华东理工大学数字视频技术复习要点
数字影视合成复习资料2
数字影视合成复习资料2数字影视合成复习资料2数字影视合成是一门涉及计算机图形学、视觉效果和动画技术的综合学科。
它通过使用计算机生成的图像和现实世界的素材，将它们合成在一起，以创造出逼真的视觉效果。
在数字影视合成的学习过程中，我们需要掌握一些基本概念和技术。
本文将为大家提供一些复习资料，帮助大家复习数字影视合成的知识。
一、基本概念1. 合成图像：合成图像是由多个图像元素组合而成的图像。
它可以是由计算机生成的图像，也可以是从现实世界中获取的素材。
2. 虚拟场景：虚拟场景是通过计算机生成的场景，它可以是一个完全虚构的场景，也可以是一个基于现实世界的场景的数字化版本。
3. 特效：特效是指在电影、电视剧或广告等影视作品中使用的一种技术手段，通过数字影视合成技术可以实现各种特效效果，如爆炸、变形、幻觉等。
4. 混合模式：混合模式是指在合成图像中，通过调整图像的透明度和颜色通道等属性，将多个图像元素融合在一起的一种技术。
二、数字影视合成技术1. 图像处理：图像处理是数字影视合成的基础技术之一。
它包括图像增强、图像修复、图像分割等技术，用于对合成图像进行处理和优化。
2. 视觉效果：视觉效果是数字影视合成的核心技术之一。
它包括模拟物理效果、光照效果、粒子效果等技术，用于实现逼真的视觉效果。
3. 动画技术：动画技术是数字影视合成中的重要技术之一。
它包括关键帧动画、骨骼动画、运动捕捉等技术，用于实现合成图像的动态效果。
4. 渲染技术：渲染技术是数字影视合成中的关键技术之一。
它包括光线追踪、阴影计算、纹理映射等技术，用于实现合成图像的真实感和逼真感。
三、数字影视合成的应用领域1. 电影制作：数字影视合成在电影制作中起着重要的作用。
它可以实现各种特效效果，如爆炸、飞行、变形等，提升电影的观赏性和视觉冲击力。
2. 广告制作：数字影视合成在广告制作中也得到了广泛应用。
通过数字影视合成技术，可以实现各种创意的广告效果，吸引观众的注意力。
复习_第5章1
5.1 数字视频基础
什么是视觉暂留现象？如何将静止图像变成连续活动的场景？ 什么是视觉暂留现象？如何将静止图像变成连续活动的场景？ 图像变成连续活动的场景 人眼具有一种视觉暂留的生物现象， 人眼具有一种视觉暂留的生物现象，即人观察的物体消失 后，物体映像在人眼的视网膜上会保留一个非常短暂的时间 (0.1-0.2s) s)。 (0.1-0.2s)。 利用这一现象， 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(24 30f/s)连续播放， (24- f/s)连续播放 的图像，以足够快的速度(24-30f/s)连续播放，人就会感觉画 面变成了连续活动的场景。 面变成了连续活动的场景。
y 帧序列 t
11111111
像素点 x
00000000
图像量化(8位) 图像量化(8位 (8
5.1 数字视频基础
视频数字化的主要优点为何？ 视频数字化的主要优点为何？ 与模拟视频相比，数字视频的优点是： 与模拟视频相比，数字视频的优点是： ①数字视频便于创造性的编辑与合成 ②视频数字信号可长距离传输而不损耗 ③数字视频可不失真地进行多次复制 ④在网络环境下容易实现资源共享 ⑤数字视频可与其它媒体组合使用
视频的主要特点为何？ 视频的主要特点为何？ 人类接受信息的70%来自视觉(重要获取) 70%来自视觉 ①人类接受信息的70%来自视觉(重要获取) 视频信息确切、直观、 ②视频信息确切、直观、生动 ③视频信息容量大
数字视频基础
PAL制式(中国、多数欧洲国家)的主要技术指标为何？ PAL制式(中国、多数欧洲国家)的主要技术指标为何？ 制式 625行 25帧 ①625行/帧，25帧/秒 隔行扫描： 312.5行 ②隔行扫描：2场/帧，312.5行/场 宽高比： ③宽高比：4:3 颜色模型： ④颜色模型：YUV 与现行电视制式相比，HDTV(高清晰度电视 有何改进？ 高清晰度电视) 与现行电视制式相比，HDTV(高清晰度电视)有何改进？ 图像清晰度是HDTV(高清晰度电视) HDTV(高清晰度电视 ①图像清晰度是HDTV(高清晰度电视) 图像清晰度是现行电视的2 ①图像清晰度是现行电视的2倍 宽高比：16:9，多声道环绕声音的2 ②宽高比：16:9，多声道环绕声音的2倍 宽高比：16:9， ②宽高比：16:9，多声道环绕声音
数字视频技术2
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图2―10
色同步信号
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图2―9
同步检波器波形分析
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根据表2―1所列彩条信号参数,利用公式
Fm (R Y ) (B Y )
2 2
可分别求得白、黄、青、绿、品、红、蓝、黑所对应 的亮度信号、色差信号、色度信号,及亮度与色度的合 成信号数据如表2―3所示。据此绘出的各信号波形如 图2―11所示。
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比如传送饱和黄色,则可知R=G=1,B=0,其亮度信号和
色差信号分别为
Y=0.3×1+0.59×1+0.11×0=0.89 R-Y=1-0.89=0.11
B-Y=0-0.89=-0.89
可见此时(R-Y)和(B-Y)不再为零。
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图2―2 100%幅度,100%饱和度彩条信号
(a)彩条图像; (b)三基色电压;
(c)亮度信号; (d)色差信号
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2.2 NTSC制
一、 色度信号的形成
在NTSC制中,它是将正交调幅与平衡调幅结合起来,将两个
色差信号分别对正交的两个副载波进行平衡调幅,由此得到已 调信号,称其为色度信号。
1.平衡调幅
所谓平衡调幅,是指抑制载波的一种调制方式。它与普通调 幅不同之处在于,平衡调幅不输出载波,现举例加以说明。
2 2
由式(2―23)和式(2―24)联立求解,可得: x1=0.493 x2=0.877
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表2―4 压缩后的彩条数据
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图2―12 压缩后的彩条信号波形
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图2―13 彩条色度信号矢量图
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数字视频复习题_考试题
1、我国规定屏幕显示行数为( 575 )行，逆程为(50 )行，总行数为625行。
2、图像信号的频谱，是以( 行频)与其各次谐波为主谱线，以( 场频)与其各次谐波为副谱线的双重离散谱。
3、当收发两端场扫描频率相同、但( 相位)不同时，图像上半部分将移到下半场，下半部分将移到上半场。
4、电视视频信号中亮度信号电压高低反映了图像的（对比度），色度信号电压高低反映图像的（色饱和度）。
5、若偏转线圈只有行的起作用，则屏幕将出现（一水平亮线）。
若只有场的起作用，则屏幕将出现（垂直一条亮线）。
6、彩色三基色是红（R ）、（G）、（B）三种颜色。
7、彩色电视信号中，对色差信号进行（正交平衡条幅）调制的目的是为了实现（色度信号）。
8、彩色电视机的解码电路的作用是对（色度信号）和（亮度信号）进行解码、还原产生（三基色）信号。
9、彩色电视机的亮度通道中4.43MHz陷波器的作用是从全电视信号中去掉（色度信号）而得到（亮度）信号。
10、彩色解码的基色矩阵电路作用，是由亮度信号和三个（色差信号）产生三个（基色）信号。
11、采用（频谱间置）实现亮度、色度共用频带。
12、我国电视标准规定行频（15625H Z）、场频（25HZ）、射频电视信号带宽为（50HZ）、亮度信号带宽为（6MHZ）、色度信号带宽为（ 1.3MHZ）。
13、用两个色差信号对（正交的两个副载波）进行（平衡调幅）调制，调制后的信号称为色度信号。
14、在隔行扫描中要求每帧的扫描行数必须是（奇数）。
15、为了实现正交平衡调制的解调，要求接收机的副载波与发射端（副载波同频、同相），这可以通过在电视信号中加入（色同步信号）来实现。
16、当PAL制色同步信号的相位为135度时，代表了（N ）行。
17、按色度信号传输的特点，PAL制的意义是（克服相位失真）。
18、对于负极性的图像信号，图像越亮，对应的信号电平（越低）.19、色同步信号的位置位于（行消隐后肩）。
20、在PAL制彩色电视解码器的亮度通道中设置有（ 4.43 ）MHz的陷波器。
第一章 数字视频及编辑基础知识
第一章 数字视频及编辑基础知识 • • • • • 重点掌握 1.帧的概念 2.两种扫描方式 3.三种电视制式 4.视频文件格式
§1.1 电影及电视原理 • 电影的放映原理 • 人们之所以能够看到电影屏幕上的活动影像，其 中最大的原因在于人眼的自我欺骗。人眼有一个 非常有趣的视觉特性——能够把看到的影像在视 网膜上保留一段时间，这种特殊性称为视觉暂留。 科学实验证明，人眼在某个影像消失后，仍可使 该物像在视网膜上滞留0.1~0.4s左右。而在电影 放映过程中，电影胶片以每秒24格画面匀速转动， 这就相当于每一格画面给人眼的刺激是1/24s（相 当于0.04），由于人的眼睛有视觉暂留的特性， 一个画面的印象还没有消失，下一个稍微有一点 差别的画面又出现在银幕上，连续不断的印象衔 接起来，就组成了活动电影。
§1.1 电影及电视原理
• SECAM 制的扫描特性 • 行轮换调频制——Sequential Coleur Avec Memoire，简称SECAM制。采用这种制式 的有法国、前苏联和东欧一些国家。这种 制式帧速率为25fps，每帧625行312线，标 准分辨率为720×576。
§1.2 数字视频文件格式
§1.2 数字视频文件格式
• MPEG格式：它的英文全称为Moving Picture Expert Group，即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减少运动图 像中的冗余信息，说的更加明白一点就是MPEG的压缩方 法依据是相邻两幅画面绝大多数是相同的，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(其 最大压缩比可达到200:1)。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。 • MPEG－1：制定于1992年，它是针对1.5Mbps以下 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码而设计 的国际标准。也就是我们通常所见到的VCD制作格式。使 用MPEG-1的压缩算法，可以把一部120分钟长的电影压 缩到1.2GB左右大小。这种视频格式的文件扩展名包 括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg及VCD光盘中的.dat文件等。
数字视频技术1
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从电视角度看,可见光有如下特性:
(1)可见光的波长范围有限,它只占整个电磁波波谱中极小的
一部分。
(2)不同波长的光呈现出的颜色各不相同,随着 (3)只含有单一波长的光称为单色光;包含有两种或两种以上波 长的光称为复合光,复合光作用于人眼,呈现混合色。
图1―4为光电导摄像管,属电真空器件。它主要 由镜头、光电靶、聚焦线圈和偏转线圈组成。其工作
原理如下所述。
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图1―4
光电导摄像管
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图1―5
光电转换原理示意图
Logo 2）显像管与电光转换
在接收端重现图像的是显像管。显像管也是电真 空器件,主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。
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Logo (2) XYZ计色制及其色度图
计算三基色具有如下特点:
①可根据F=X(X)+Y(Y)+Z(Z)方程式配出实际颜色,且
三个色系数X、Y、Z均不为负。 ②规定系数Y在数值上等于彩色光的全部亮度,合成光 的色度仍由X、Y、Z三个系数的比值决定。 ③当X=Y=Z时,仍代表E白。
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3. 混色方法 如图1―26所示。由图可见:
红光+绿光=黄光 红光+蓝光=紫光(品光) 绿光+蓝光=青光 红光+绿光+蓝光=白光
实现相加混色有如下几种方法: (1) 空间混色法。
(2) 时间混色法。 (3) 生理混色法。 图1―26 相加混色圆图
Logo 4.色度三角形 三基色混合所产生的各种
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ｖ 行正程 行逆程 行正程
图像信号
黑电平75 %
白电平 10～12.5 % 0
数字视频处理重点总结
1.三基色原理：任何一种颜色可以通过三基色按不同比例混合得到。
照明光源的基色系包括红色、绿色和蓝色，称为RGB基色。
R+G+B=White 反射光源的基色系包括青色、品色和黄色，称为CMY基色。
C+M+Y=Black RGB和CMY基色系是互补的，也就是说混合一个色系中的两种彩色会产生另外一个色系中的一种彩色。
2.HVS(人类视觉系统) -人类获取外界图像、视频信息的工具。
视网膜有两种类型感光细胞：锥状细胞:在亮光下起作用，感知颜色的色调。
含有三种类型的锥状细胞。
杆状细胞:在暗一些的光强下工作，只能感知亮度信息。
3.相加混色法：1）空间混色法：将三种基色光同时分别投射到同一平面的相邻3点，若3点相距足够近，由于人眼的分辨力有限和相加混色功能，因此，人眼看到的不是基色，而是这三种基色的混合色。
彩色显像管的现象就是利用了空间混色法。
2）时间混色法：按一定顺序轮流将三种基色光投射到同一平面上，由于人眼的视觉惰性和相加混色功能，因此，人眼看到的不是基色，而是这三种基色的混合色。
场顺序制彩色电视就是采用时间混色法以场顺序来传送三种基色信号的。
3）生理混色法：（立体彩色电视的显像原理）4）全反射混色法：（投影电视的基本原理）4.彩色电视三种制式：NTSC制：正交平衡调幅制（采用YIQ彩色空间）PAL制：正交平衡调幅逐行倒相制（采用YUV彩色空间）SECAM制：行轮换调频制（采用YDbDr彩色空间）矢量量化编码--用二进制数来表示量化后样值的过程9.量化：（将无限极的信号幅度变换成有限级的数码表示）量化的用途1）将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字处理和传输2）用于数据压缩10.二维采样定理：若二维连续信号f(x,y)的空间频率u和v分别限制在|u|<=Um、|v|<=Vm （Um、Vm为最高空间频率），则只要采样周期Δx、Δy满足Δx<=1/2Um、Δy<=1/2Vm，就可以由采样信号无失真的恢复原信号。
数字电视技术课程的重点总结
数字电视技术课程的重点总结随着高清、超高清数字电视技术的不断发展，数字电视技术课程的教育需求也越来越高。
数字电视技术课程是现代通信技术的重要分支，它涵盖了数字信号处理、视频编码技术、数字电视传输技术、数字电视应用等领域。
在数字电视技术课程中，学生将学习数字信号处理、视频压缩编解码、传输信道等一系列专业知识。
下面，本文将从以下几个方面总结数字电视技术课程的重点内容。
1.数字信号处理数字信号处理是数字电视技术中最基础的知识。
其核心技术是离散傅里叶变换（DFT）和离散余弦变换（DCT）。
离散傅里叶变换可以将时间域信号转换成频域信号，而离散余弦变换则可以将图像信号转换成频域信号。
在数字电视技术中，离散傅里叶变换和离散余弦变换被广泛应用于数字视频信号的处理和压缩编码中。
此外，数字信号处理中的数字滤波器也是非常重要的知识点，它可以在数字视频处理和压缩编码中起到非常重要的作用。
2.视频编码技术视频编码技术是数字电视技术课程中的核心内容。
视频编码技术的作用是将高带宽的视频信号压缩成低带宽的压缩视频信号，从而实现视频信号的实时传输。
在数字电视技术中，常用的视频编码标准有H.264/AVC和HEVC/H.265。
这些编码标准都具有较高的压缩比和较低的码率，能够有效地缩小原始视频文件的大小。
此外，还有一些专业的视频编码技术，如运动估计编码、区块匹配编码和深度学习编码等。
3.数字电视传输技术数字电视传输技术是数字电视技术中的重要内容。
数字电视传输技术主要包括有线传输和无线传输两种。
有线传输主要采用数字电视传输标准，如ATSC、DVB、ISDB等标准。
无线传输主要采用数字电视移动通信标准，如DTMB、DAB等，可以实现在移动设备上收看数字电视节目。
4.数字电视应用数字电视应用是数字电视技术课程中的领域之一。
数字电视应用包括数字电视广播、数字电视点播、互联网电视、移动数字电视等多种应用场景。
数字电视应用涉及了数字电视编码与解码、数字电视传输、互联网技术、移动通信技术、智能终端等多种方面。
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第三章
• • • • • 堆栈型页面替换算法 页面调度方式 Cache与主存储器地址映像 直接相联 Cache 更新方法 Cache 替换算法
第四章
• • • • • 输入输出系统三个特点 中断源识别方法 处理机与外界连接的三种方式 字节通道 分时服务图 通道服务 传送时间 最大流量
• 字节通道 • 选择通道 • 数组通道
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第五章
• • • • • • 先行控制技术的关键技术 先行控制技术中四个缓冲栈 先行缓冲栈深度设计 静态流水线和动态流水线 线性流水线表示 线性流水线时空图 、吞吐率、加速比、 效率 • 非线性流水线表示 ：连接图 预约表
第五章
• • • • • 数据相关： 读写 写读 写写 控制相关 条件转移 减少负面影响措施 超标量处理机 超流水线处理机 超标量超流水线处理机
复习要点
第一章
• • • • • • 冯诺依曼计算机与现代计算机特点 处理机运算速度 MIPS FZ IPC 提速方法 计算存储系统的层次结构 CPI 等效CPI 等效MIPS 运行加速比 Amdahl定律 库克分类法 SISE SIME MISE MIME
第二章
• • • • • • 四种寻址方式 （立即数、寄存器..） 浮点数舍入方法 浮点数表示六个参数 操作码内容 操作码三种编码方式 地址码内容 地址码个数确定标准 零地址空间
第二章
• Huffman编码、操作码最短平均长度、信息 冗余量 • 程序地址定位的三种方式 • 指令系统的完整性 具备的几类基本指令 • VLIW 特点 • RISC 特点 核心 • RISC六项关键技术
第三章
• • • • • • 存储系统定义 存储系统命中率 访问效率 低位交叉访问存储器编址 并行存储器加速比 虚拟存储系统和Cache存储系统 页面替换算法 FIFO LRU
题型
• • • • 10个选择题 25个填空题 5个简答题 3个应用综合题 10分 25分 30分 35分