第4章 視頻處理技術(shù)(一)

第4章視頻處理技術(shù)

（一）

計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心2007多媒體技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)1問(wèn)題的提出電視如何成像(原理)?什么是視頻?視頻和動(dòng)畫(huà)的關(guān)系視頻表現(xiàn)的特點(diǎn)視頻處理涉及哪些技術(shù)問(wèn)題除了音頻和圖像處理技術(shù)外還有什么?……2作品欣賞學(xué)生作品1、2、3、4……動(dòng)畫(huà)作品1、2、3、4……視頻作品1、2、3、4……其他作品1、2、3、4、5……3什么是動(dòng)畫(huà)●動(dòng)畫(huà)由多幅畫(huà)面組成，當(dāng)畫(huà)面快速、連續(xù)地播放時(shí)，由于人類眼睛存在“視覺(jué)滯留效應(yīng)”而產(chǎn)生動(dòng)感?！駝?dòng)畫(huà)的本質(zhì)動(dòng)作的變化是動(dòng)畫(huà)的本質(zhì)

——英國(guó)動(dòng)畫(huà)大師JohnHalasFrame1Frame2Frame3Frame4Frame5Frame6Frame7當(dāng)被觀察的物體消失后，影像仍在大腦中停留一段時(shí)間，約為1/24s。4視頻●視頻和動(dòng)畫(huà)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，只是表現(xiàn)內(nèi)容和使用場(chǎng)合稍有不同●

特點(diǎn)●視頻文件多采用AVI格式●PAL視頻制式，25幀/s播放●NTSC視頻制式，30幀/s播放●實(shí)時(shí)性強(qiáng)●數(shù)據(jù)量大●對(duì)計(jì)算機(jī)的處理能力要求很高●

視頻處理功能●視頻剪輯——根據(jù)需要剪除不需要的視頻片段，連接多段視頻信息●視頻疊加——根據(jù)需要把多個(gè)視頻影像疊加在一起●視頻和聲音同步——在單純的視頻信息上添加聲音，并精確定位●添加特殊效果——使用濾鏡加工視頻影像，使影像具有各種特殊效果5視頻處理技術(shù)

視頻是運(yùn)動(dòng)的圖像既可提供高速信息傳送，也可顯示瞬間的相互關(guān)系。視頻是由相繼拍攝并存儲(chǔ)的圖像組成的除了有圖像的高速信息傳送特性外，由于加入了隨同圖像的時(shí)間因素，因而有視頻更多的信息視頻也是動(dòng)態(tài)的視頻可以完整再現(xiàn)事件的全過(guò)程64.1電視技術(shù)基礎(chǔ)

電視廣播在我國(guó)開(kāi)始于1958年7月1日。當(dāng)時(shí)及以后的約20年時(shí)間內(nèi)，播出的是黑白電視，采用的都是直播方式。70年代有了磁帶錄像機(jī)，于是，電視廣播出現(xiàn)了錄播方式。隨著技術(shù)的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了衛(wèi)星廣播方式和有線電視網(wǎng)廣播方式。今后，星網(wǎng)結(jié)合的電視廣播方式會(huì)成為供用戶接收的基本手段。7一.電視信號(hào)

電視信號(hào)主要由圖像信號(hào)(視頻信號(hào))和伴音信號(hào)(音頻信號(hào))兩大部分組成。圖像信號(hào)的頻帶為0～6MHz伴音信號(hào)的頻帶一般為20Hz～20kHz

發(fā)射臺(tái)將圖像信號(hào)和伴音信號(hào)分別采用調(diào)幅和調(diào)頻方式調(diào)制在射頻載波上，形成射頻電視信號(hào)從電視發(fā)射天線發(fā)射出去，供各電視機(jī)接收。

8三基色原理人眼的彩色視覺(jué)有這樣一種特性，即某一單色光的彩色視覺(jué)可以由不同光譜的光組合而獲得，并與該單色光產(chǎn)生相同的彩色感覺(jué)。彩色電視就是基于三基色原理，對(duì)自然景物及其色彩進(jìn)行錄入、處理、傳輸并重現(xiàn)彩色圖像的。彩色顯像管選擇R、G、B三基色顯示彩色信號(hào)。9彩色電視顯像原理

10電視基本概念活動(dòng)圖像是利用人的眼睛有視覺(jué)暫留特性；我國(guó)電視每秒放送25幅圖像(幀)，有閃爍效果；把每幅圖分先后兩次來(lái)放送，這樣，光亮度變化的次數(shù)就增加到50次／秒；具體的做法就是隔行掃描；即一幅圖像分兩次掃描來(lái)完成，第一次先掃描1、3、5等奇數(shù)行，第二次掃描2、4、6等偶數(shù)行。傳送電視圖像是將每幅圖像分解為像素，按一個(gè)一個(gè)像素、一行一行的方式順序傳送或接收稱為掃描。分行掃描（水平）和場(chǎng)掃描（垂直）。11掃描方式掃描有隔行掃描(interlacedscanning)和逐行掃描。在逐行掃描中，電子束從顯示屏的左上角一行接一行地掃到右下角，在顯示屏上掃一遍就顯示一幅完整的圖像。每秒鐘掃描多少行稱為行頻fH；每秒鐘掃描多少場(chǎng)稱為場(chǎng)頻ff；每秒掃描多少幀稱幀頻fF。隔行掃描逐行掃描12不同掃描方式的特點(diǎn)逐行掃描簡(jiǎn)單、可靠、圖像清晰，但需要傳輸通道有很寬的頻帶。計(jì)算機(jī)中采用逐行掃描方式。隔行掃描要兩次掃描才成完整圖像。在廣播電視系統(tǒng)中采用這種方式。我國(guó)電視制式規(guī)定水平掃描行數(shù)為625。掃描行數(shù)也稱為垂直分辨率（VerticalResolution）。13電視掃描方式示意圖

14基本概念場(chǎng)(Field)垂直掃描。幀（Frame）從上到下掃描一幅完整的畫(huà)面，稱為幀。奇數(shù)場(chǎng)（OddField）第一遍掃描。偶數(shù)場(chǎng)（EvenField）第二遍掃描。掃描行數(shù)電視圖像的掃描行數(shù)通常指水平行的數(shù)目。掃描行數(shù)越多，電視清晰度越高。15基本概念（續(xù)一）同步

在傳送電視節(jié)目的過(guò)程中，接收端與發(fā)送端按照相同的步調(diào)（順序）掃描像素時(shí)，才能重顯完整而穩(wěn)定的圖像，這叫做收、發(fā)兩端同步。接收與發(fā)送兩端同步包含水平和垂直兩個(gè)方向的掃描同步。當(dāng)掃描時(shí)，在每一行使收發(fā)兩端同步稱為水平同步或叫做行同步，在每一場(chǎng)使其同步稱為垂直同步也叫做場(chǎng)同步。16基本概念（續(xù)二）光柵

在電視機(jī)顯像管的熒光屏上涂有熒光物質(zhì)，高速運(yùn)動(dòng)的電子束轟擊熒光屏?xí)r，就能發(fā)出光來(lái)。當(dāng)電子束受水平和垂直兩個(gè)方向的綜合控制而迅速掃描熒光屏?xí)r，即可出現(xiàn)由一行一行的亮線組成的矩形發(fā)光圖案，通常稱為光柵。幀頻

每秒鐘傳送的電視圖像幀數(shù)稱為幀頻。場(chǎng)頻

場(chǎng)頻是幀頻的二倍，對(duì)應(yīng)于25Hz幀頻時(shí)的場(chǎng)頻為50Hz。17什么是白平衡？用彩色電視機(jī)收看黑白電視節(jié)目時(shí)將色彩飽和度減低為0，要求不出現(xiàn)彩色，稱為白平衡，否則就是白平衡失調(diào)。白平調(diào)整就是指對(duì)在不同光線下的白色基準(zhǔn)物進(jìn)行校準(zhǔn)。因?yàn)樵诓煌墓饩€下，物體會(huì)發(fā)生顏色的偏差，如在白熾燈光照射下物體成微紅色，而在日光燈下的物體偏藍(lán)色，這就是色溫問(wèn)題。白色是拍攝與制作照片時(shí)必須校準(zhǔn)的基色，因此只要對(duì)白色的物體進(jìn)行校準(zhǔn)，其余顏色都會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)。普通的數(shù)碼照相機(jī)都設(shè)有自動(dòng)白平衡功能，它能根據(jù)不同的色溫情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)色彩，以得到更接近自然的色彩。但在一些光照很復(fù)雜的情況下，往往會(huì)使自動(dòng)白平衡產(chǎn)生偏差，這時(shí)需要手動(dòng)設(shè)定白色平衡。18信號(hào)類型分量信號(hào)

電視中使用亮度（Y）和色差（C1/C2）表示彩色圖象,每個(gè)基色分量作為獨(dú)立的電視信號(hào)。用Y/C1/C2表示的彩色視頻信號(hào)稱為分量信號(hào)（Componentsignal）。分量信號(hào)可以獲得非常好的圖像質(zhì)量，但它需要三個(gè)分量信號(hào)很好地同步，而且需要3倍的帶寬。19YC1C2表示色彩的優(yōu)點(diǎn)1.Y和C1C2是獨(dú)立的，即色差信號(hào)C1、C2僅包含色度信息，不包含亮度信息；亮度信息Y信號(hào)僅包含亮度信息，而不含色度信息。這樣，彩色電視和黑白電視可以同時(shí)接收彩色電視信號(hào)，在黑白電視接收機(jī)中Y信號(hào)可以直接使用。

2.利用人眼對(duì)亮度敏感，而對(duì)色度相對(duì)不夠敏感的視覺(jué)特性，降低C1C2信號(hào)的采樣頻率，使C1C2的帶寬低于Y的帶寬，不明顯影響重現(xiàn)彩色圖像的觀看。20不同系統(tǒng)中C1C2的定義在NTSC彩色電視中，C1C2分別表示I、Q兩個(gè)色差信號(hào)。

I=0.60R+0.28G

+0.32B

Q

=0.21R+0.52G+0.31B

Y

=0.30R+0.59G+0.11B

在PAL彩色電視中，C1C2分別表示U、V兩個(gè)色差信號(hào)。U=B-Y

V

=R-Y

Y

=0.30R+0.59G+0.11B21復(fù)合視頻信號(hào)將色差信號(hào)在亮度信號(hào)之上進(jìn)行編碼，作為單個(gè)信號(hào)與亮度信號(hào)擁有相同的帶寬。由于亮度信號(hào)和色差信號(hào)是穿插在一起的，在信號(hào)重放時(shí)很難完全恢復(fù)出原來(lái)的色彩。其信號(hào)帶寬較窄，一般只有水平240線左右的分辨率。不包含伴音，一般與視頻輸入、輸出端口配套的還有音頻輸入、輸出端口（Audio－In、Audio－Out）。復(fù)合視頻接口也稱為AV（AudioVideo）接口。22分離電視信號(hào)S-Video是一種兩分量的視頻信號(hào)，它把亮度和色度信號(hào)分成兩路獨(dú)立的模擬信號(hào)，一條用于亮度信號(hào)，另一條用于色差信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)稱為Y/C信號(hào)。亮度和色度都具有較寬的帶寬。由于亮度和色度分開(kāi)傳輸，可以減少其互相干擾。水平分解率可達(dá)420線。S-Video使用4針連接器，通常稱為S端子。

23S端子24全電視信號(hào)將視頻的亮度信號(hào)、色度信號(hào)、同步信號(hào)和伴音信號(hào)復(fù)合在一起，稱為全電視信號(hào)。為了在空中傳播，需將它們調(diào)制成高頻信號(hào)，也叫射頻（RF－RadioFrequency）信號(hào)。每個(gè)信號(hào)占用一個(gè)頻道。(6MHz)電視接收機(jī)能夠?qū)⑺邮盏降母哳l電視信號(hào)還原成視頻信號(hào)和低頻伴音信號(hào)，并能夠在熒光屏上重現(xiàn)圖像，在其揚(yáng)聲器上重現(xiàn)伴音。射頻信號(hào)的接口形式就是常見(jiàn)的天線接口或有線電視接口。

25二.電視制式

實(shí)現(xiàn)電視的特定方式，稱為電視的制式。制式的區(qū)分主要在于其幀頻（場(chǎng)頻）、分解率、信號(hào)帶寬以及載頻、色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系不同等。NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）制PAL（PhaseAlternationLine）制SECAM(法文:SequentialColeurAvecMemoire)制26NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）1952年由美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)。采用正交平衡調(diào)幅的技術(shù)方式，故也稱為正交平衡調(diào)幅制。美國(guó)、加拿大等大部分西半球國(guó)家以及中國(guó)的臺(tái)灣、日本、韓國(guó)、菲律賓等均采用這種制式。

27PAL（PhaseAlternationLine）西德在1962年制訂的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)。采用逐行倒相正交平衡調(diào)幅的技術(shù)方法，克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺點(diǎn)。西德、英國(guó)等一些西歐國(guó)家，新加坡、中國(guó)大陸及香港，澳大利亞、新西蘭等國(guó)家采用這種制式。

28SECAM(法文:SequentialColeurAvecMemoire)法文的縮寫(xiě)，意為順序傳送彩色信號(hào)與存儲(chǔ)恢復(fù)彩色信號(hào)制。由法國(guó)在1956年提出，1966年制定的一種新的彩色電視制式。它也克服了NTSC制式相位失真的缺點(diǎn)，但采用時(shí)間分隔法來(lái)傳送兩個(gè)色差信號(hào)。使用SECAM制的國(guó)家主要集中在法國(guó)、前蘇聯(lián)及東歐和中東一帶。29PAL制電視的掃描特性(1)625行(掃描線)/幀，25幀/秒(40ms/幀)(2)高寬比(aspectratio)：4:3(3)隔行掃描，2場(chǎng)/幀，312.5行/場(chǎng)(4)顏色模型：YUV30PAL制電視的掃描特性（續(xù)）行掃描頻率是15625Hz(625*25)，(行掃描)周期為64μs(1,000,000/15625)；場(chǎng)掃描頻率是50Hz(25*2),周期為20ms(50/1000)；幀頻是25Hz，是場(chǎng)頻的一半，周期為40ms。在發(fā)送電視信號(hào)時(shí)，每一行中傳送圖像的時(shí)間是52.2μs，其余的11.8μs不傳送圖像，是行掃描的逆程時(shí)間，同時(shí)用作行同步及消隱用。每一場(chǎng)的掃描行數(shù)為625/2=312.5行，其中25行作場(chǎng)回掃，不傳送圖像，傳送圖像的行數(shù)每場(chǎng)只有287.5行，因此每幀只有575行有圖像顯示。31不同電視制式的技術(shù)指標(biāo)

TV制式NTSCPALSECAM幀頻（Hz）302525行/幀525625625亮度帶寬（MHz）4.26.06.0彩色幅載波（MHz）3.584.434.25色度帶寬（MHz）1.3(I)，0.6(Q)1.3(U)，1.3(V)>1.0(U)，>1.0(V)聲音載波（MHz）4.56.56.532三.電視信號(hào)數(shù)字化

數(shù)字化方法（a）先從復(fù)合彩色電視圖像中分離出彩色分量，然后數(shù)字化。對(duì)彩色全電視信號(hào)，通常是首先把模擬的全彩色電視信號(hào)分離成YCbCr，YUV，RGB彩色空間中的分量信號(hào)，然后用三個(gè)A/D（模/數(shù)AnalogDigital）轉(zhuǎn)換器分別對(duì)它們數(shù)字化。（b）首先用一個(gè)高速A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)彩色全電視信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后在數(shù)字域中進(jìn)行分離，以獲得所希望的YCbCr，YUV或RGB分量數(shù)據(jù)

國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)CCIR制定了彩色電視圖像數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)ITU-RBT.601。33采樣頻率對(duì)PAL制、SECAM制，采樣頻率fs為fs=625×25×N=15625×N=13.5MHz,N=864其中，N為每一掃描行上的采樣數(shù)目。有效顯示分辨率對(duì)PAL制和SECAM制的亮度信號(hào)，每一條掃描行采樣864個(gè)樣本。每一掃描行的有效樣本數(shù)均為720個(gè)。

34ITU-RBT.601標(biāo)準(zhǔn)

推薦使用4∶2∶2的彩色電視圖像采樣格式。Y用13.5MHz的采樣頻率，Cr，Cb用6.75MHz的采樣頻率。彩色電視數(shù)字化參數(shù)摘要35圖像子采樣對(duì)彩色電視圖像進(jìn)行采樣時(shí)，可以采用兩種方法。一種是使用相同的采樣頻率對(duì)圖像的亮度信號(hào)和色差信號(hào)進(jìn)行采樣。另一種是對(duì)亮度信號(hào)和色差信號(hào)分別采用不同的采樣頻率進(jìn)行采樣。如果對(duì)色差信號(hào)使用的采樣頻率比對(duì)亮度信號(hào)使用的采樣頻率低，這種采樣就稱為圖像子采樣(subsampling)。

36圖像子采樣格式

4:4:4指在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)取4個(gè)亮度Y樣本、4個(gè)紅色差Cr樣本和4個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，這就相當(dāng)于每個(gè)像素用3個(gè)樣本表示。4:2:2在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)取4個(gè)亮度Y樣本、2個(gè)紅色差Cr樣本和2個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，平均每個(gè)像素用2個(gè)樣本表示。4:1:1在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)取4個(gè)亮度Y樣本、1個(gè)紅色差Cr樣本和1個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，平均每個(gè)像素用1.5個(gè)樣本表示。4:2:0在水平和垂直方向上每4個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn)上取4個(gè)亮度Y樣本、1個(gè)紅色差Cr樣本和1個(gè)藍(lán)色差Cb樣本，平均每個(gè)像素用1.5個(gè)樣本表示。37彩色圖像YCbCr樣本空間位置

384.2數(shù)字視頻

數(shù)字視頻的內(nèi)容是被計(jì)算機(jī)捕捉并數(shù)字化了的攝像機(jī)或電影的膠片。通過(guò)把圖形圖像放在一起創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)也可以獲得數(shù)字視頻。數(shù)字視頻結(jié)合了圖形和音頻的特征，為數(shù)字媒體產(chǎn)品創(chuàng)建了動(dòng)態(tài)的內(nèi)容。391.視頻數(shù)字化

視頻采集

視頻采集卡接收模擬視頻信號(hào)，然后把它轉(zhuǎn)化成數(shù)字視頻數(shù)據(jù)

從攝像機(jī)傳輸數(shù)字視頻到硬盤(pán)上,使用采集軟件的控制功能找到需要傳輸?shù)钠危缓簏c(diǎn)擊“record”按鈕。通過(guò)DV編碼器，視頻數(shù)據(jù)以整幅圖片大小、25fps的速度傳送到硬盤(pán)上。若有1394接口，就只需數(shù)字化傳輸信息即可。40空間和時(shí)間采樣視頻的數(shù)字化不僅要在空間上采樣，還要在時(shí)間上采樣，即每隔一定的時(shí)間進(jìn)行一次空間上的采樣。PAL制式的采樣幀速率是25幀/秒NTSC制式的文件采樣幀速率是29.97幀/秒數(shù)字視頻中，幀速率是可以更改的一般動(dòng)畫(huà)的幀速是12幀/秒或更低

通常用時(shí)間碼動(dòng)畫(huà)和電視工程師協(xié)會(huì)SMPTE時(shí)間碼標(biāo)準(zhǔn):小時(shí):分鐘:秒:幀一段PAL制式時(shí)間碼標(biāo)記為00:02:31:15的視頻片段的播放時(shí)間為2分鐘31秒15幀，如果以每秒25幀的速率播放，則播放時(shí)間為2分鐘31.5秒。412.數(shù)字視頻的文件格式

(1)AVI(2)WindowsMedia視頻(3)RealMedia文件格式(4)QuickTime電影(Movie)(5)Mpeg文件(6)DV格式42AVI格式AVI（AudioVideoInterleave）音頻視頻交錯(cuò)是一種音頻和視頻交叉記錄的數(shù)字視頻文件格式。1992年初Microsoft公司推出。在AVI文件中，運(yùn)動(dòng)圖像和伴音數(shù)據(jù)是以交織的方式存儲(chǔ)，并獨(dú)立于硬件設(shè)備。它可以在任何Windows環(huán)境下工作，而且還具有擴(kuò)展環(huán)境的功能。用戶可以開(kāi)發(fā)自己的AVI視頻文件，在Windows環(huán)境下可隨時(shí)調(diào)用。根據(jù)AVI格式的參數(shù)，其窗口、分辨率和幀速率可以根據(jù)播放環(huán)境的硬件能力和處理速度進(jìn)行調(diào)整。43WindowsMedia視頻主要有2種不同的擴(kuò)展名，asf文件和wmv文件。ASF(AdvancedStreamingFormat)是微軟所制訂的一種媒體播放格式,也是一個(gè)可以在Internet上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)播放的標(biāo)準(zhǔn)，使用MPEG-4的壓縮算法。ASF包括音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息。通過(guò)這種格式，以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實(shí)現(xiàn)流式多媒體內(nèi)容發(fā)布。優(yōu)點(diǎn)是體積小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。wmv使用WindowsMedia音頻和視頻解碼、編碼器壓縮的音頻、視頻文件。44RealMedia文件格式

RM格式

RM格式是RealNetworks公司開(kāi)發(fā)的一種流媒體視頻文件格式。可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌俾手贫ú煌膲嚎s比率，從而實(shí)現(xiàn)在低速率的Internet上進(jìn)行視頻文件的實(shí)時(shí)傳送和播放。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中可以邊下載邊播放，而不必完全下載后再播放。也可以利用RealVideo對(duì)重大事件進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播。45QuickTime電影(Movie)

Apple公司的QuickTime電影文件現(xiàn)已成為是數(shù)字媒體領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。QuickTime文件格式中媒體描述和媒體數(shù)據(jù)是分開(kāi)存儲(chǔ)的，媒體描述或元數(shù)據(jù)（meta-data）叫做電影（movie）,包含軌道數(shù)目、視頻壓縮格式和時(shí)間信息。媒體數(shù)據(jù)是所有的采樣數(shù)據(jù)，如視頻幀和音頻采樣，媒體數(shù)據(jù)可以與QuickTimemovie存儲(chǔ)在同一個(gè)文件中，也可以在一個(gè)單獨(dú)的文件或者在幾個(gè)文件中。MOV視頻影像，采用有損壓縮方法，使用QuickTime播放，比AVI畫(huà)面質(zhì)量要好。46Mpeg文件

MPEG是壓縮視頻的基本格式。以這種壓縮算法記錄的視頻稱為MPEG文件，通常取.mpg作為文件的后綴名。MPG還有兩個(gè)變種MPV和MPA。MPV只有視頻不含音頻，MPA是則只記錄了音頻沒(méi)有視頻。VCD中的DAT文件，實(shí)際上是在MPG文件頭部加上了一些運(yùn)行參數(shù)形成的變體?？梢允褂密浖⑵滢D(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Mpg文件。

47DV格式DV（DigitalVideo）格式是一種國(guó)際通用的數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)，是由10余家公司共同開(kāi)發(fā)的，可以在一盤(pán)1/4英寸的金屬蒸鍍帶（MiniDV格式）上記錄高質(zhì)量的數(shù)字視音頻信號(hào)。DV格式是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)在MiniDV磁帶上的記錄方式。要傳輸?shù)诫娔X中，通常使用IEEEl394接口。它起源于Apple開(kāi)發(fā)的一個(gè)名為FireWire（火線）的高速、實(shí)時(shí)串行接口標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)400Mb/s。1995年被國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)采納為IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)。DV/1394采集:720*576,25frames/second484.3數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ISO(InternationalStandardizationOrganization-ISO)，國(guó)際電子學(xué)委員會(huì)IEC(InternationalElectronicsCommittee-IEC)，國(guó)際電信協(xié)會(huì)ITU(InternationalTelecommunicationUnion-ITU)20世紀(jì)90年代制定了三個(gè)重要的多媒體國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。JPEG標(biāo)準(zhǔn)、MPEG標(biāo)準(zhǔn)和H．261標(biāo)準(zhǔn)

491.MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)

于1992年底正式被ISO/IEC采納

其視頻是面向比特率大約為1.5Mb/s的視頻信號(hào)的壓縮其音頻是面向每通道速率為64Kb/s、28Kb/s和192Kb/s的數(shù)字音頻信號(hào)的壓縮其最終目標(biāo)要解決數(shù)字視頻和數(shù)字音頻等多樣壓縮數(shù)據(jù)流的復(fù)合和同步的問(wèn)題。所以，MPEG-1是將數(shù)字視頻信號(hào)和與其相伴隨的音頻信號(hào)在一個(gè)可以接受的質(zhì)量下，能被壓縮到比特率約1.5Mb/s的一個(gè)MPEG單一比特流。502.MPEG視頻壓縮算法

動(dòng)態(tài)圖像由一序列靜態(tài)圖像構(gòu)成，對(duì)靜態(tài)圖像的壓縮方法同樣適用于動(dòng)態(tài)圖像的壓縮。動(dòng)態(tài)圖像在幀與幀之間表現(xiàn)出的特點(diǎn):動(dòng)態(tài)圖像以每秒25幀播放，在如此短的時(shí)間內(nèi)，畫(huà)面通常不會(huì)有大的變化；在畫(huà)面中變化的只是運(yùn)動(dòng)的部分，靜止的部分往往占有較大的面積；即使是運(yùn)動(dòng)的部分，也多為簡(jiǎn)單的平移。處理辦法:幀間壓縮若干幀之后記錄一幅原始的幀

51處理方法簡(jiǎn)介采用JPEG的方式記錄第一幀。在隨后的幀中，只記錄該幀與前一幀不同的地方，相同的則不記錄。播放時(shí)，根據(jù)前一幀的畫(huà)面和這兩幀之間的不同構(gòu)造出當(dāng)前的畫(huà)面。為解決在實(shí)際壓縮中存在的有損壓縮帶來(lái)的失真和因故障無(wú)法恢復(fù)后面幀（因前面幀丟失而造成）的問(wèn)題，可采用每隔若干幀之后就記錄一個(gè)原始幀的方法加以解決。52MPEG方法的特點(diǎn)一、在空間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用JPEG壓縮算法去掉冗余信息。二、在時(shí)間方向上，圖像數(shù)據(jù)壓縮采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法去掉冗余信息。53MPEG的3種圖像類型I幀也稱幀內(nèi)圖像，采用JPEG壓縮算法,不參照任何過(guò)去的或者將來(lái)的其他圖像幀；每個(gè)圖像平面分為8×8的圖塊，對(duì)每個(gè)圖像塊進(jìn)行離散余弦變換；變換后用差分脈沖編碼，最后用霍夫曼編碼進(jìn)一步壓縮。P為預(yù)測(cè)幀，利用相鄰I幀或P幀的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，畫(huà)面分成16×16的子圖像塊，再分別向前或向后預(yù)測(cè)。B圖像稱為雙向預(yù)測(cè)幀,利用前后的I、P幀圖像之間的差異進(jìn)行壓縮。543.其它MPEG標(biāo)準(zhǔn)

(1)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)

MPEG組織于1994年推出MPEG-2壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)視/音頻服務(wù)與應(yīng)用互操作的可能性。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應(yīng)用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細(xì)規(guī)定，編碼碼率從每秒3兆比特～100兆比特。MPEG-2特別適用于廣播級(jí)的數(shù)字電視的編碼和傳送，被認(rèn)定為SDTV和HDTV的編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2還專門規(guī)定了多路節(jié)目的復(fù)分接方式。55MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的主要應(yīng)用視音頻資料的保存非線性編輯系統(tǒng)及非線性編輯網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星傳輸電視節(jié)目的播出

56(2)MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)MPEG于1999年2月正式公布MPEG-4的第一版本。同年年底MPEG-4第二版亦告底定，且于2000年年初正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4不只是具體壓縮算法，它是針對(duì)數(shù)字電視、交互式繪圖應(yīng)用（影音合成內(nèi)容）、交互式多媒體等整合及壓縮技術(shù)的需求而制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)將眾多的多媒體應(yīng)用集成于一個(gè)完整的框架內(nèi)，旨在為多媒體通信及應(yīng)用環(huán)境提供標(biāo)準(zhǔn)的算法及工具，從而建立起一種能被多媒體傳輸、存儲(chǔ)、檢索等應(yīng)用領(lǐng)域普遍采用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。57MPEG-4的優(yōu)點(diǎn)基于內(nèi)容的交互性

提供了基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)訪問(wèn)工具，如索引、超級(jí)鏈接、上下載、刪除等。

高效的壓縮性

能對(duì)同時(shí)發(fā)生的數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼

一個(gè)場(chǎng)景的多視角或多聲道數(shù)據(jù)流可以同步地合成為最終數(shù)據(jù)流?？捎糜谔摂M三維游戲、電影、飛行仿真練習(xí)等。

通用的訪問(wèn)性

提供易出錯(cuò)環(huán)境的魯棒性，保證其在網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)介質(zhì)中的應(yīng)用。支持基于內(nèi)容的可分級(jí)性，即把內(nèi)容、質(zhì)量、復(fù)雜性分成許多小塊來(lái)滿足不同用戶的不同需求，支持具有不同帶寬，不同存儲(chǔ)容量的傳輸信道和接收端。58MPEG-4主要應(yīng)用因特網(wǎng)視音頻廣播、無(wú)線通信、靜止圖像壓縮、電視電話、計(jì)算機(jī)圖形、動(dòng)畫(huà)與仿真電子游戲等59(3)MPEG-7正式名稱是“多媒體內(nèi)容描述接口”于1998年10月提出，于2001年最終完成并公布。旨在解決對(duì)多媒體信息描述的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，并將該描述與所描述的內(nèi)容相聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)快速有效的搜索。該標(biāo)準(zhǔn)不包括對(duì)描述特征的自動(dòng)提取。MPEG-7的目標(biāo)是根據(jù)信息的抽