视频信息的处理

第四章视频信息处理

思考与练习

1.什么是隔行扫描？什么是逐行扫描？

答：

1）.隔行扫描：即把一幅图像（位图）分成两步（按分割的行）扫描，第一步先扫

1、3、5…行，第二步扫

2、4、6…行，每两步扫完一个完整的画面。最后使眼睛

感觉到是连续活动的景象。对于我国电视制式（PAL）来说，帧频为25Hz，即每秒放送25幅图像，如果逐幅播放，人眼会感受到光亮度的闪烁，眼睛容易疲劳。

但再增加幅频，则电视发射和接受的结构变化太复杂，故而把每幅图分先后两次来放送，这样，光亮度变化的次数就增加到50次/秒，人眼看上去就舒服多了。

2）.逐行扫描：当电视摄像管或显像管中的电子束沿水平方向从左到右、从上到下以均匀速度依照顺序一行紧跟一行的扫描显示图像时（仅一步完成图像扫描），称为逐行扫描。从上到下扫描一幅完整的画面，称为一帧。

2.什么是分离电视信号？什么是全电视信号？

答：

1）.分离电视信号S-Video：是一种两分量的视频信号，他把亮度和色度信号分成两路独立的模拟信号，一条用于亮度信号，另一条用于色差信号，这两个信号称为Y/C信号。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，可以更好地重现色彩。

2）.全电视信号：在无线或有线电视中，将视频的亮度信号、色度信号、同步信号和伴音信号复合在一起，称为全电视信号。为了在空中传播，需要将它们调制成高

频信号，也叫射频信号。

11.试讨论不同的MPEG标准，具体应用在何种场合？

答：MPEG运动图像专家小组研究数字视频及其与音频的同步进行压缩。

1）.MPEG—1标准名称为“信息技术—用于数据速率高达大约1.5Mbps的数字存储媒体的电视图像和伴音编码”。由以下五部分组成：

i.MPEG—1系统，规定电视图像数据、声音数据及其他相关数据的同步。

ii.MPEG—1电视图像，规定电视数据的编码和解码。

iii.MPEG—1声音，规定声音数据的编码和解码。

iv.MPEG—1一致性测试，详细说明了如何测试比特数据流和解码器是否满足MPEG—1前3个部分中所规定的要求。测试可由厂商和用户实施。

v.MPEG—1软件模拟，实际上是一个技术报告，给出了用软件执行MPEG—1标准前3个部分的结果。

由于数据速率较低，可用于高质量视音频存储，以及通过高带宽的媒体传输播放。

2）.MPEG—2标准是针对标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压缩方案和系统层的详细规定，编码码率从每秒3~100Mbps。较MPEG—1在系统和传

送方面做了更加详细的规定和进一步的完善。特别适用于广播级的数字电视的编码

和传送，专门规定了多路节目的复分接方式。目前分为9个部分。

MPEG—2的编码码流分为6个层次。为更好地表示编码数据，MPEG—2用句法规定了一个层次型结构，自上到下分别是：图像序列层、图像组、图像、宏块

条、宏块、块。MPEG—2标准的主要应用包括：

i.视音频资料的保存。

ii.非线性编辑系统及非线性编辑网络。

iii.卫星传输。

iv.电视节目的播出。

3）.MPEG—4不只是压缩算法，它是针对数字电视、交互式绘图应用、交互式多媒体等整合及压缩技术的需求而制定的。他将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内，旨在为多媒体通信和应用环境提供标准的算法及工具，从而建立起一种能被多媒体传输、存储、检索等应用领域普遍采用的统一数据格式。

它采用基于对象的编码，即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空间上相互联系的视频、音频对象，分别编码后，再经过复用传输到接收端，然后再对不同对象分别解码，从而组合成所需要的视频和音频。既方便对不同的对象采用不同的编码和表示方法，又有利于不同数据类型间的融合，也可以方便的实现对于各种对象的操作及编辑。特点包括：基于内容的交互性；高效的压缩性；通用的访问性。

MPEG—4主要应用在因特网视音频广播、无线通信、静止图像压缩、电视电话、计算机图形、动画与仿真和电子游戏等领域。

4）.MPEG—7旨在解决对多媒体信息描述的标准问题，并将该描述与所描述的内容相联系，已实现快速有效的搜索。沿用MPEG—4中所定义的音频、视频对象描述，适用范围广，即可应用于存储（在线或离线），也可用于流式应用（广播、模型加入互联网等），还可在实时或非实时的环境下应用。

目标是根据信息的抽象层次，提供一种描述过媒体材料的方法，以便表示不同层次上的用户对信息的需求。抽象层与提取特种的方式有关，还允许依据视觉描述的查询去检索声音数据。

MPEG—7应用领域十分广泛，包括数字图书馆、多媒体目录服务、广播媒体选择、多媒体编辑、教育、娱乐、医疗应用和地理信息系统等领域都有潜在的应用

价值。

5）.MPEG—21目的是建立一个规范而且开放的多媒体传输平台，让所有的多媒体播放装置都能通过平台接受多媒体资料，使用者可以利用各种装置、透过各种网

络环境去获取多媒体内容；同样，对内容提供者或服务业者也是如此。该标准致力

于在大范围网络实现透明的传输和对多媒体资源的充分利用。

12.什么是数字非线性编辑？

答：基于时间线模式的非线性编辑的特点使编辑者在编辑的过程中能直观的看到一段电视节目的全部效果。编辑者能从纵向和横向看到在某一时间单位上的画面、特技效果、叠加的字幕和音响持续的时间，从而可以想象出整个电视节目的效果。

非线性编辑是数字视频技术与多媒体计算机技术相结合的产物。计算机数字化的记录所有视频片段并将它们存储在硬盘上，人们可以对存储的数字文件反复更新和编辑。

这种技术提供分别存储许多单独素材的方法，使得任何片段都可以立即观看并随时修改。

用这种方法可以高效率的完成“原始编辑”，如剪辑、切换、划像等，再由计算机完成数字视频的生成计算。并将生成的完整视频会放到视频监视设备或转移到录像带上。13.简述数字非线性编辑的过程。

答：在计算机进行视频编辑时（数字非线性编辑），先把源视频信号即来自于摄像机、录像机、影碟机等设备的视频信号转换成计算机要求的数字形式并存放在磁盘上，再使用非线性编辑软件进行加工。

非线性编辑系统的数字化硬件和软件部分功能实现过程是先把模拟视频信号通过视频图像采集卡采集到高速硬盘中，通过数字特技卡等视频硬件和软件来完成对视频信号各种效果的产生，最后输出到录像带或视频服务器上。

具体数字视频节目制作过程如下：

a)素材准备

b)节目制作：○1素材浏览。○2编辑点定位。○3素材剪辑。○4素材组接。

○5特技。○6字幕。○7声音编辑。○8动画（图像）制作与合成。

c)节目输出

总结：

视频源于图像和音频，又有不同于图像和音频的传输，存储和处理的要求，这就决定了需要用新的设备和方法。基于与计算机连接的数字视频设备和数字非线性编辑软件的运用，使计算机在处理视频方面有了质的飞跃，效率得到完美的释放，而且可以根据不同需求输出相应规格的视频。

参考文献：

[1].赵英良，冯博琴，崔舒宁.《多媒体技术及应用》.北京:清华大学出版社,2009.