数字视频技术3PPT课件
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视频编码技术-PPT
第3章 视频编码技术
1.视频信号的数字化 2.视频文件格式 3.视频压缩编码原理 4.视频压缩标准
学习目标
掌握视频数字化方法 了解视频文件格式 掌握视频压缩编码原理（预测编码、变换编
码、统计编码原理）
理解视频压缩标准（ MPEG标准 ）
3.1 视频信号的数字化
1.视频相关的基本概念
所谓视频（video frequency ），连续的图像变化每秒 超过24帧（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人 眼无法辨别单幅的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效 果，这样连续的画面叫做视频。即视频是由一系列单独的 静止图像组成，其单位用帧或格来表示；
（1）本地影像视频格式
－MOV格式，美国Apple公司开发的一种视频格式，默认 的播放器是苹果的QuickTime Player。具有较高的压缩比率 和较完美的视频清晰度等特点，但其最大的特点还是跨平 台性，即不仅能支持Mac OS，同样也能支持Windows系列。
Avid Media composer非线性编辑软件支持该格式。
同步信号
)
地(色度)
S-Video四芯插头（座）
地(亮度)
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口
莲花接头
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口 IEEE1394接口
IEEE1394是一种外部串行总线标准，800Mbps的 高速。1394接口具有把一个输入信息源传来的数据向 多个输出机器广播的功能，特别适用于家庭视听的连接。 由于该接口具有等时间的传送功能，确保视听AV设备 重播声音和图像数据质量，具有好的重播效果。
人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂 的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，而能继续保 留其影像0.1-0.4秒左右，这种现象被称为视觉暂留现象。
1.视频信号的数字化 2.视频文件格式 3.视频压缩编码原理 4.视频压缩标准
学习目标
掌握视频数字化方法 了解视频文件格式 掌握视频压缩编码原理（预测编码、变换编
码、统计编码原理）
理解视频压缩标准（ MPEG标准 ）
3.1 视频信号的数字化
1.视频相关的基本概念
所谓视频（video frequency ），连续的图像变化每秒 超过24帧（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人 眼无法辨别单幅的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效 果，这样连续的画面叫做视频。即视频是由一系列单独的 静止图像组成，其单位用帧或格来表示；
（1）本地影像视频格式
－MOV格式，美国Apple公司开发的一种视频格式，默认 的播放器是苹果的QuickTime Player。具有较高的压缩比率 和较完美的视频清晰度等特点，但其最大的特点还是跨平 台性，即不仅能支持Mac OS，同样也能支持Windows系列。
Avid Media composer非线性编辑软件支持该格式。
同步信号
)
地(色度)
S-Video四芯插头（座）
地(亮度)
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口
莲花接头
2.视频的采集及数字化
视频采集卡的接口 IEEE1394接口
IEEE1394是一种外部串行总线标准，800Mbps的 高速。1394接口具有把一个输入信息源传来的数据向 多个输出机器广播的功能，特别适用于家庭视听的连接。 由于该接口具有等时间的传送功能，确保视听AV设备 重播声音和图像数据质量，具有好的重播效果。
人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂 的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，而能继续保 留其影像0.1-0.4秒左右，这种现象被称为视觉暂留现象。
数字媒体技术课件-PPT版
3 流媒体压缩
数字媒体压缩技术支持实 时流媒体的压缩和传输， 使媒体内容能够边下载边 播放。
数字媒体传输技术
有线传输
数字媒体可以通过有线网络进行 传输，如网线、光纤等。
无线传输
数字媒体可以通过无线网络进行 传输，如Wi-Fi、蓝牙等。
卫星传输
数字媒体可以使用卫星进行长距 离传输，如卫星电视和卫星通信。
多媒体技术在文化艺术领域发挥了重要的创作和展示作用，通过数字媒体形 式传达艺术家的创意和情感。
多媒体技术的发展趋势
随着科技的不断发展，多媒体技术将更加智能化和虚拟化，与人工智能、增 强现实等技术相结合，创造更丰富、更沉浸式的体验。
数字媒体技术课件-PPT版
本课件介绍了数字媒体技术的各个方面，包括数字影像技术、数字音频技术、 数字图像处理技术等。探索多媒体技术的发展趋势和应用领域。
数字媒体技术概述
数字媒体技术是现代媒体领域的关键技术之一，涵盖了数字影像、音频、图像处理、编码、压缩、传输和存储 等方面。
数字影像技术
高画质
数字影像技术可以提供更高 质量的图像和视频，使观众 享受更逼真的视听体验。
3 音频处理
数字音频技术可以对音频进行降噪、均衡、混响等处理，提升音质和 音效效果。
数字图像处理技术
1
图像重建
2数字图像处理技术可以来自过插值和去噪等方法，对图像进行重建和修复，提升
图像质量。
3
图像滤镜
数字图像处理技术提供了各种滤镜效果， 可以改变图像的颜色、亮度和对比度等。
图像识别
数字图像处理技术可以应用图像识别算 法，实现图像内容的自动分析和识别。
特效和动画
数字影像技术可以应用各种 特效和动画效果，为影像内 容增添创意和互动性。
《数字视频处理》课件
《数字视频处理》PPT课 件
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。本课件将 介绍数字视频处理的基础知识、技术、实践以及未来展望。
数字视频处理介绍
1 什么是数字视频处理？
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。
2 应用领域
数字视频处理广泛应用于电影、电视、广告、游戏等领域。
3 数字视频处理基础知识
了解视频编码、像素处理、颜色空间转换等基础知识。
数字视频处理技术
数字视频压缩
学习如何压缩视频文件大小，减少存储空间和传输 带宽。
视频编解码技术
了解各种视频编解码算法，以及它们对视频质量、 压缩率的影响。
视频增强技术
学习如何提高视频质量、增强图像细节和对比度。
视频分析技术
探索如何从视频中提取出有用的信息，如运动检测 和目标识别。
数字视频处理实践
1
数字视频处理软件介绍
2
了解常用的数字视频处理软件
数字视频处理项目实战
参与实际项目，锻炼数字视频处理技能， 解决实际问题。
数字视频处理流程示例
从采集、编辑、特效到输出，学习数字 视频处理的完整流程。
数字视频处理未来展望
1 数字视频处理发展趋势
探索未来数字视频处理的发展方向和趋势，如人工智能和虚拟现实。
2 数字视频处理技术创新
了解最新的数字视频处理技术，如高效的编码算法和实时图像增强。
3 数字视频处理应用前景
展望数字视频处理在娱乐、教育和医疗等领域的广阔应用前景。
结束语
数字视频处理对生活的 影响
数字视频处理改变了我们的 娱乐方式，提供了更丰富、 更精彩的视觉体验。
数字视频处理的未来意 义
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。本课件将 介绍数字视频处理的基础知识、技术、实践以及未来展望。
数字视频处理介绍
1 什么是数字视频处理？
数字视频处理是指对数字视频进行各种处理和操作的技术和方法。
2 应用领域
数字视频处理广泛应用于电影、电视、广告、游戏等领域。
3 数字视频处理基础知识
了解视频编码、像素处理、颜色空间转换等基础知识。
数字视频处理技术
数字视频压缩
学习如何压缩视频文件大小，减少存储空间和传输 带宽。
视频编解码技术
了解各种视频编解码算法，以及它们对视频质量、 压缩率的影响。
视频增强技术
学习如何提高视频质量、增强图像细节和对比度。
视频分析技术
探索如何从视频中提取出有用的信息，如运动检测 和目标识别。
数字视频处理实践
1
数字视频处理软件介绍
2
了解常用的数字视频处理软件
数字视频处理项目实战
参与实际项目，锻炼数字视频处理技能， 解决实际问题。
数字视频处理流程示例
从采集、编辑、特效到输出，学习数字 视频处理的完整流程。
数字视频处理未来展望
1 数字视频处理发展趋势
探索未来数字视频处理的发展方向和趋势，如人工智能和虚拟现实。
2 数字视频处理技术创新
了解最新的数字视频处理技术，如高效的编码算法和实时图像增强。
3 数字视频处理应用前景
展望数字视频处理在娱乐、教育和医疗等领域的广阔应用前景。
结束语
数字视频处理对生活的 影响
数字视频处理改变了我们的 娱乐方式，提供了更丰富、 更精彩的视觉体验。
数字视频处理的未来意 义
数字视频设计与制作技术
智能推荐与策划
AI可以通过对用户行为和喜好的分析，为视频制作提供精准的策 划建议和内容推荐。
5G时代的视频产业变革与机遇
高速度与低延迟
5G网络的高速度和低延迟特性将为视频制作和传输带来更大的便 利和效率。
云游戏与VR/AR应用
5G将推动云游戏和VR/AR技术的发展，为视频制作带来更多的应 用场景。
动态追踪与匹配移动
使视频元素能够自动追踪并匹配视频 中的运动对象，实现更加逼真的特效 效果。
粒子系统与特效
通过粒子系统生成各种自然现象，如 雨、雪、火焰等，为视频添加丰富的 视觉效果。
视频合成技术
键控技术
图像融合
通过识别图像中的特定颜色或亮度信息， 将多个视频叠加在一起，实现画中画、透 明度调整等效果。
数字视频特点
数字视频具有高清晰度、高质量、高存储效率和可编辑性等 特点。它可以通过计算机进行后期处理和制作，生成各种特 效和艺术效果。
数字视频的发展历程
数字视频技术的起源
数字视频技术起源于20世纪90年代，随着计算机硬件和软件技术的不断发展， 数字视频逐渐成为影视制作的主流技术。
数字视频技术的进步
合成与输出
将处理好的片段进行合成，输 出最终的广告视频文件。
实例三：电影特效制作解析
特效需求分析
根据电影剧本和导演的要求 ，确定需要实现的特效效果 和场景。
三维建模与贴图
使用三维建模软件创建特效 所需的场景、角色和道具模 型，并进行贴图和材质设定 。
动画与特效制作
为场景、角色和道具添加动 画效果，并使用特效插件制 作特效效果。
3
视频编解码技术的优化
超高清视频对网络带宽和存储的要求较高，因此 ，更高效的视频编解码技术将是未来的发展趋势 。
AI可以通过对用户行为和喜好的分析，为视频制作提供精准的策 划建议和内容推荐。
5G时代的视频产业变革与机遇
高速度与低延迟
5G网络的高速度和低延迟特性将为视频制作和传输带来更大的便 利和效率。
云游戏与VR/AR应用
5G将推动云游戏和VR/AR技术的发展，为视频制作带来更多的应 用场景。
动态追踪与匹配移动
使视频元素能够自动追踪并匹配视频 中的运动对象，实现更加逼真的特效 效果。
粒子系统与特效
通过粒子系统生成各种自然现象，如 雨、雪、火焰等，为视频添加丰富的 视觉效果。
视频合成技术
键控技术
图像融合
通过识别图像中的特定颜色或亮度信息， 将多个视频叠加在一起，实现画中画、透 明度调整等效果。
数字视频特点
数字视频具有高清晰度、高质量、高存储效率和可编辑性等 特点。它可以通过计算机进行后期处理和制作，生成各种特 效和艺术效果。
数字视频的发展历程
数字视频技术的起源
数字视频技术起源于20世纪90年代，随着计算机硬件和软件技术的不断发展， 数字视频逐渐成为影视制作的主流技术。
数字视频技术的进步
合成与输出
将处理好的片段进行合成，输 出最终的广告视频文件。
实例三：电影特效制作解析
特效需求分析
根据电影剧本和导演的要求 ，确定需要实现的特效效果 和场景。
三维建模与贴图
使用三维建模软件创建特效 所需的场景、角色和道具模 型，并进行贴图和材质设定 。
动画与特效制作
为场景、角色和道具添加动 画效果，并使用特效插件制 作特效效果。
3
视频编解码技术的优化
超高清视频对网络带宽和存储的要求较高，因此 ，更高效的视频编解码技术将是未来的发展趋势 。
数字音视频技术讲义第三章 模拟信号数字处理
短距离传送PCM信号是采用并行 传送方式，即每一个抽样的N个码位 以及为收、发同步用的抽样时钟， 在n+1条传输线中并行传送。 中、远距离传输时采用全串行传 送方式，即对n个码位首先进行并/ 串转换，然后在同一条线路上依次 传出。
*3.2 彩色电视图像信号的 数字编码
• ~两种PCM编码方式：全信号编码和分 量编码。 • 全信号编码是对彩色电视信号直接进行 编码。 • 分量编码是对亮度信号及两个色差信号 （或对三个基色信号）分别进行编码。
• 满足正交结构的条件是抽样频率是 行频的整数倍。 • 根据副载频与行频的偏置关系，只 当时fs=4fsc才形成正交抽样结构。 • 抽样频率较高可降低模拟低通滤波 器及数字滤波器的设计难度。随着 器件速度的提高和成本的下降，4fsc 抽样频率目前被广泛地采用。
二、量化等级
• 在全信号编码中，一般采用四舍五入的 均匀量化。主观实验表明，为获得满意 的图像质量，一般采用8bit量化。当编解 码次数较多时，考虑到量化噪波的累积， 应采用9-10bit量化。
3．2．2 分量编码
一、抽样频率 • 主观实验表明，当亮度信号Y的带宽为 5.8~6MHz、两个色差信号R-Y和B-Y的 带宽2MHz时，可获得满意的图像质量。 • 分量编码时，一般应先根据需要，用低 通滤波器适当地限制三个分量信号的带 宽。所选定的抽样频率应不小于2.2倍信 号最高频率。
• 三个分量信号的抽样频率之间以及它们与 行频之间，一般应有整数倍的关系，以便 于时分复用和形成正交抽样结构。• 考 虑 525 行 制 和 625 行 制 的 兼 容 性 ， Y/RY/B-Y的抽样频率为：13.5/6.75/6.75MHz。 • 色差信号的抽样频率为亮度信号的2/4，简 称为4：2：2标准。根据标准，525行制亮 度信号的每行样点数为858，625行制为864， 色差信号每行样点数均为亮度信号的一半 。
(2024年)《计算机多媒体技术》课件(完整版)
17
视频编辑软件介绍及应用
1
Adobe Premiere Pro
专业的视频编辑软件，提供丰富的剪辑、特效、 音频处理等功能，支持多种格式导入和输出。
2 3
Final Cut Pro
适用于Mac系统的专业视频编辑软件，具有直观 的界面和强大的剪辑功能，支持多轨道编辑和多 种特效处理。
DaVinci Resolve
编码标准
介绍国际通用的音频编码 标准，如MPEG音频编码 标准等。
9
音频编辑与处理软件介绍
专业音频编辑软件
音频处理插件
如Adobe Auditபைடு நூலகம்on、Audacity等，提供音 频录制、编辑、混音等功能。
如WAVES、iZotope等，可用于音频降噪 、均衡、压缩等处理。
音频工作站
手机APP
如Pro Tools、Logic Pro等，集音频录制、 编辑、混音、母带处理等功能于一体。
21
虚拟现实系统硬件设备简介
输入设备
如数据手套、三维鼠标等，用于捕捉用户的 动作和指令。
跟踪定位设备
如光学跟踪器、超声波定位器等，用于确定 用户在虚拟环境中的位置和方向。
2024/3/26
输出设备
如头盔显示器、立体投影仪等，提供沉浸式 的视觉体验。
其他辅助设备
如力反馈装置、声音系统等，增强用户的沉 浸感和交互体验。
16
视频编码与压缩标准
2024/3/26
MPEG-1
用于VCD的视频编码标准，采用帧内压缩和帧间压缩技术，支持多 种分辨率和帧率。
MPEG-2
用于DVD和高清电视的视频编码标准，提供更高的压缩比和图像 质量。
H.264/AVC
视频编辑软件介绍及应用
1
Adobe Premiere Pro
专业的视频编辑软件，提供丰富的剪辑、特效、 音频处理等功能，支持多种格式导入和输出。
2 3
Final Cut Pro
适用于Mac系统的专业视频编辑软件，具有直观 的界面和强大的剪辑功能，支持多轨道编辑和多 种特效处理。
DaVinci Resolve
编码标准
介绍国际通用的音频编码 标准，如MPEG音频编码 标准等。
9
音频编辑与处理软件介绍
专业音频编辑软件
音频处理插件
如Adobe Auditபைடு நூலகம்on、Audacity等，提供音 频录制、编辑、混音等功能。
如WAVES、iZotope等，可用于音频降噪 、均衡、压缩等处理。
音频工作站
手机APP
如Pro Tools、Logic Pro等，集音频录制、 编辑、混音、母带处理等功能于一体。
21
虚拟现实系统硬件设备简介
输入设备
如数据手套、三维鼠标等，用于捕捉用户的 动作和指令。
跟踪定位设备
如光学跟踪器、超声波定位器等，用于确定 用户在虚拟环境中的位置和方向。
2024/3/26
输出设备
如头盔显示器、立体投影仪等，提供沉浸式 的视觉体验。
其他辅助设备
如力反馈装置、声音系统等，增强用户的沉 浸感和交互体验。
16
视频编码与压缩标准
2024/3/26
MPEG-1
用于VCD的视频编码标准，采用帧内压缩和帧间压缩技术，支持多 种分辨率和帧率。
MPEG-2
用于DVD和高清电视的视频编码标准，提供更高的压缩比和图像 质量。
H.264/AVC
《数字视频编辑软》课件
二、视频编辑软件的分类
常见的视频编辑软件
介绍目前市场上常用的视频编辑软件，如Adobe Premiere、Final Cut Pro等。
主流和非主流视频们 的特点与适用场景。
三、数字视频编辑软件的特点
1 能够处理不同格式的视频
介绍数字视频编辑软件的多格式支持及其重要性。
商业视频制作
介绍数字视频编辑软件在商业广告、企业宣传片等领域的应用。
在线视频教学
探讨数字视频编辑软件在在线教育领域的应用和机会。
六、总结
数字视频编辑软件的发展前景
展望数字视频编辑软件的未来发展，探讨新技术和趋势。
个人使用和商业使用的选择建议
为个人和商业用户提供选择数字视频编辑软件的指导和建议。
学习视频编辑的重要性
强调学习视频编辑的益处，以及它对个人和职业发展的重要性。
2 提供丰富的特效和转场效果
探索数字视频编辑软件所提供的丰富特效和转场效果，并展示其使用实例。
3 可以进行剪辑、合成和输出等操作
详细说明数字视频编辑软件的剪辑、合成和输出功能，以及如何使用这些功能完成视频 制作。
四、数字视频编辑软件的具体操作
1
视频导入和素材管理
学习如何导入视频素材，对素材进行管
剪辑和合成视频
《数字视频编辑软》PPT 课件
数字视频编辑软件是当今数字化世界中不可或缺的工具。本课件将为您介绍 数字视频编辑软件的基本概念、特点以及具体操作，并提供应用实例和发展 前景。
一、引言
本课程简介
对《数字视频编辑软》进行全面介绍，帮助您 快速上手。
数字视频编辑软件的基本概念
了解数字视频编辑软件是什么，以及它在数字 视频制作中的重要性。
2
0301数字视频技术基础讲解PPT课件
Logo
运动视频分析系统
Logoபைடு நூலகம்
运动视频分析系统
Logo
图像与视频安全
Logo
Logo
1.视频简介
§1.1 模拟视频与数字视频
视频（Video）最初是在电视系统中提出的； 20世纪20年代后期，俄裔美国物理学家、现代电视之父弗
拉迪米尔·兹沃尔金为代表的光电管及阴极射线管为核心技 术的全电子电视系统问世后，才有真正意义上的视频，即 黑白视频； 在不考虑电视调制发射和接收等诸多环节，仅考虑和研究 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”； 主要应用于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 乐和电子广告等行业和领域。
下面以计算机广泛采用的数字化技术，即flashA/D变换器来具体看一 下数字化工作情况：
将图像分成栅状，每个小格子代表像素， 且位置确定。Flash变换器对每个像素 取样，量化、编码后，将这些数据存储 到存储器中。
计算机技术中，一个字节可以表示 0~255范围内的值，但作为视频信号幅 度，只能在0~100 IRE单位之间。
▪ 量化电平越细，失真程度越低，数字化后的比特率越 高。反之，相反。
▪ 一般来说，二进制方式，其量化比特为8的话，其量化 电平数为28，即256个量化电平。
▪ ITU-601标准规定，演播室用量化位数为10bit，用于 传输的量化位数为8bit
Logo
§1.1.3 数字视频
❖ 编码
▪ 按照一定的规律，将时间和幅度上离散信号用对应的 二进制或多进制代码表示。
➢ 扫描行数（扫描分辨率）越多，电视清晰度越高
分类：
– 隔行扫描： – 逐行扫描：简单、可靠、图像清晰，但要求传输通
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
度信道的一半，所以水平方向的色度抽样率只 是4:4:4的一半
Logo
❖ 对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由两个水平方向 相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存；
❖ 下面的四个像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
Logo
图3-2 模拟信号理想取样前后的频谱
只要满足取样定理，仍可以从取样信号的频谱中 精确地恢复出原模拟信号。
2、量化
Logo
❖ 量化就是把幅度连续变化的信号变换为幅度离散的信号， 这是模拟信号到数字信号的映射变换。
❖ 显然，一个量化器只能取有限多个量化级，因此量化过程 将不可避免地带来量化误差。
❖ 编码——按照一定的规律，将时间和幅度上离散的信号 用对应的二进制或多进制代码表示。
Logo
❖ 模拟信号数字化框图如图1-1所示，其中fc为滤波器的截 止频率，fs为取样频率。
图3-1模拟信号数字化框图
1、取样
Logo
❖ 如果对一个时间连续信号f(t)进行等时间间隔取样，取
样时间间隔(取样周期)为Ts，取样频率为fs＝1/Ts，设
❖ 存放的码流为: Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3
❖ 映射出像素点为： [Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3]
亮度Y的格式为720*576样值，色度Cb、Cr的格式各为 360*576样值，设每个样值8比特编码，一帧画面的数据量为 （720*576*8+ 360*576*8*2）=6635520（bits)
二、4：1：1
Logo
在水平方向上对色度进行4:1抽样，适应于低端用户和消费类产品。
Logo
❖ 对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由4个水平方向相 邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存；
数字视频技术
第三章 标准清晰度电视数字化的演播室标准
2012年4月
Logo §3.1 数字视频标准——ITU-R BT.601标准
一、数字化基础
❖ 模拟信号的数字化过程包括三个步骤：取样、量化和编
❖ 取样——将时间和幅度上连续的模拟信号转变为时间离
❖ 量化——将幅度连续信号转换为幅度离散的信号，即幅
Logo
四、CIF电视图像格式
为既可用625行的电视图像又可用525行的电视图像，国际 电信联盟(ITU)规定了：
公用中间分辨率格式(Common Intermediate Format，CIF)； 1/4公用中间分辨率格式(Quarter-CIF，QCIF)； 小1/4公用中间分辨率格式(Sub-Quarter CIF，SQCIF)格式。
① 不论是PAL制还是NTSC制,Y、R-Y、B-Y三个分量的抽样 频率分别为：13.5MHZ、6.75MHZ、6.75MHZ；
② 抽样后采用线性量化，每个样点的量化比特数用于演播室 10bit，用于传输8bit；
③ Y、R-Y、B-Y三个分量样点之间的比例为： 4:2:2
Logo
一、采样频率
➢ 亮度信号采样频率的选择应该从以下4个方面考虑：
Logo
数字视频采样格式
❖ 根据电视信号的特征，亮度信号的带宽是色度信号带宽 的两倍。因此其数字化时对信号的色差分量的采样率低于
对亮度分量的采样率，即对色差信号进行下采样；
❖ 数字视频的采样格式分别有：
▪ 4：4：4—色差分量没有下采样 ▪ 4：2：2 —色差分量进行水平下采样没有垂直下采样 ▪ 4：1：1 —色差分量进行了4:1的水平下采样没有垂直下采样 ▪ 4：2：0 —色差分量分别进行2:1的水平和垂直下采样
fs =525×29.97×N=15734×N=13.5 MHz, N=858 其中，N为每一扫描行上的采样数目 ❖ PAL制和NTSC制电视信号数字化时采用相同的采样频率
Logo
二、采样结构
➢ 采样结构是指采样点在空间与时间上的相对位置，有正交 结构和行交叉结构等；
➢ 在数字电视中一般采用正交结构；
➢ 首先应该满足采样定理，即采样频率应该大于视频带宽的两 倍；
➢ 为了保证采样结构是正交的，采样频率应该是行频fH的整数 倍；
➢ 为了便于节目的国际间交流，亮度信号采样频率的选择还必 须兼顾国际上不同的扫描格式。
fs=m·2.25MHz
NTSC制和
PAL制行频的
➢ 编码后的比特率Rb=fs·n，其中n为量化比特数。最小公倍数
➢ 正交结构在图像平面上沿水平方向取样点等间隔排列，沿垂直方 向取样点上下对齐排列，这样有利于帧内和帧间的信号处理；
➢ 行交叉结构，每行内的取样点数为整数加半个。
Logo
Logo
Logo
三、有效样本数
• 对PAL制和SECAM制的亮度信号，每一扫描行采样864个； • 对NTSC制的亮度信号，每一扫描行采样858个； • 对所有的制式，每一扫描行的有效样本数均为720个。
Logo
❖ CCIR为NTSC制、PAL制和SECAM制规定了共同的电视图 像采样频率。这个采样频率也用于远程图像通信网络中的电 视图像信号；
❖ 对PAL制和SECAM制，规定采样频率为
fs =625×25×N=15625×N=13.5 MHz, N=864 其中，N为每一扫描行上的采样数目
❖ 对NTSC制，规定采样频率为
Logo
✓ 为便于国际间的节目交换,消除数字电视设备之间的制式 差别,使625行电视与525行电视系统兼容,在1982年2月 CCIR第15次全会上通过了601号建议,确定以分量编码为 基础,即以亮度分量Y和两个色差分量R-Y和B-Y为基础进 行编码,作为电视演播室数字编码国际标准.
✓ 该标准规定:
原模拟信号的频谱为F(ω)，则 fS(t)的频谱为:
F() f (t)ejt
抽样信号的傅立 叶变换
F s()T 1 s F (n s) n
Logo
❖ (1) 经过理想取样后，输出信号的频谱Fs(ω)是原模 拟信号的频谱F(ω)以ωs为周期延拓形成的，如图1-2所示 。
❖ (2) 如果原模拟信号频谱F(ω)的频谱范围在ωh之内 ，则满足ωs≥2ωh时，则取样后的信号fs(t)通过一个截止 频率为ωs/2的理想低通滤波器后，可以无失真地恢复原信 号f(t)
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❖ 对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由两个水平方向 相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存；
❖ 下面的四个像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
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图3-2 模拟信号理想取样前后的频谱
只要满足取样定理，仍可以从取样信号的频谱中 精确地恢复出原模拟信号。
2、量化
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❖ 量化就是把幅度连续变化的信号变换为幅度离散的信号， 这是模拟信号到数字信号的映射变换。
❖ 显然，一个量化器只能取有限多个量化级，因此量化过程 将不可避免地带来量化误差。
❖ 编码——按照一定的规律，将时间和幅度上离散的信号 用对应的二进制或多进制代码表示。
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❖ 模拟信号数字化框图如图1-1所示，其中fc为滤波器的截 止频率，fs为取样频率。
图3-1模拟信号数字化框图
1、取样
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❖ 如果对一个时间连续信号f(t)进行等时间间隔取样，取
样时间间隔(取样周期)为Ts，取样频率为fs＝1/Ts，设
❖ 存放的码流为: Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3
❖ 映射出像素点为： [Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3]
亮度Y的格式为720*576样值，色度Cb、Cr的格式各为 360*576样值，设每个样值8比特编码，一帧画面的数据量为 （720*576*8+ 360*576*8*2）=6635520（bits)
二、4：1：1
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在水平方向上对色度进行4:1抽样，适应于低端用户和消费类产品。
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❖ 对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由4个水平方向相 邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存；
数字视频技术
第三章 标准清晰度电视数字化的演播室标准
2012年4月
Logo §3.1 数字视频标准——ITU-R BT.601标准
一、数字化基础
❖ 模拟信号的数字化过程包括三个步骤：取样、量化和编
❖ 取样——将时间和幅度上连续的模拟信号转变为时间离
❖ 量化——将幅度连续信号转换为幅度离散的信号，即幅
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四、CIF电视图像格式
为既可用625行的电视图像又可用525行的电视图像，国际 电信联盟(ITU)规定了：
公用中间分辨率格式(Common Intermediate Format，CIF)； 1/4公用中间分辨率格式(Quarter-CIF，QCIF)； 小1/4公用中间分辨率格式(Sub-Quarter CIF，SQCIF)格式。
① 不论是PAL制还是NTSC制,Y、R-Y、B-Y三个分量的抽样 频率分别为：13.5MHZ、6.75MHZ、6.75MHZ；
② 抽样后采用线性量化，每个样点的量化比特数用于演播室 10bit，用于传输8bit；
③ Y、R-Y、B-Y三个分量样点之间的比例为： 4:2:2
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一、采样频率
➢ 亮度信号采样频率的选择应该从以下4个方面考虑：
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数字视频采样格式
❖ 根据电视信号的特征，亮度信号的带宽是色度信号带宽 的两倍。因此其数字化时对信号的色差分量的采样率低于
对亮度分量的采样率，即对色差信号进行下采样；
❖ 数字视频的采样格式分别有：
▪ 4：4：4—色差分量没有下采样 ▪ 4：2：2 —色差分量进行水平下采样没有垂直下采样 ▪ 4：1：1 —色差分量进行了4:1的水平下采样没有垂直下采样 ▪ 4：2：0 —色差分量分别进行2:1的水平和垂直下采样
fs =525×29.97×N=15734×N=13.5 MHz, N=858 其中，N为每一扫描行上的采样数目 ❖ PAL制和NTSC制电视信号数字化时采用相同的采样频率
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二、采样结构
➢ 采样结构是指采样点在空间与时间上的相对位置，有正交 结构和行交叉结构等；
➢ 在数字电视中一般采用正交结构；
➢ 首先应该满足采样定理，即采样频率应该大于视频带宽的两 倍；
➢ 为了保证采样结构是正交的，采样频率应该是行频fH的整数 倍；
➢ 为了便于节目的国际间交流，亮度信号采样频率的选择还必 须兼顾国际上不同的扫描格式。
fs=m·2.25MHz
NTSC制和
PAL制行频的
➢ 编码后的比特率Rb=fs·n，其中n为量化比特数。最小公倍数
➢ 正交结构在图像平面上沿水平方向取样点等间隔排列，沿垂直方 向取样点上下对齐排列，这样有利于帧内和帧间的信号处理；
➢ 行交叉结构，每行内的取样点数为整数加半个。
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三、有效样本数
• 对PAL制和SECAM制的亮度信号，每一扫描行采样864个； • 对NTSC制的亮度信号，每一扫描行采样858个； • 对所有的制式，每一扫描行的有效样本数均为720个。
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❖ CCIR为NTSC制、PAL制和SECAM制规定了共同的电视图 像采样频率。这个采样频率也用于远程图像通信网络中的电 视图像信号；
❖ 对PAL制和SECAM制，规定采样频率为
fs =625×25×N=15625×N=13.5 MHz, N=864 其中，N为每一扫描行上的采样数目
❖ 对NTSC制，规定采样频率为
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✓ 为便于国际间的节目交换,消除数字电视设备之间的制式 差别,使625行电视与525行电视系统兼容,在1982年2月 CCIR第15次全会上通过了601号建议,确定以分量编码为 基础,即以亮度分量Y和两个色差分量R-Y和B-Y为基础进 行编码,作为电视演播室数字编码国际标准.
✓ 该标准规定:
原模拟信号的频谱为F(ω)，则 fS(t)的频谱为:
F() f (t)ejt
抽样信号的傅立 叶变换
F s()T 1 s F (n s) n
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❖ (1) 经过理想取样后，输出信号的频谱Fs(ω)是原模 拟信号的频谱F(ω)以ωs为周期延拓形成的，如图1-2所示 。
❖ (2) 如果原模拟信号频谱F(ω)的频谱范围在ωh之内 ，则满足ωs≥2ωh时，则取样后的信号fs(t)通过一个截止 频率为ωs/2的理想低通滤波器后，可以无失真地恢复原信 号f(t)