4-数字视频基础知识

Straight Alpha通道将像素的透明度信 息保存在独立的Alpha通道中，它也被称 为不带遮罩的Alpha通道。
Premultiplied Alpha通道不但保存 Alpha通道中的透明度信息，而且同时保 存RGB通道中的相同信息，因而它也被 称为带有背景色遮罩的Alpha通道。
数字视频原理及标准
3、图形与图像的基本类型
位图图像在技术上称为栅格图像，它使用彩 色网格即像素来表现图像每个像素都具有特 定的位置和颜色值。（优缺点）
矢量图形由称为矢量的数学对象定义的线条 和曲线组成。矢量根据图像的几何特性描绘 图像。（优缺点）
4、图形与图像的基本属性
分辨率 颜色深度 Alpha通道
分辨率:分辨率是一个统称，分为显示分辨率、 图像分辨率等。
F(物体颜色)=R×（红色的百分比）+G×（绿色 的百分比）+B×（蓝色的百分比）
YUV与YIQ模式
YUV适用于PAL和SECAM彩色电视制 式，而YIQ适用于NTSC（National Television System Committee,国家 电视系统委员会）彩色电视制式。其中 Y是亮度信号，U和V则是两个色差信 号，分别传送红基色分量和蓝基色分量 与亮度分量的差值信号，在NTSC彩色 电视制式中使用YIQ模型，其特性与 YUV模型相近。
3.MPEG-4标准
MPEG-4是1998年通过的用于低比特率(≤64kbps)的视频压缩 编码标准。 主要应用：可视电话、视听对象(交互) 衍生DIVX：DivX是将影片的音频由MP3来压缩、视频由 MPEG-4技术来压缩，最后再将两部分合成制作而成的
Xvid （真正全开放，性能比DIVX更佳）
运动图像压缩标准Leabharlann RGB（红色、绿色、蓝色）
RGB模型也称为加色法混色模型。它是以RGB （红、绿、蓝）三基色光互相叠加来实现混色 的方法，因而适合于显示器等发光体的显示。 当三种基本颜色等量相加时，就会得到不同深 浅的灰色。然而物体的颜色是丰富多彩的，任 何一种颜色和这三种基色之间的关系可用下面 的配色方程来描述：
32位：同24位颜色深度一样，也是用三个8位通道分别表 示RGB三种颜色，剩余的8位用来表示图像的其他属性。
Alpha通道
使用32位颜色深度时，用一个8位来表示图像 的透明度信息，这个8位通道称为Alpha通道。
Alpha通道分为两种类型：Straight和 Premultiplied通道。
图像分辨率：通常以像/英寸(ppi)来表示，在 photoshop中可以更改图像的分辨率，在 inmageready中，图像的分辨率始终是72ppi.由于其 创建的图像专门用于联机Web介质而非打印介质。
在photoshop中，图像的分辨率和像素尺寸是相互依存 的。由于一定的打印机其打印分辨率是一定的，如果在打 印尺寸一定的情况下，图像分辨率越大，像素尺寸越小。
2、图形图像的色彩模式
常见的色彩模式有： HSB（色相、饱和度、亮度）； RGB（红色、绿色、蓝色）； CMYK（青色、洋红、黄色、黑色）； LAB（由亮度L分量和两个色度分量：A从绿色到 红色，B从蓝色到黄色）； YUV与YIQ模式。
（其中HSB （不常用）， RGB三色光混合，用于显示器， CMYK以打印在纸上的油墨的光线吸收特性为基础。）
1．动态图形与图像的视觉原理
人眼具有“视觉暂留”的时间特性，人眼对光像的 主观亮度感觉与光像对人眼作用的时间并不同步, 主观感觉亮度是逐渐下降的, 如图所示:
图像 亮度
视觉
t
亮度
t △t 图1-2 动态图像之间在视觉亮度上的时间重叠特性曲线
视觉暂留一般时间较短暂(约0.1s~0.4s)。
利用这一现象，将一系列画面中物体移动或形 状改变很小的图像，以足够快的速度连续播 放，就会产生连续活动的场景。
其电视接收器按清晰度等级可分
HDTV 高清晰度 数字电视
电影级图像
EDTV 增强型 数字电视
比DVD略高
SDTV 标准清晰 数字电视
DVD级图像
PDTV 普及型 数字电视
VCD级图像
收看数字电视：数字机顶盒/AV端子＋智能卡
二、视频的数字化
1.视频数字化过程
模拟视
频信号 扫描
采样
量化
数字视
编码 频信号
常见颜色深度种类有：
4位：这是VGA标准支持的颜色深度，共16种颜色。 8位：这是数字媒体应用中的最低颜色深度，共256种颜色。 16位：在16位中，用其中的15位表示RGB三种颜色，每
种颜色5位，用剩余的一位表示图像的其他属性。
24位：用三个8位分别表示RGB，称为三个颜色通道，可 生成的颜色数为16 777 216种，约16 M种颜色，这已成 为真彩色。
文件大小：图像大小是指图像的容量数字大小，度量单位 是字节。相同的图像尺寸，像素越多，图像尺寸越大， （1*1英寸200ppi的图像所包含的像素是1*1英寸100ppi 所包含的像素的四倍，所以文件大小也是它的四倍。）。 另外，文件的压缩格式也影响图像文件的大小。
颜色深度
颜色深度是指图像中每个像素的颜色（或亮 度）信息所占的二进制数位数， 记作位 /像素（bits per pixel，bpp ）。
(1953，美国) ①30帧/秒(29.97fps)，525行/帧 ②隔行扫描：2场/帧，262.5行/场 ③颜色模型：YIQ ④宽高比：4:3(帧大小：352*240)
⑵PAL制式(中国、德国、英国、朝鲜等) Phase Alternation Line(1962，德国) ①25帧/秒，625行/帧 ②隔行扫描：2场/帧，312.5行/场 ③颜色模型：YUV ④宽高比：4:3(帧大小：352*288)
第四章 数字视频基础
1、图形、图像的像素
像素是数字图形与图像中能被单独处理的最小基本单元。 注：从像素的视觉属性看，它是一个最小可视单位。从像素的量值属性看，
它的数据结构应同时包含有显示地址、色彩、亮度等数据，这些数据就称 为像素值。如果把每个像素值按照图像中该像素所对应的位置排列，就可 以构成一个像素矩阵，矩阵中的每一个元素对应图像中的一个点。因此数 字图形与图像的非线性编辑正是对这个像素矩阵的数据采用一定的算法进 行有目的的处理。
对25Hz的HDTV IRD，可以接收扫描格式为 1152×192O×F和1080×1920×F的图像。
（3）ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting，综合业务数字广播)标准
它是由欧洲的DVB-T衍生出来的集中在日本的数字 视频标准，可以说是经修改的欧洲方案。与DVB-T 相比，ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能，是 一种标准化的复用方案，可以灵活地集成和发送多 节目的电视和其它数据业务。它可以接收的扫描格 式与DVB系统相近。
3.视频信号的描述
普通电视制式:PAL、NTSC、SECAM制
从扫描的形式上看，可以分为非交错式和交错式。（逐行、隔行）
（a）奇数场图像 （b）偶数场图像 （c）奇、偶数场镶嵌 图例 隔行扫描图像再现示意图
⑴NTSC制式(美国、日本、中国台湾等) National Television Systems Committee
多媒体框架(Multimedia Framework)
运动图像压缩标准
6.H.264/AVC
是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO/IEC动态 图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT， Joint Video Team）提出的高度压缩数字视频编解 码器标准。 (H.264/MPEG-4 AVC )
4.MPEG-7标准
MPEG-7(Multimedia Content Description Interface，多媒体内容描述接 口)规定一套描述符标准，用于描述各种多媒 体信息，以便更快更有效地检索信息。 主要应用：数字图书馆、广播媒体选择、多 媒体编辑以及多媒体索引服务。
5.MPEG-21标准
显示分辨率是指某一种显示方式下，显示屏 上能够显示出的像素数目，以水平和垂直的 像素数表示。
图像分辨率是指组成数字图形与图像的像素 数目，以水平和垂直的像素数表示。
关于图像的大小和分辨率
显示器分辨率:显示器上每单位长度显示的像素或点的 数量,通常以点/英寸(dpi)来表示，硬件上与制造有关。 一定的图像像素在不同分辨率的屏幕上显示的大小不一 样，屏幕分辨率越大显示的图像越小。显示器的尺寸只 影响人视觉上的大小。
x.264是H.264的另外一种开源编码格式 ,相对依赖 CPU软件解码.
7.VC-1
微软公司高清电视压缩标准，VC-1和H.264一样是 下一代数字高清电视的视频压缩标准 , VC-1是 SMTP(美国电影协会）所有，只有付费才能拿到
运动图像压缩标准
8.AVS
⑶SECAM制式(法国、俄罗斯、东欧国家) “轮流传送彩色与存储”(1966年，法国) 类似PAL制式
4、数字视频标准
数字电视：
拍摄、编辑、制作、传输、播出、接收电视信号全过程都使用数字技术的 电视系统。
目前数字视频可以分为三种不同的标准：
（1）ATSC (Advanced Television Systems Committee, 广播行业 组织，美国高级电视系统委员会)标准 ,该标准中14种采用逐行扫描方 式。 高清晰度电视（HDTV）为1920×1080×F，帧频F为60（59.94） Hz/隔行扫描，帧频30（29.97）Hz/逐行扫描，帧频24（23.92） Hz/逐行扫描；还有（HDTV）1280×720×F，帧频F为60 （59.94）Hz/逐行扫描，帧频30（29.97）Hz/逐行扫描，帧频 24Hz/逐行扫描。
视频是连续的图像 图像是离散的视频
2.数字视频的优点
与模拟视频相比，其优点： ①数字视频便于创造性的编辑与合成 ②数字视频可不失真地进行多次复制 ③在网络环境下容易实现资源共享 ④数字视频可与其它媒体组合使用 缺陷：①处理速度慢