第5章多媒体视频信息处理讲解材料
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以大大降低视频的传输和存贮费用、增加交互性（数字视 频可通过光纤等介质高速随机读取）及精确再现真实情景 的稳定图像。 –数字视频的应用已经非常广泛，并带来一个全新的应用局 面。包括直接广播卫星（DBS）、有线电视、数字电视在内 的各种通信应用均需要采用数字视频。近年出现的一些消 费产品，如VCD和DVD，数字式便携摄像机，都是以MPEG视 频压缩为基础的。
–NTSC制规定水平扫描线有525条，以每秒30帧速率 传送。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秒, 两个场构成一帧。
2020/5/28
PAL制
• 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“相位 逐行交变”，我国和大部分西欧国家都使用这 种制式。
2020/5/28
NTSC制
• NTSC(National Television Standard Committe)是美国国家电视系统委员会在1953 年制定的一种兼容的彩色电视制式，在美国、 日本和其他国家广为使用。
–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。
2020/5/28
➢个人娱乐
录象节目 VCD（Video Compact Disk） DVD（Digital Versatile Disk） 电视购物 家庭摄象 视频游戏
2020/5/28
主要指标
• 宽高比 • 垂直分辨率－细节 • 水平分辨率－细节 • 信号格式 • 帧频率－运动连续性 • 闪烁
2020/5/28
视频数据
• 连续数据 • 产生方式
– 实时数据－采集 – 合成数据－创作
• 处理方式
– 模拟视频 – 数字视频
2020/5/28
1、基础知识
• 视频的定义
人类接受的信息70%来自视觉, 其中活动图像是信息 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，实际上就是其内 容随时间变化的一组动态图像(25或30帧/秒)，所以 视频又叫作运动图像或活动图像。 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。时变图像是一种时-空亮度图案（ spatial-temporal intensity pattern），可以表 示为s(x,y,t)，其中(x,y)是空间变量，t是时间变 量。
2020/5/28
➢ 便于计算机编辑处理 模拟信号只能简单调整亮度、对比度和颜色等， 极大地限制了处理手段和应用范围。而数字视频 信号可以传送到计算机内进行存储、处理，很容 易进行创造性地编辑与合成，并进行动态交互。
➢ 数字视频的缺陷是处理速度慢，所需的数据存储 空间大，从而使数字图像的处理成本增高。通过 对数字视频的压缩，这样可以节省大量的存储空 间，光盘技术的应用也使得大量视频信息的存储 成为可能。
2020/5/28
数字视频的优点
适合于网络应用 在网络环境中，视频信息可以很方便地实现资源的共 享，通过网络线、光纤，数字信号可以很方便地从资 源中心传到办公室和家中。视频数字信号可以长距离 传输而不会产生任何不良影响，而模拟信号在传输过 程中会有信号损失。
再现性好 模拟信号由于是连续变化的，所以不管复制时采用的 精确度多高，失真总是不可避免的，经过多次复制以 后，误差就很大。数字视频可以不失真地进行无限次 拷贝，其抗干扰能力是模拟图像无法比拟的。它不会 因存储、传输和复制而产生图像质量的退化，从而能 够准确地再现图像。
2020/5/28
视频的应用领域
➢ 广播电视
地面、卫星电视广播 有线电视（CATV:Community Antenna TV ） 数字视频广播(Digital Video Broadcast） 交互式电视（ITV:Interactive TV ） 高清晰度电视（HDTV）
➢ 通信
可视电话（Videophone ） 视频会议（Videoconferencing ） 视频点播（VOD:Video On Demand ） 视频数据库
2020/5/28
2 电视信号及其标准
• 彩色电视信号制式
–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速度、颜色编码系统和 传送频率等。
–目前世界上常用的电视制式有中国、欧洲使用的 PAL制，美国、日本使用的NTSC制及法国等国所使 用的SECAM制。
2020/5/28
视频的分类
• 模拟视频（Analog Video） 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、存 储和传输都是采用模拟方式。 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
第5章 多媒体视频信息处理
• 视觉是人类感知外部世界的一个最wenku.baidu.com要的 途径。
• 计算机视频技术是把我们带到近于真实世 界的最强有力的工具。
• 在多媒体技术中，视频信息的获取及处理 无疑占有举足轻重的地位。
• 视频处理技术在目前以至将来都是多媒体 应用的一个核心技术。
2020/5/28
主要内容
• 基础知识 • 电视信号及其标准 • 视频的数字化过程 • 基于多媒体计算机的视频处理系统 • 视频文件的类型
–PAL制规定水平扫描625行、每秒25帧 、隔行扫描 、每场需要1/50秒。
2020/5/28
SECAM制
• SECAM(SEquential Color And Memory)称为顺序传 送彩色与存储，是用于法国、俄罗斯及几个东欧国 家的彩色电视制式。
磁带上
2020/5/28
）
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； –传图统像的模随拟时信号间处理和设频备 道的衰减较大；直接广播卫星（DBS） – 不便于分类、检索和编辑。
2020/5/28
• 数字视频（Digital Video-DV）
–视频的数字化过程包括采样、量化和编码。 –数字视频克服模拟视频了的局限性，这是因为数字视频可
–NTSC制规定水平扫描线有525条，以每秒30帧速率 传送。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秒, 两个场构成一帧。
2020/5/28
PAL制
• 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“相位 逐行交变”，我国和大部分西欧国家都使用这 种制式。
2020/5/28
NTSC制
• NTSC(National Television Standard Committe)是美国国家电视系统委员会在1953 年制定的一种兼容的彩色电视制式，在美国、 日本和其他国家广为使用。
–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。
2020/5/28
➢个人娱乐
录象节目 VCD（Video Compact Disk） DVD（Digital Versatile Disk） 电视购物 家庭摄象 视频游戏
2020/5/28
主要指标
• 宽高比 • 垂直分辨率－细节 • 水平分辨率－细节 • 信号格式 • 帧频率－运动连续性 • 闪烁
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视频数据
• 连续数据 • 产生方式
– 实时数据－采集 – 合成数据－创作
• 处理方式
– 模拟视频 – 数字视频
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1、基础知识
• 视频的定义
人类接受的信息70%来自视觉, 其中活动图像是信息 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，实际上就是其内 容随时间变化的一组动态图像(25或30帧/秒)，所以 视频又叫作运动图像或活动图像。 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。时变图像是一种时-空亮度图案（ spatial-temporal intensity pattern），可以表 示为s(x,y,t)，其中(x,y)是空间变量，t是时间变 量。
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➢ 便于计算机编辑处理 模拟信号只能简单调整亮度、对比度和颜色等， 极大地限制了处理手段和应用范围。而数字视频 信号可以传送到计算机内进行存储、处理，很容 易进行创造性地编辑与合成，并进行动态交互。
➢ 数字视频的缺陷是处理速度慢，所需的数据存储 空间大，从而使数字图像的处理成本增高。通过 对数字视频的压缩，这样可以节省大量的存储空 间，光盘技术的应用也使得大量视频信息的存储 成为可能。
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数字视频的优点
适合于网络应用 在网络环境中，视频信息可以很方便地实现资源的共 享，通过网络线、光纤，数字信号可以很方便地从资 源中心传到办公室和家中。视频数字信号可以长距离 传输而不会产生任何不良影响，而模拟信号在传输过 程中会有信号损失。
再现性好 模拟信号由于是连续变化的，所以不管复制时采用的 精确度多高，失真总是不可避免的，经过多次复制以 后，误差就很大。数字视频可以不失真地进行无限次 拷贝，其抗干扰能力是模拟图像无法比拟的。它不会 因存储、传输和复制而产生图像质量的退化，从而能 够准确地再现图像。
2020/5/28
视频的应用领域
➢ 广播电视
地面、卫星电视广播 有线电视（CATV:Community Antenna TV ） 数字视频广播(Digital Video Broadcast） 交互式电视（ITV:Interactive TV ） 高清晰度电视（HDTV）
➢ 通信
可视电话（Videophone ） 视频会议（Videoconferencing ） 视频点播（VOD:Video On Demand ） 视频数据库
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2 电视信号及其标准
• 彩色电视信号制式
–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速度、颜色编码系统和 传送频率等。
–目前世界上常用的电视制式有中国、欧洲使用的 PAL制，美国、日本使用的NTSC制及法国等国所使 用的SECAM制。
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视频的分类
• 模拟视频（Analog Video） 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、存 储和传输都是采用模拟方式。 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
第5章 多媒体视频信息处理
• 视觉是人类感知外部世界的一个最wenku.baidu.com要的 途径。
• 计算机视频技术是把我们带到近于真实世 界的最强有力的工具。
• 在多媒体技术中，视频信息的获取及处理 无疑占有举足轻重的地位。
• 视频处理技术在目前以至将来都是多媒体 应用的一个核心技术。
2020/5/28
主要内容
• 基础知识 • 电视信号及其标准 • 视频的数字化过程 • 基于多媒体计算机的视频处理系统 • 视频文件的类型
–PAL制规定水平扫描625行、每秒25帧 、隔行扫描 、每场需要1/50秒。
2020/5/28
SECAM制
• SECAM(SEquential Color And Memory)称为顺序传 送彩色与存储，是用于法国、俄罗斯及几个东欧国 家的彩色电视制式。
磁带上
2020/5/28
）
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； –传图统像的模随拟时信号间处理和设频备 道的衰减较大；直接广播卫星（DBS） – 不便于分类、检索和编辑。
2020/5/28
• 数字视频（Digital Video-DV）
–视频的数字化过程包括采样、量化和编码。 –数字视频克服模拟视频了的局限性，这是因为数字视频可