数字视频处理复习
第五章 数字视频处理技术
（2）MPEG格式。MPEG的英文全称是Moving Pictures Experts Group，运动图像专家组格式。 家 里 常 看 的 VCD 、 SVCD 、 DVD 就 是 这 种 格 式 。 MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准，它采用 了有损压缩方法从而减少运动图像中的冗余信息。MPEG 的压缩方法说的更加深入一点就是保留相邻两幅画面绝大 多数相同的部分，而把后续图像中和前面图像有冗余的部 分去除，从而达到压缩的目的。目前MPEG格式有三个压 缩标准，分别是MPEG-1、MPEG-2、和MPEG-4，另外， MPEG-7与MPEG-21仍处在研发阶段。
常见后缀
MPG
MPG
目标
时间 压缩情况
CD-ROM上的交互视频
1992年
数字电视
1994年
交互式、多媒体、低 码率视频 1998年
一部120分钟长的电影压 一部120分钟长的电影 保存接近于DVD画质 缩为1.2GB左右的大小 压缩为4-8GB的大小 的小体积视频文件
（3）DivX格式。DivX是由MPEG-4衍生出的另 一种视频编码（压缩）标准，也即我们通常所 说的DVDrip格式，它采用了MPEG4的压缩算 法同时又综合了MPEG-4与MP3各方面的技术， 说白了就是使用DivX压缩技术对DVD盘片的 视频图像进行高质量压缩，同时用MP3或AC3 对音频进行压缩，然后再将视频与音频合成并 加上相应的外挂字幕文件而形成的视频格式。 其画质直逼DVD并且体积只有DVD的数分之 一。
1.本地视频格式
（1）AVI格式。Audio/Video Interleave（音频/视频隔行扫描）的缩写，
是将语音和影像同步组合在一起的文件格式。图像质量好，可以跨多个
数字电视制播系统复习提纲
电视信号抽样频率的选择原则(1)满足奈奎斯特准则(2)抽样点位置分布应成正交结构,便于信号处理.分量视频信号的4种抽样比例及特点①4:2:2 抽样－数字电视演播室的制播设备所采用．Ｙ的抽样频率为４×3.375＝13.5M②③4:2:0 抽样－Y的抽样频率为13.5M, Cr和Cb的水平抽样频率仍为２×3.375＝6.75M，但是垂直方向是每两行产生一行色度样值．④4:1:1 抽样－家用DV 格式．防止频谱混叠的要求：前置滤波后亮度信号的抽样频谱在最高亮度信号频率5.75ＭHz 与奈奎斯特频率6.75ＭHz 之间要有一个空隙。
数字电视信号抽样标准及亮度、色差抽样特点：每行中的总样点数为抽样频率Fs与行频Fh之比。
625行/50场：每行亮度样点：864 （Fh * 864 = Fs）525行/60场：每行亮度样点：858 （Fh * 858 = Fs）视频信号量化信噪比估算：S/ N =10.8+ 6.02n(db)4：2：2编码参数（行总样点数、行有效样点数、行频与抽样频率间关系）二个定时基准信号（SA V、EA V）及作用(有效视频及辅助数据插入位置等)* 二个定时基准信号：EA V，SA V* 插入位置：在每一数据有效行之后的行消隐期间留出8个位置。
对625/50：EA V位置为1440-1443，SA V位置为1724-1727。
对525/60：EA V位置为1440-1443,SA V位置为1712-1715。
* 定时基准信号数据组成：4个字：3FF 000 000 XYZ（1.2.1 辅助数据的应用1、时间码的传送：LTC码及VITC码2、数字声音的传送：多达16路AES/EDU 20比特3、监测及诊断信息传送。
4、图文信息等（1.2.2 辅助数据插入位置分行辅助数据（HANC）与场辅助数据（V ANC ）：1、HANC允许插在所有的数字行消隐内,每个数据块都以3个字的数据头开始: 000，3FF，3FF。
数字视频处理 2.1
人眼分辨力
分辨力是指人眼在观看景物时对细节的分 辨能力 对人眼进行分辨力测试的方法是在眼睛的 正前方放一块白色的屏幕，屏幕上面有两 个相距很近的小黑点，逐渐增加画面与眼 睛之间的距离，当距离增加到一定长度时， 人眼就分辨不出有两个黑点存在， 感觉 只有一个黑点
人眼分辨力
这说明眼睛分辨景色细节的能力有一个极 限值，我们将这种分辨细节的能力称为人 眼的分辨力或视觉锐度
第二章 视频描述
2.1 视觉特性
人类视觉系统(HVS)是人类获取外界图像、 视频信息的工具。光辐射刺激人眼时， 将会引起复杂的生理和心理变化，这种 感觉就是视觉。视觉是人类最重要、同 时也是最完美的感知手段，研究人的视 觉特性对于进行视频处理具有重要的指 导意义，研究包括光学、色度学、视觉 生理学、视觉心理学、解剖学、神经科 学和认知科学等许多科学领域
适应性——人眼需要一定的时间来重新达 到最大灵敏度, 并恢复辨别物体的细微特 征的能力
马赫带效应(Mach Bands Effect)
人眼对图像边缘特别敏感，图为5个不同 亮度的条带，每个条带内的亮度是一常数， 我们可以感到有强烈边缘效应，这种现象 称为马赫带效应
马赫带效应
人类视觉系统在不同亮度区域边缘周围的 “欠调”和“过调”现象 虽然条带的亮度恒定，但是实际感觉条带 边缘亮度有变化 当亮度发生跃变时，会有一种边缘增强的 感觉，视觉上会感到亮侧更亮，暗侧更暗
2.1.1 视觉形成
晶状体：调节焦距 视网膜：由大量的光 敏细胞和神经纤维组 成 光敏细胞包括： 1）锥状细胞：主要在明 亮环境起作用 2）杆状细胞：主要在黑 暗环境起作用
视觉形成
视觉是由眼球接收外界光刺激，通过视神 经、大脑中的视觉中枢的共同活动来完成 的：
第五章 数字视频处理技术
5.3 利用Premiere进行视频创作
现阶段，非线性编辑在影视剪辑和电视节目包装技
术中占主导地位是一个不争的事实，而层出不穷的 非线性编辑技术和特技等可以让电影、电视效果更 加具有艺术性和视觉冲击力。
5.3.1 Premiere简介
Premiere是目前流行的非线性编辑软件，是数码视
频编辑的强大工具，它是Adobe公司基于Macintosh （苹果）平台开发的视频编辑软件，它集视频、音
，是目前主流的网络视频格式 。Real Networks所制定 的音频、视频压缩规范称为Real Media，相应的播放器 为RealPlayer。 （4）RMVB格式:是一种由RM格式升级延伸出的视频格式。
RMVB中的VB是指Variable Bit Rate（可变比特率 ，简
称VBR）。
5.1.3 视频的播放
的动画效果，它将运动特效设置为了视频剪辑固有 的视频特效。并能为运动特效中的参数设置关键帧
，使对象按照设定路径进行运动。将素材拖入轨道
后，在特效选项卡中可以看到Premiere Pro的运动
设置窗口。
其中，“位置”可以设置被设置对象在屏幕
算机。另外还有MPEG文件（*mpg）、VCD上的DAT文件（
*dat）以及网络上常用的Real Video文件（*rm）。不同格 式的文件其编码原理不同，其获取方式及所支持的播放软
件也不尽相同。
5.2.1视频获取方式
最常见的使用视频采集卡配合相应的软件来采集录
像带上的素材。
另一种方法是利用豪杰解霸等软件截取VCD上视频
（4）拖动“播放进度”滑块至捕捉的结束帧，执行
“控制”→“选择结束点”菜单命令。
（5）执行“控制”→“保存MPG片段”菜单命令，在
视频数字信息处理技术
4.3 数字视频的获取
在多媒体计算机系统中，视频处理一般是借助于一些相 关的硬件和软件，在计算机上对输入的视频信号进行接收、 采集、传输、压缩、存储、编辑、显示、回放等多种处理。 数字视频素材，可以通过视频采集卡将模拟数字信号转 换为数字视频信号，也可以从光盘及网络上直接获取数字 视频素材。
4.3 数字视频的获取
4.1 视频基础知识
4.1.2 电视信号及其标准 4． 彩色电视信号的类型 电视频道传送的电视信号主要包括亮度信号、色度信 号、复合同步信号和伴音信号，这些信号可以通过频率域 或者时间域相互分离出来。电视机能够将接收到的高频电 视信号还原成视频信号和低频伴音信号，并在荧光屏上重 现图像，在扬声器上重现伴音。 根据不同的信号源，电视接收机的输入、输出信号有 三种类型： （1）分量视频信号与S-Video （2）复合视频信号 （3）高频或射频信号
4.1 视频基础知识
4.1.2 电视信号及其标准 2． 彩色电视信号制式 （4）数字电视（Digital TV） 1990年美国通用仪器公司研制出高清晰度电视HDTV， 提出信源的视频信号及伴音信号用数字压缩编码，传输信 道采用数字通信的调制和纠错技术，从此出现了信源和传 输通道全数字化的真正数字电视，它被称为“数字电视”。 数字电视（DTV）包括高清晰度电视HDTV、标准清 晰度电视SDTV和VCD质量的低清晰度电视LDTV。 随着数字技术的发展，全数字化的电视HDTV标准将 逐渐代替现有的彩色模拟电视。
4.2 视频的数字化
4.2.2 常见的数字视频格式及特点
1． AVI AVI（Audio Video Interleave） 是微软公司开发的一种符合RIFF 文件规范的数字音频与视频文件格式。 AVI格式允许视频和音频交错记录、同步播放，支持256色和RLE 压缩，是PC机上最常用的视频文件格式，其播放器为VFW（Video For Windows）。 在AVI文件中，运动图像和伴音数据是以交替的方式存储，播放时， 帧图像顺序显示，其伴音声道也同步播放。以这种方式组织音频和视像 数据，可使得在读取视频数据流时能更有效地从存储媒介得到连续的信 息。 AVI文件还具有通用和开放的特点，适用于不同的硬件平台，用户 可以在普通的MPC上进行数字视频信息的编辑和重放，而不需要专门 的硬件设备。 AVI文件可以用一般的视频编辑软件如Adobe Premiere进行编辑和 处理。
数字视频技术及应用复习题
第一章数字视频概述1．什么是复合视频？2页，可改为填空题例如：黑白视频信号是一个已经经过加工处理并包含扫描同步和消隐的图像信号，通常也叫做复合视频，简称视频。
由于频带范围在1-6MHZ人们又把它叫做电视基带视频。
2．什么是视频技术？它主要应用在哪些领域？3页，可以改为填空题例如：在不考虑电视调制发射和接收等诸多环节时，单纯考虑和研究电视基带信号的摄取、改善、传输、记录、编辑、显示的技术就叫做视频技术。
主要应用领域：广播电视的摄录编系统、安全及监控、视频通信和视频会议、远程教育及视听教学、影像医学、影音娱乐和电子广告。
3．什么是数字视频？5页广义的数字视频表述为数字视频是指依据人的视觉暂留特性，借着计算机或微处理器芯片的高速运算，加上Codec技术、传输存储技术等来实现的以比特流为特征的，能按照某种时基规律和标准在显示终端上再现活动影音的信息媒介。
狭义的数字视频时指与具体媒体格式所对应的数字视频。
第二章彩色数字视频基础1．彩色电视系统是根据色光三基色原理来再现彩色图像的。
按照此原理，任何一种色光颜色都可以用R G B三个彩色分量按一定的比例混合得到。
7页2．匹配兼容制彩色电视亮度信号的公式是：8页（2-2）3．两个色差信号正交调制的目的是什么？10页4．电视扫描分为逐行扫描和隔行扫描两种。
5．电视基带视频有复合视频、亮色分离视频和分量视频三种。
13页6．彩色电视制式有哪三种？制式差异主要体现在哪些方面？14页或改为填空世界上现行的彩色电视制式有NTSC制式、PAL制式和SECAM制式三大制式。
制式差异主要体现在亮度合成公式、色差信号提取、色副载选取及其正交调制类型、扫描方式、同步时基确定等方面的参数。
7．彩色电视图像的数字化有信号上游数字化和信号下游数字化两种。
8．A/D转换主要包括哪些环节？量化的实质是什么？编码的实质是什么？17，18页，可改为填空A/D转换就是指对幅值连续变化的模拟视频电信号进行脉冲抽样保持、量化、编码等环节后形成二进制码流的技术处理过程。
视频处理技术考试试题及答案
视频处理技术考试试题及答案一、选择题（每题5分，共50分）1. 视频编码标准中，以下哪种编码格式适用于无损压缩？A. H.264B. MPEG-2C. GIFD. MJPEG答案：C2. 在视频处理中，常用的图像缩放算法是：A. 双线性插值B. Sobel算子C. Canny算子D. 腐蚀与膨胀答案：A3. 下面哪项不是视频帧率常见的取值？A. 24fpsB. 30fpsC. 60fpsD. 120fps答案：D4. 视频编解码器中，以下哪一项不属于压缩原理的内容？A. 去冗余编码B. 变换编码C. 预测编码D. 量化编码答案：B5. 在视频码流分析中，以下哪一项不是对码流特征的描述？A. 帧率B. 码率C. GOP长度D. 视频分辨率答案：D6. 视频编码标准中，以下哪种编码格式适用于流媒体传输？A. H.264B. MPEG-2C. GIFD. MJPEG答案：A7. 以下哪一种视频格式不支持透明通道？A. AVIB. MOVC. GIFD. MP4答案：D8. 在视频处理中，以下哪种滤波算法主要用于边缘检测？A. 双线性插值B. Sobel算子C. Canny算子D. 中值滤波答案：B9. 视频流媒体传输中，以下哪个协议常用于直播场景？A. RTMPB. RTPC. HTTPD. FTP答案：A10. 在视频编码中，以下哪种帧类型不是用于随机访问？A. I帧B. P帧C. B帧D. D帧答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述视频编码中的预测编码原理。
答：预测编码是视频编码中一种重要的压缩技术。
它利用时域上的冗余信息，通过对当前帧与参考帧进行差值编码。
具体而言，预测编码分为帧内预测和帧间预测两种方式。
帧内预测是指利用当前帧内的邻近像素值进行预测，并将预测误差编码。
常见的帧内预测算法有均值预测、最近邻预测和双向预测等。
通过帧内预测，可以压缩当前帧内部冗余的空间信息。
帧间预测是指利用参考帧与当前帧之间的关联性进行预测，再将预测误差编码。
数字图像处理期末复习试题及其答案
遥感与数字图像处理基础知识一、名词解释：数字影像：数字图像指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度均不连续、以离散数学原理表达的图像。
空间域图像：由图像像元组成的空间频率域图像：以空间频率（即波数）为自变量描述图像的特征图像采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样灰度量化：将像素灰度值转换为整数灰度级的过程像素：数字图像最基本的单位是像素，像素是A/D转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元，每个像素具有特定的空间位置和属性特征二、填空题：1、光学图像是一个_____二维的连续的光密度______ 函数。
2、数字图像是一个_____二维的离散的光密度______ 函数。
3、光学图像转换成数字影像的过程包括________采样和量化_______ 等步骤。
4、一般来说，采样间距越大，图像数据量___越少_____，质量_____越差_____；反之亦然。
5、遥感分类中按遥感平台可分为＿＿航天遥感＿＿、＿＿航空遥感＿＿和＿＿地面遥感＿＿。
按传感器的探测波段可分为：＿＿可见光遥感＿＿＿、＿＿红外遥感＿＿＿和＿＿微波遥感＿＿。
按工作方式可分为：＿＿主动遥感＿＿＿和＿＿被动遥感＿＿。
6、遥感机理是通过利用＿＿传感器＿＿主动或被动地接受地面目标＿＿太阳辐射的反射＿＿或＿＿自身反射＿＿的＿＿电磁波＿＿，通过＿＿非接触传感器＿＿所传递的信息来识别目标，从而达到＿＿遥测目标地物的几何与物理特性＿＿的目的。
7、黑体的性质是吸收率为＿1＿＿，反射率为＿0＿＿。
8、水体的反射主要集中在＿＿蓝绿＿＿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。
9、常见的遥感平台有＿＿地面平台＿＿、＿＿航天平台＿＿、＿＿航空平台＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿宇航平台＿＿等。
10、通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，通过率较高的波段称为＿大气窗口＿＿。
11、ETM的全称是＿＿（Enhanced Thematic Mapper）增强型专题制图仪＿＿。
第一章 数字视频及编辑基础知识
§1.1 电影及电视原理
• 电影的拍摄 • 电影的拍摄是以电影胶片（条状感光胶片）为载 体，借助透镜组（物镜）的光学成像，并根据视 24 / 觉的生理与心理特性，以24幅/秒摄取被摄对象的 一系列姿态渐次变化而活动连贯的静止画面的过 程。对于现在的电影制作工艺而言，记录的材质 并不一定完全就是电影胶片，例如，当前提出的 数字电影技术，其记录的材质就是计算机硬盘。
§1.2 数字视频文件格式
• nAVI格式：nAVI是newAVI的缩写，是一个名为 ShadowRealm的地下组织发展起来的一种新视频格式(与 我们上面所说的AVI格式没有太大联系)。它是由Microsoft ASF压缩算法的修改而来的，但是又与下面介绍的网络影 像视频中的ASF视频格式有所区别，它以牺牲原有ASF视 频文件视频“流”特性为代价而通过增加帧率来大幅提高 ASF视频文件的清晰度。 • 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。
§1.1 电影及电视原理
• 扫描的机制 • 在发送端将平面图像分解成若干像素以电 子束的形式顺序传送出去，在接收端再将 这种信号复合成完整的图像，这种图像的 分解与复合是靠扫描来完成的。 • 扫描有隔行扫描和非隔行扫描（逐行扫描） 之分。电视机一般采用隔行扫描，计算机 显示图像时一般采用非隔行扫描。
§Байду номын сангаас.1 电影及电视原理
数字视频处理考试题库
数字视频处理考试题库# 数字视频处理考试题库一、选择题1. 数字视频的基本单位是：A. 像素B. 帧C. 比特D. 采样2. 下列哪一项不是数字视频压缩的目的？A. 减少存储空间B. 提高传输速度C. 增加视频质量D. 降低带宽需求3. MPEG-4是一种：A. 图像格式B. 视频编码标准C. 音频编码标准D. 视频播放器4. 以下哪个参数影响视频的清晰度？A. 帧率B. 比特率C. 分辨率D. 色彩深度5. 在数字视频处理中，YUV色彩空间主要用于：A. 视频存储B. 视频传输C. 视频编辑D. 视频压缩二、填空题6. 数字视频的三个基本要素包括分辨率、帧率和________。
7. 视频压缩技术主要分为________和________两大类。
8. 在视频编码过程中，________可以有效地减少色度分量的数据量，提高压缩效率。
9. 数字视频的________是指在单位时间内传输的数据量。
10. 常见的视频压缩标准除了MPEG系列外，还包括________和H.264。
三、简答题11. 简述数字视频的基本特点。
12. 解释什么是帧内压缩和帧间压缩，并简述它们的区别。
13. 数字视频处理中的运动估计是什么？它在视频压缩中扮演什么角色？14. 阐述数字视频的同步和非同步压缩的区别。
15. 描述数字视频在网络传输中可能遇到的问题及其解决方案。
四、计算题16. 假设有一个分辨率为1920x1080的视频，帧率为30fps，比特率为5Mbps。
计算该视频每秒需要的存储空间。
17. 如果将上述视频的比特率提高到10Mbps，而其他参数保持不变，计算新的每秒存储空间。
18. 给定一个视频文件大小为1GB，比特率为2Mbps，计算该视频的播放时间。
19. 假设一个视频编码器可以减少50%的比特率，计算在不改变其他参数的情况下，视频文件大小的减少量。
20. 如果一个视频的原始比特率为10Mbps，经过压缩后比特率变为2Mbps，计算压缩比。