视频信息处理技术概述.
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
3.5视频信息的处理技术
3.5视频信息的处理技术在当今数字化的时代，视频已经成为了我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们在社交媒体上分享的短视频，到影视作品的制作，再到企业的远程会议和教育培训，视频无处不在。
而这背后，离不开一系列先进的视频信息处理技术，它们让视频的获取、编辑、传输和播放变得更加高效和优质。
首先，让我们来谈谈视频的采集和编码技术。
当我们使用摄像机、手机或其他设备拍摄视频时，这些设备会将光信号转换为电信号，并以一定的格式进行记录。
常见的视频格式有 MP4、AVI 等。
在这个过程中，编码技术起到了关键作用。
它通过压缩视频数据，减少存储空间和传输带宽的需求，同时尽可能保持视频的质量。
例如，H264 和H265 是目前广泛使用的视频编码标准，它们能够在保证画质的前提下，大幅降低数据量。
接下来是视频的编辑和特效处理。
在视频制作中，我们常常需要对拍摄好的素材进行剪辑、拼接、添加字幕、调整色彩等操作。
专业的视频编辑软件，如 Adobe Premiere Pro 和 Final Cut Pro ，提供了强大的工具和功能，让创作者能够实现各种创意想法。
特效处理则可以为视频增添更多的视觉冲击力，比如添加光影效果、模糊背景、实现虚拟场景等。
这些特效不仅能够提升视频的观赏性，还能帮助传达特定的情感和信息。
视频的传输也是一个重要环节。
随着网络技术的不断发展，视频的在线播放和实时传输变得越来越普遍。
为了确保流畅的观看体验，流媒体技术应运而生。
像我们熟悉的优酷、腾讯视频等平台，都采用了流媒体技术，让用户可以边下载边观看视频，而无需等待整个视频文件下载完成。
同时，为了适应不同的网络环境和设备性能，视频会根据用户的带宽和设备能力进行自适应码率调整，以保证视频的播放不卡顿。
在视频的播放方面，播放器软件需要对编码后的视频数据进行解码和渲染，将其显示在屏幕上。
好的播放器能够提供清晰、流畅的画面，并且支持多种视频格式和播放控制功能。
此外，一些播放器还具备增强画质、调整音频效果等功能，进一步提升用户的观看体验。
视频图像处理技术及其应用
视频图像处理技术及其应用第一章：视频图像处理技术介绍视频图像处理技术指的是对视频图像数据进行处理，以达到一定目的的技术手段。
这项技术应用广泛，比如医学影像处理、安防监控、媒体制作、艺术设计等等。
其核心技术就是图像处理技术。
图像处理技术是指对图像信息进行数字处理，包括图像增强、图像变形、目标检测、摄像头校正等等。
不同的处理方法会对图像特征进行提取、抽象和描述，分析图像内容，以满足不同应用需求。
在视频图像处理技术中，主要涉及到以下几种技术：1. 基础图像处理技术基础图像处理技术是指对图像信息进行预处理，以提高图像质量，比如去噪、增强对比度、色彩平衡等等。
2. 目标检测技术目标检测技术是指对视频图像数据中感兴趣的目标进行检测，并提取出该目标在图像中的位置信息、属性信息等，以实现目标跟踪和分析。
3. 物体识别与分类技术物体识别与分类技术是指对图像中物体进行分类和识别，以实现对物体信息的自动化处理。
第二章：视频图像处理技术的应用视频图像处理技术应用非常广泛，涉及到很多领域。
下面主要介绍其在医学影像处理、安防监控、媒体制作和艺术设计等领域的应用。
1. 医学影像处理医学影像处理是指对医学图像信息进行自动化处理，以提高医学诊断精度，减少医生的操作负担，加快诊断速度。
医学影像处理技术可以应用于不同的医学领域，如CT、MRI、X-Ray、超声等。
医学影像处理技术主要包括图像分割、特征提取、数据分析和模型建立等等。
2. 安防监控安防监控是指对室内外环境的实时监控和视频数据的处理分析。
该技术可以用于现场安防监控、车辆监控、人员监控等方面。
安防监控领域主要使用的视频图像处理技术有目标检测、人脸识别、行为检测等等。
3. 媒体制作媒体制作是指对视频、电影、电视等媒体信息进行数字化处理、编剧、编程、制作的过程。
图像处理技术在媒体制作中占有重要地位，比如增强画面的对比度、色彩饱和度、降噪等等。
4. 艺术设计艺术设计是指利用计算机技术对艺术品、图像等进行数字处理，以实现创意性、美学性的效果。
视频信息处理技术
视频传输协议用于将视频信号从采集设备传输至存储设备，常见的视频传输协议包括RTSP、RTP等。
⒊视频预处理
⑴ 视频去噪与增强
视频去噪与增强技术能够提取视频中的有用信息并去除图像中的噪声，改善图像质量。
⑵ 视频帧率控制
视频帧率控制技术用于调整视频帧率，可实现快速播放或慢动作播放效果。
⒋视频编码与解码
视频信息处理技术
正文：
⒈概述
视频信息处理技术是指通过对视频内容进行分析、提取和处理，从中获取有价值的信息并实现相关功能的技术。视频信息处理技术广泛应用于视频监控、视频编码、视频搜索等领域，对于提高图像质量、实现目标检测与跟踪、视频内容分析等方面具有重要意义。
⒉视频采集与传输
⑴ 视频采集设备
视频采集设备包括摄像机、摄像头等，用于将实时场景转化为数字视频信号。
⒍视频搜索与检索
⑴ 视频内容描述与索引
视频内容描述与索引技术用于对视频进行标签化描述和索引，以实现基于内容的视频搜索。
⑵ 视频相似度计算
视频相似度计算技术用于衡量不同视频之间的相似度，以实现视频检索和推荐。
附件：本文档附带了一份详细的视频信息处理技术相关的实例代码和算法，具体使用请参考代码文档。
法律名词及注释：
⒈版权专利权、商标权、著作权等权利。
⒊隐私权：是指个人拥有的不愿被他人知晓的个人信息和个人权益。
⑴ 视频编码
视频编码技术用于将视频信号进行压缩编码，以减小存储空间和传输带宽。
⑵ 视频解码
视频解码技术用于将压缩后的视频信号解码还原为原始图像，以实现视频播放。
⒌视频分析与识别
⑴ 视频目标检测与跟踪
视频目标检测与跟踪技术用于在视频中自动检测和跟踪感兴趣的目标，如人脸、车辆等。
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。
视频图像处理与分析技术研究
视频图像处理与分析技术研究概述：随着科技的发展和网络速度的提高，视频图像处理与分析技术作为计算机视觉领域的重要分支，得到了广泛应用和研究。
视频图像处理与分析技术旨在从视频中提取有用信息，解决图像增强、目标检测与跟踪、运动估计和视频分割等问题，为各行各业带来了诸多应用。
本文将从图像处理、视频特征提取、目标检测与跟踪、运动估计以及视频分割等方面给出详细介绍，并举例说明不同领域中的应用情况。
一、图像处理图像处理是视频图像处理与分析技术的基础，它包括图像增强、图像滤波、图像压缩等多个方面。
图像增强是一种改善图像质量的技术，例如，去除噪声、增强边缘特征、调整图像亮度和对比度等。
图像滤波是图像处理中常用的技术，包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波等，用于去除图像中的噪声。
图像压缩是将图像用更少的比特数来表示的技术，例如，JPEG和PNG都是常用的图像压缩方法。
二、视频特征提取视频特征提取是视频图像处理中的关键环节，它有助于对视频进行分类、识别和分析。
常用的视频特征包括颜色特征、纹理特征、形状特征、动作特征等。
颜色特征是从图像中提取的表示颜色信息的特征，例如，直方图、颜色矩和颜色空间等。
纹理特征是描述图像纹理信息的特征，例如，方向梯度直方图（HOG）和局部二值模式（LBP）等。
形状特征是对目标形状进行建模和描述的特征，例如，轮廓特征和边缘特征等。
动作特征是描述物体运动信息的特征，例如，光流和角点等。
三、目标检测与跟踪目标检测和跟踪是视频图像处理与分析技术中的重要任务。
目标检测是从图像或视频中自动识别和定位目标的过程，例如，行人检测、车辆检测和人脸检测等。
目标跟踪是在视频序列中对目标进行连续跟踪的过程，例如，单目标跟踪、多目标跟踪和目标重识别等。
目标检测和跟踪的应用广泛，例如，视频监控、交通管理和智能驾驶等领域。
四、运动估计运动估计是视频图像处理与分析技术中的重要任务，用于估计图像序列中的物体或相机的运动信息。
运动估计包括全局运动估计和局部运动估计。
数字视频处理及应用图文 (1)
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2. 通信领域中的应用 视频压缩技术的发展,使得视频信号的数码率大大降低, 而通信技术的发展又为视频通信提供了所需的带宽。这两 者的结合与发展,促发了视频通信的革命。数字视频处理技 术在通信领域中的应用包括视频会议、可视电话、远程教 育、远程医疗、视频点播业务、移动视频业务、联合计算 机辅助设计、数字网络图书馆、视频监控等。
在高级阶段,视音频处理硬件与软件技术高度发达,这些 都为数字视频的流行起到了推动作用。在这个阶段,数字视 频被进一步标准化,各种数字视频处理的应用不断丰富,如智 能视频监控、视频增强、视频滤波等。数字视频处理的理 论和技术成为研究的前沿和热点。
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1.1.2 数字视频处理系统组成 一个基本数字视频处理系统的构成可用图1-1来表示。
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3. 存储模块 视频数据量非常大,对存储设备要求很高。视频存储设备分 为内置存储和外置存储两大类,外置存储又分为直连存储和网络 存储两类。内置存储主要指本地存储,如光盘、磁盘、磁带等各 种存取器件。直连存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读 写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包 括CPU、系统IO等),直连式存储的数据量越大,备份和恢复的时间 就越长,对服务器硬件的依赖和影响也就越大。网络存储可以分 为NAS(Network Attached Storage,网络接入存储)和SAN (Storage Area Networks,存储区域网络)。NAS用户通过TCP/IP协议访问数 据,采用业界标准文件共享协议(如NFS、 HTTP、CIFS)实现共享, 使用同一个文件管理系统。SAN通过专用光纤通道交换机访问数 据,采用SCSI、FC-AL接口。
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1.1.3 数字视频处理的应用 1. 广播电视中的应用 广播电视是视频技术的传统领域,早期的电视采用的是
第4章 数字视频处理技术
第4章 数字视频处理技术 4.MOV
Apple公司也为Macintosh机推出了相应的视频格式，即 MOV（Movie Digital Video Technology）的文件格式，其文 件以MOV为后缀，相应的视频应用软件为Apple's QuickTime for Macintosh 。 该 软 件 的 功 能 与 VFW 类 似 ， 只 不 过 用 于 Macintosh机。同时Apple公司也推出了适用于PC机的视频应用 软件Apple's QuickTime for Windows（简称QuickTime），因 此在MPC机上也可以播放MOV视频文件。MOV格式的视频文件也 可以采用不压缩或压缩的方式 ，其压缩算法包括 Cinepak、 Intel Indeo Video R3.2和Video编码。其中Cinepak和Intel Indeo Video R3.2算法的应用和效果与AVI格式中的应用和效 果类似。而Video格式编码适合于采集和压缩模拟视频，并可 从硬盘平台上高质量回放，从光盘平台上回放质量可调。这种 算法支持16位图像深度的帧内压缩和帧间压缩，帧率可达每秒 10帧以上。
第4章 数字视频处理技术
4.1.2
视频文件格式
目前在多媒体计算机中常用的数字视频有MPEG、AVI、 AVS、MOV、RM等。
MPEG格式： MPEG（Moving Pictures Experts Group）是动态图 像专家组的英文缩写，这个专家组始建于1988年，专门负 责为CD建立视频和音频标准，其成员均为视频、音频及系 统领域的技术专家。
第4章 数字视频处理技术 在时间线窗口中，可以用鼠标拖动素材来移动素材的 位臵，并且如果一次性编辑的素材较多时，为了便于编辑， 可将素材臵于不同的轨道，如图所示。此外，根据需要， 应该将素材的首尾相连，因为如果首尾有间隔，将会出现 黑屏。 (2)剪裁素材 (3)对轨道操作 (4)复制、粘贴素材
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3、预览和保存电影文件
上机实践
实验内容：
2011版实验指导 实验23 视频处理初步
实现实时采集模拟视频信号的关键
4.5.1视频信息的获取
1、视频信息的获取
(2)、数码摄像机和数码摄像头
1）数码摄像机
使用磁带记录DV数码格式的信息 “DV数码格式”简介 数码记录和播放过程
2）数码摄像头
简易数码摄像设备
采用USB接口
直接连接计算机
4.5.2 数字压缩的基本原理
音频-视频交错 Windows系统中标准的视频格式 优点：兼容性好、调用方便、图像质量好、对计算机配置要求不高 缺点：文件占用的存储空间极大
2、MOV格式(movie digital video technology)
数字媒体软件技术领域的事实上的工业标准 Mactonish系统中标准的视频格式 优点：能够跨平台使用、占用存储空间小、 支持25位彩色、支持领先的集成压缩技术
2）DAT格式
标准VCD(video compact disk)数据文件的扩展名 基于MPEG压缩算法
4.5.3 数字视频文件格式
4、FLV格式(Flash Video)
1分钟清晰地FLV视频在1MB左右 流媒体,便于网上观看
* DivX(DVDrip)格式&Xvid格式
6、WMV(windows media video)格式
流式视频压缩格式 可直接在网上实时观看视频节目
4.5.3 数字视频文件格式
7、RMVB(Variable Bit Rate)格式
由RM视频格式升级延伸出的新视频格式 与RM格式比较，它在保证静止画面质量的前提下，大幅提高了运动图 像的画面质量。
视频信息的处理技术
4.5.1.视频信息的获取 4.5.2.视频信息压缩基本原理 4.5.3.数字视频文件格式
4.5.4.视频信息处理方法
4.5.5.用 Windows Live影音制作对视频信
息进行处理
4.5.1视频信息的获取
1、视频信息的获取
A/D转换 传统摄像机 →模拟视频信号 -------------→数字视频
常用视频处理软件
包括视频画面的剪辑、合成、 叠加、转换、配音等 分为线性编辑和非线性编辑 两种编辑方法 “线性编辑”简介 “非线性编辑”简介
Video For Windows Adobe Premiere Pro Quick Time Ulead Video studio
Windows Live
4.5.5用 Windows Live 影音制作对视频信
息进行处理
1、为创建电影文件获取素材
添加视频和照片 添加音频
2、编辑电影文件
在故事版中排列项 拆分视频 剪裁视频 旋转照片或视频呢 为照片和视频添加视觉效果 设置动画 编辑音乐 片头和片尾
视频用MPEG-4压缩,音频用mp3或AC3压缩 将视频、音频、外挂字幕等文件合成 都从微软MPEG4 V3发展而来 ,后者完全开放源代码,选项更多 扩展名都是.avi
4.5.3 数字视频文件格式
5、RM(Real Media )格式
ห้องสมุดไป่ตู้
Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范 可根据网络数据传输速率的不同制定不同的压缩比 率，从而实现在低速率的广域网上进行影像数据的 实时传送和实时播放。
一部700MB左右的DVD影片，转换成同样视听品质的RMVB格式，最多只
有400MB。 播放工具：RealOne Player 2.0、 RealPlayer 8.0、 RealVideo 9.0
以上版本。
优点:方便地备份上述所有格式的文件;缺点:无法外挂字幕
4.5.4 视频信息的处理方法
视频信息的处理方法
数字视频压缩实质上是将数字化的视频 信息重新编码成一种数据流，目的是在保持 原有图像质量的前提下减少需要存储或者传 送的数据量。
4.5.2 数字压缩的基本原理
1、图像压缩编码
目的：识别并去除冗余信息，减少存储量和所需带宽 分类：时间冗余编码、空间冗余编码、视觉冗余编码
2、空间冗余编码
帧内压缩,依据图像中相临像素间或数个相临像素块 间存在的高度相关性 缺点：帧内压缩的编码效率较低，压缩比仅2-3倍。
VHS摄像机
视频捕捉卡
信号
数字摄像机 --------→数字视频信号 DV摄像机
4.5.1视频信息的获取
1、视频信息的获取
(1)视频捕捉卡
多数是在卡上对模拟视频信号采集、量化成数字信号， 并对数字信号进行压缩(硬件压缩功能)，然后再通过 PCI接口传到主机上。
一般视频捕捉卡采用帧内压缩算法，并存储为AVI文件； 高档的视频捕捉卡还可以直接将采集到的数字视频信号 实时压缩成 MPEG-1格式的文件。
4.5.2 数字压缩的基本原理
3、时间冗余编码
视频中图像序列的相邻图像之间存在高度相 关性，相应的声音数据中也存在着类似的相 关性,只记录和传送相邻图像间变化的部分 压缩的编码效率较高，但对于前后内容变化
较大的画面，压缩后画面的连续性也较差
4.5.3 数字视频文件格式
1、AVI系列(Audio Video Interleaved)
4.5.3 数字视频文件格式
3、MPEG(Moving pictures experts group)系列
1）MPEG格式
文件扩展名为MPG、MPEG
运动图像压缩算法的国际标准，几乎所有的计算机平台都支持 相对AVI格式而言，其压缩比高，影像质量较高而文件较小
MPEG标准包括MPEG音频、 MPEG视频和MPEG系统(视频、音频同步)三部分