录软件将符合VCD标准的MPEG-1文件自动转换生成的。

7、WMV

WMV-HD是由软件业的巨头微软公司所创立的一种视频压缩格式，一般采用.wmv为文件后缀名。其压缩率甚至高于MPEG-2标准，同样是2小时的HDTV节目，如果使用MPEG-2最多只能压缩至30GB，而使用WMV-HD这样的高压缩率编码器，在画质丝毫不降的前提下都可压缩到15GB以下。

目前DVD论坛已经初步批准将MPEG-2、H.264和微软的WMA-HD作为下一代DVD即HD－DVD技术的强制执行标准。

WMV文件一般同时包含视频和音频部分。视频部分使用Windows Media Video编码，音频部分使用Windows Media Audio编码。

WMV是微软推出的一种流媒体格式，它是ASF（Advanced Stream Format）格式升级延伸来得。在同等视频质量下，WMV格式的体积非常小，因此很适合在网上播放和传输。

S1.2 视频采集

视频来源主要有数字摄像机、数字化的模拟摄像资料、视频素材库等。

1、网络视频下载

软件：迅雷、RealPlayer、Vidown（维棠）

格式：FLV（Flash Video）

使用方法：

(1) 安装“迅雷”下载软件并运行；

(2) 打开包含网络视频的网站，如酷6、土豆网、新浪视频等；

(3) 观看网络视频；

(4) 将鼠标移到播放的视频上方，出现下载按钮，如下图所示，单击下载；