第五章数字视频基础
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
第五章视频建模
cos z s in z
sin y
sinx sin y cosz cosx sinz sinx sin y sinz cosx cosz
sinx cos y
cos cos
x x
s s
in in
y y
cos z s in z
sinx sinx
第五章 视频建模
5.1 摄像机模型 5.2 照明模型 5.3 物体模型 5.4 场景模型 5.5 二维运动模型
为什么要建模?
数字视频处理的任务之一是描述一个视频序 列中相继图像之间在物体的运动和其他效果 方面的变化，如照度的改变和摄像机运动。
为了把真实世界的变化与视频序列的变化联 系起来，我们需要参数化模型来描述真实世 界和图像生成过程。
0 c os x
0
sin
x
[Ry ]
cos y 0
0 1
s
in 0
y
c os z
[
Rz
]
sin
z
sinz c os z
0 0
0 sinx cosx
sin y 0 cos y
0
0 1
[R]
ccoossyy
假设入射光强度是时不变的,则
(xk+1,t+dt) = (xk,t),
称为恒定亮度假设.对于空间和时间不变的环 境照明和漫反射表面是合法的. 然而,只要物体表面不是完全平坦和静止的,反 射强度及亮度图像通常是随时间和空间变化.
5.3 物体模型
物体模型描述关于真实物体的假设。可以用形状、运 动、纹理模型来描述。
《非线性编辑》教学大纲.doc
《非线性编辑》教学大纲一、课程基本信息1.课程中文名称：非线性编辑2.课程类别：专业课3.适用专业：教育技术学4.课程地位：专业限选课5.总学时：36学时6.总学分：27.先修课程：电视编导多媒体制作二、课程目标通过对传统的电影电视制作系统的介绍使学生掌握非线性编辑的概念、特点及应用的领域。
另外通过对流行非线性编辑硬件系统和软件环境的介绍使学生初步掌握电视节目后期非线性编辑的全过程。
三、课程内容第一章传统的电影电视制作系统（2学时）［教学目的与要求］1、让学生通过对电影制作的历史的回顾了解电影剪辑的产生2、使学生了解电子编辑的历史，并旦掌握机械剪辑和电子编辑各自的特点第一节电影制作的历史、电影的诞生二、蒙太奇的出现三、基于胶片的电影剪辑第二节、电视的诞生和电视编辑的历史一基于磁带的编辑一、电视的产生二、电视编辑的产生1.磁带录像机的发明2.磁带剪辑方法3.基于磁带的线性电子编辑第二章非线性编辑的发展沿革（2学时）［教学目的与要求］1、让学生了解非线性编辑的发展历史和三个阶段2、熟悉基于硬盘的非线性编辑系统的构成和特点第一节非线性编辑发展回顾.基于录像带的电子非线性编辑系统.基于激光视盘的电子非线性编辑系统.基于光盘的电子非线性编辑系统第二节基于硬盘的数字非线性编辑阶段.基于硬盘的电子非线性编辑系统的硬件构成.基于硬盘的电子非线性编辑系统的硬件的特点第三章线性编辑与非线性编辑（2学时）［教学目的与要求］1、熟悉线形编辑的概念、特点以及它的应用领域2、掌握“非线性”及“非线性编辑”的含义3、掌握非线性编辑的两个特征和几个类型第一节线性编辑一、线性编辑的概念二、线性编辑的缺点第二节非线性编辑一、非线性编辑的概念二、非线性编辑的特征和类型第四章非线性编辑的特点与性能（2学时）［教学目的与要求］1、了解非线性编辑的七个特点2、熟悉非线性编辑的性能第一节、非线性编辑的特点1.信号处理数字化2,素材存取随机化3,编辑方式非线性4,合成制作集成化5,编辑手段多样化6,节目制作网络化7,记录载体永久化第二节非线性编辑的性能1.多种特技及多层画面合成2.一体化字幕图形环境3.友好的操作界面4.强大的网络功能第五章数字视频基础知识（2学时）［教学目的与要求］1、了解数字视频技术与非线性编辑的联系2、掌握数字视频的三个特点3、了解数字视频的压缩的必要性、可能性、原理等4、能够区分几种数字录象机的格式及各自的参数特征第一节数字视频的特点1、数字视频是由一系列二进位数字组成的编码信号，它比模拟信号更精确，而旦不容易受到干扰2、数字信号做多少次处理和控制，画面质量几乎不会下降，可以多次复制而不失真3、可以运用多种的编辑工具（如编辑软件）对数字视频进行编辑加工4、数字信号可以被压缩，使更多的信息能够在带宽一定的频道内传输，大大增加了节目资源。
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
多媒体技术及应用第五章
/mmt/
第五章 视频处理技术
5.3 会声会影的基本操作——视频编辑实例
5.3.1 会声会影的安装与运行
2. 会声会影9.0的运行
双 击 Windows 桌 面 上 的 会 声 会 影 9 图 标 ， 或 者 打 开
Windows 程 序 组 ， 选 择 “ 开 始 ” |“ 所 有 程 序 ” |“Ulead VideoStudio 9.0”|“会声会影9”命令，即可运行会声会影， 进入会声会影编辑器窗口，如图5-8所示。
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5.2.2 计算机与摄像机的连接
2. 计算机与摄像机的连接 (1) 数码摄像机的接口和连线
第五章 视频处理技术
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5.2.2 计算机与摄像机的连接
2. 计算机与摄像机的连接 (2) 台式计算机与数码摄像机的连接
第五章 视频处理技术
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5.2.2 计算机与摄像机的连接
2. 计算机与摄像机的连接
(3) 笔记本计算机与数码摄像机的连接
第五章 视频处理技术
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第五章 视频处理技术
5.2.3 数字视频节目制作过程
1. 编写稿本 2. 准备素材 3. 节目编辑 4. 节目输出
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第五章 视频处理技术
3. 数字视频标准
(1) MPEG-1标准 是为了适应在数字存储媒体如CD-ROM上有效地存取广播 视 频 信 号 而 制 定 的 。 CD-ROM 驱 动 器的 数 据 传 输 率 不 会 低 于 150KB/s，容量不会低于650MB，压缩比可高达1∶200。VCD采 用的这种标准。 (2) MPEG-2标准 对MPEG-1标准进行了扩充。MPEG-2能使图像恢复到广播 级质量，高清晰视频光盘DVD就是采用的这种标准。
视频资源——精选推荐
第五章视频资源随着多媒体网络技术的发展，视频资源的采集、编辑和制作越来越多地被应用在教学多媒体课件和网络课程的制作中。
本章主要学习有关视频媒体制作的基础理论、画面拍摄方法、和视频制作技巧，使教师能够根据教学需求对图像信息进行加工处理。
本章教学要求：1.了解制作视频资源的基本理论；2.掌握视频教学信息的获取、处理方法；3.掌握数码摄像机获取教学视频资源的方法；4.了解视频资源的教学特点和应用，能正确选择和应用视听媒体进行教学。
5.1 视频基础知识5.1.1 视频基本原理1.模拟视频在多媒体应用系统中，视频以其直观和生动的特点在教学中得到广泛的应用。
视频与动画一样，也是由一幅幅以一定速率播放的帧序列组成，从而使观察者获得连续的感觉。
由于世界各国的电视制式没有统一的标准，因此视频的传输、存储方式等也不相同。
目前，世界上彩色电视的制式有三种：NTSC制、PAL制和SECAM制。
美国和日本采用的是NTSC 制，我国和一些欧洲国家采用PAL制，而法国等一些欧洲国家使用SECAM制。
不同电视制式国家的录像机与电视机不能配套使用。
世界各国在开办彩色电视广播时，都要考虑到与黑白电视兼容的问题，因此采用 PAL 制的国家较多，如中国、德国、新加坡、澳大利亚等。
不过，仍需注意一个问题，由于各国采用的黑白电视标准并不相同，即使同样是PAL制，在某些技术特性上还会有差别。
虽然这些制式不同，但它们的基本原理都是一样的。
描述视频的主要参数有图像大小、帧和帧速率⑴图像大小一段视频是由若干画格组成，这些单独的画格就是图像。
在播放节目的时候，图像大小的设置是一项重要的参数。
在进行拍摄和播出的时候，图像的大小就是长宽比，它是图像水平扫描的长度与全部扫描行的垂直距离之比，即帧画面的长宽比。
尽管电视的制式没有一个统一的标准，但帧画面的长宽比早就标准化为4：3的格式。
对于PAL制电视来讲，它规定每帧的扫描行数为625行，由于削隐现象的存在，在垂直削隐期间，扫描行不可能分解图像，而垂直削隐期约占扫描时间的8%，因此625行中用于扫描图像的有效行数为625×92%大约576行。
第五章 数字媒体技术应用A
第五章数字媒体技术应用A您的姓名： [填空题] *_________________________________一、单项选择题1. 下列属于传输媒体的是。
[单选题] *A. U盘B. 打印机C. 无线耳机D. 电缆(正确答案)2. 数字媒体技术的关键技术不包括。
[单选题] *A. 云计算技术(正确答案)B. 通信技术C. 流媒体技术D. 数据压缩技术3. 下列关于矢量图与位图的说法，正确的是。
[单选题] *A. 矢量图放大后会失真B. 位图的基本元素是图元C. 矢量图是使用直线和曲线来描述图形(正确答案)D. 位图的存储容量小4. 把视频中相邻帧之间的相同内容进行压缩，压缩的是信息。
[单选题] *A. 视觉冗余B. 听觉冗余C. 时间冗余(正确答案)D. 空间冗余5. 关于数据压缩的说法，错误的是。
[单选题] *A. 数据压缩技术的前提条件是数据存在冗余B. 数据压缩技术是数字媒体技术的核心技术C. 数据压缩技术只能用于音频、视频文件(正确答案)D. 经过数据压缩后的文件，存储空间会大大减小6. 高清晰度电视的压缩格式是。
[单选题] *A. MPEG-1B. MPEG-2(正确答案)C. MPEG-3D. MPEG-47. 下列方法不能直接获取声音素材。
[单选题] *A. 通过录音软件以及麦克风录制声音B. 把CD光盘中的内容直接复制到电脑上(正确答案)C. 使用GoldWave软件以及麦克风来录制声音D. 直接从网上下载声音素材8. 我国的电视制式同于欧洲国家为PAL制，其帧频为。
[单选题] *A. 每秒10帧B. 每秒15帧C. 每秒25帧(正确答案)D. 每秒30帧9. 不属于色彩的三要素之一。
[单选题] *A. 色相B. 对比度(正确答案)C. 纯度D. 明度10. 下列关于色彩模式的叙述正确的是。
[单选题] *A. RGB色彩模式是一种应用在印刷工业和打印机领域的色彩模式B. RGB、CMYK、Lab三种色彩模式下的色域空间关系是：Lab>RGB>CMYK(正确答案)C. Lab色彩模式是一种基于色光的颜色模式D. CMYK色彩模式即色相、纯度、明度模式11. 以下软件中，不是图像加工工具的是。
大学计算机第五章(订正了部分答案)
第五章1、数字视频的一些特性提示我们可对其进行大幅度数据压缩，这些特性中不包含_____。
AA.数字视频的数据量大得惊人B. 视频信息中各画面内部有很强的信息相关性C. 一些视频细节人眼无法感知D. 视频信息中相邻画面的内容有高度的连贯性2、数字图像的基本属性中不包含______。
AA. 宽高比B. 分辨率C. 像素深度D. 颜色空间的类型3、在未压缩情况下，图像文件大小与下列因素无关的是________。
AA. 图像内容B. 水平分辨率C.垂直分辨率D.像素深度4、视频卡能够处理的视频信号可以来自连接在计算机上的_______设备。
AA. 显示器B. VCD盘唱盘 D.扬声器5、下列关于计算机合成图像（计算机图形）的应用中，错误的是__________。
CA. 可以用来设计电路图B. 可以用来生成天气图C.计算机只能生成实际存在的具体景物的图像，不能生产虚拟景物的图像D.可以制作计算机动画6、使用计算机进行文本编辑与文本处理是常见的两种操作，下面属于文本处理操作的是_________。
DA. 设置页面版式B. 设置文章标题首行居中C.设置文本字体格式D.文语转换7、图像处理软件有很多功能，以下________不是通用图像处理软件的基本功能。
DA.图像的缩放显示B. 调整图像的亮度、对比度C. 在图片上制作文字，并与图像融为一体D. 设计制作石油开采地形图8、文字处理软件输出汉字时，首先根据汉字的机内码在字库中进行查找，找到后，即可显示（打印）汉字，在字库中找到的是该汉字的__________。
DA. 外部码B. 交换码C. 输入码D. 字形描述信息9、若中文Windows 环境下西文使用标准ASCII码，汉字采用GB2312编码，设有一段简单文本的内码为CB F5 D0 B4 50 43 CA C7 D6 B8,则在这段文本中,含有________。
B 个汉字和1个西文字符个汉字和2个西文字符个汉字和2个西文字符个汉字和1个西文字符10、对带宽为300~3400Hz的语音，若采样频率为8kHz、量化位数为8位、单声道，则其未压缩时的码率约为_____。
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第五章数字视频基础
清书P198
ITU-R BT.601数字化标准
只有575行是有效行。
第五章数字视频基础
NTSC彩色电视制的扫描特性是：
(1) 525行/帧, 30帧/秒 (2) 高宽比：电视画面的长宽比为4:3 (3) 隔行扫描，一帧分成2场(field)，262.5线/场 (4) 在每场的开始部分保留20扫描线作为控制信
息，因此只有485条线的可视数据。 (5) 每行63.5微秒，水平回扫时间10微秒 (6) 颜色模型：YIQ (7)美国、加拿大等大部分西半球国家，及日本、
第五章数字视频基础
彩色电视信号的类型
第五章数字视频基础
第二节 电视图像数字化
数字化的两种方法：
1. 模拟信号分离 数字采样量化
2. 数字采样量化 数字信号分离
数字化标准：ITU-R BT.601(CCIR-601) 标准规定了： • RGB颜色空间到YCbCr彩色空间的变换关系 • 采样频率（彩色电视图像转换成数字图像）
第五章数字视频基础
PAL制式电视信号的扫描特性
(1) 625行(扫描线)/帧，25帧/秒(40 ms/帧) (2) 高宽比： 4:3 (3) 隔行扫描，2场/帧，312.5行/场 (4) 颜色模型：YUV (5) 行扫描周期为64微秒，其中11.8作为逆
程时间 (6) 西欧、中国和朝鲜等采用。 (7) 每场中有25行作为场回扫，所以每帧中
韩国、菲律宾和中国的台湾采用这种制式。
第五章数字视频基础
第五章数字视频基础
彩色电视的同步信号
第五章数字视频基础
彩色电视国际标准
第五章数字视频基础
彩色电视信号的类型
复合电视信号：包含亮度信号、色差信号和所有 定时同步信号的单一电视信号。
分量电视信号：是指每个基色分量作为独立的电 视信号，使用分量电视信号是表示颜色的最好方 法，但需要比较宽的带宽和同步信号。
帧频：每秒播放的帧数；(PAL25帧，
NTSC30帧)
第五章数字视频基础
第一节 电视制式及视频信号类型
1 彩色电视制式
• NTSC
(National Television Systems Committee)
• PAL
(Phase-Alternative Line)
• SECAM
(法文：Sequential Coleur Avec Memoire)
分离电视信号（S－Video信号）：是亮度和色差 分离的一种电视信号，它可以（1）减少亮度信号 和色差信号之间的交叉干扰。（2）不必使用梳状 滤波器来分离亮度信号和色差信号，这样可提高 亮度信号的带宽。
第五章数字视频基础
清P197
复合电视信号
(composite基础
清P192 武P67
1、电视制式
NTSC：美国研制的一种与黑白电视兼容 的彩色电视制式；（720*480/30）
PAL:西德在1962年研制的一种与黑白电视 兼容的彩色电视制式；（720*576/25）
SECAM:法国研制的一种与黑白电视兼容 的彩色电视制式；（720*576/25）虽然帧 频，扫描行数与PAL制式相同，但编码解 码方式完全不同。
隔行扫描：电子束扫完第1行后回到第3行开始的 位置接着扫，然后是第5、7…奇数行扫完后接着 扫偶数行，这样就完成了一帧（frame）的扫描。 隔行扫描的一帧图像由两部分组成：一部分 是由奇数行组成，称奇数场；另一部分是由偶数 行组成，称为偶数场，两场合起来组成一帧。
第五章数字视频基础
每秒钟扫描多少行称为行频fH；每秒钟扫描多 少场称为场频ff；每秒扫描多少帧称帧频fF。
第五章数字视频基础
第五章数字视频基础
电视制式兼容问题
兼容性 逆兼容性
彩色电视系统应满足：
(1)必需采用与黑白电视相同的基本参数。
如扫描方式、扫描行频、场频、帧频、同
步信号、图像载频、伴音载频等等。
(2) 将摄像机输出的三基色信号转换成一个亮度
信号，以及代表色度的两个色差信号，并组合
成一个彩色全电视信号进行传送。
电影播放过程中，每秒投射24幅画面，每幅画 面投射过程中用机械挡光阀遮挡一次，这样就 得到了48HZ的闪烁频率。
要保持画面中物体运动的连续性，要求每秒钟 摄取的画面数约为25帧左右。
第五章数字视频基础
帧：一段视频中的每一幅图像称为一帧；
根据视觉暂留原理，要使人的视觉产生 连续的动态感觉，每秒钟图像的播放帧 数要在24～30帧频。
第五章数字视频基础
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
电视制式和电视信号的类型 电视图像数字化 图像子采样 电视图像数据率 数字视频压缩算法
第五章数字视频基础
视觉的时间域响应特性
让观察者观察按时间重复的亮度脉冲，如果闪 烁频率比较低，人眼就有一亮一暗的感觉。如 果闪烁频率足够高，人眼看到的则是一个恒定 的亮点。闪烁感刚好消失的重复频率叫做临界 闪烁频率，经测定为46HZ。
采用隔行扫描的优点：所占用的信号传输带宽 要减少一半 ；
我国的电视画面传输率是每秒25帧、50场。 25Hz的帧频能以最少的信号容量有效地满足人 眼的视觉残留特性；隔行扫描使人眼不易觉察 出闪烁，同时也解决了信号带宽的问题。
由于我国的电网频率是50Hz，采用50Hz的场 刷新率可以有效的去掉电网信号的干扰。
黑白电视和彩色电视都用隔行扫描， 计算机显示图像时一般都采用非
隔行扫描 （逐行扫描 ）。
第五章数字视频基础
清P196 武P68
2、电视扫描和同步
逐行扫描 (non-interlaced scanning)
隔行扫描 (interlaced scanning)
第五章数字视频基础
非隔行扫描：电子束从显示屏的左上角一行接一 行的扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅 完整的图像。
在接收端，彩色电视机将彩色全电视信号重
新转换成三个基色信号，在显象管上重现发送
端的彩色图像。
第五章数字视频基础
清P193
含色差分量的颜色模型
YIQ, YUV和 YCrCb
• 亮度信号和色度信号相互独立 • 利用人眼的特性来降低带宽和功率
第五章数字视频基础
2、电视扫描和同步
模拟视频图像扫描方式有隔行扫 描和非隔行扫描之分。