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第8章數(shù)字視頻處理技術(shù)1.簡述數(shù)字視頻的概念及其特點。答:概念:數(shù)字視頻就是先用攝像機(jī)之類的視頻捕捉設(shè)備,將外界影像的顏色和亮度信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,再記錄到儲存介質(zhì)(如錄像帶)。數(shù)字視頻的特點:離散性:數(shù)字視頻信號是由離散的數(shù)字值組成的,通過采樣和量化的方式來表示。每一幀都被分成像素和顏色信息,可以精確表示不同的值??垢蓴_能力:數(shù)字視頻信號具有較好的抗干擾能力,相對于模擬視頻,數(shù)字信號在傳輸過程中更少受到噪音和干擾的影響。分辨率:數(shù)字視頻可以以精確的數(shù)值表示分辨率,例如1920x1080表示1080p的高清視頻,或是3840x2160表示4K的超高清視頻。壓縮和處理:數(shù)字視頻信號可以經(jīng)過壓縮和處理,以減小文件大小并增強(qiáng)圖像質(zhì)量。常見的數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)包括H.264、H.265等。2.簡述數(shù)字視頻的來源。答:數(shù)字視頻的來源有很多,如來自于攝像機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)等視頻源的信號,包括從家用級到專業(yè)級、廣播級的多種素材。還有計算機(jī)軟件生成的圖形、圖像和連續(xù)的畫面等。高質(zhì)量的原始素材是獲得高質(zhì)量最終視頻產(chǎn)品的基礎(chǔ)。3.試分析數(shù)字視頻的發(fā)展史。答:談到數(shù)字視頻的發(fā)展歷史,不能不回顧計算機(jī)的發(fā)展歷程,它實際上是與計算機(jī)所能處理的信息類型密切相關(guān)的,自上個世紀(jì)40年代計算機(jī)誕生以來,計算機(jī)大約經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段:數(shù)值計算階段。這是計算機(jī)問世后的“幼年”時期。在這個時期計算機(jī)只能處理數(shù)值數(shù)據(jù),主要用于解決科學(xué)與工程技術(shù)中的數(shù)學(xué)問題。實際上,世界上第一臺電子計算機(jī)ENIAC就是為美國國防部解決彈道計算問題和編制射擊表而研制生產(chǎn)的。數(shù)據(jù)處理階段。50年代發(fā)明了字符發(fā)生器,使計算機(jī)不但能處理數(shù)值,也能表示和處理字母及其它各種符號,從而使計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域從單純的數(shù)值計算進(jìn)入了更加廣泛的數(shù)據(jù)處理。這是由世界上第一個批量生產(chǎn)的商用計算機(jī)UNIAC—1首開先河的。多媒體階段。隨著電子器件的進(jìn)展,尤其是各種圖形、圖像設(shè)備和語音設(shè)備的問世,計算機(jī)逐漸進(jìn)入多媒體時代,信息載體擴(kuò)展到文、圖、聲等多種類型,使計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。由于視覺,即圖形、圖像,最能直觀明了、生動形象地傳達(dá)有關(guān)對象的信息,因而在多媒體計算機(jī)中占有重要的地位。在多媒體階段,計算機(jī)與視頻就產(chǎn)生了聯(lián)姻。數(shù)字視頻的發(fā)展主要是指在個人計算機(jī)上的發(fā)展,可以大致分為初級、主流和高級幾個歷史階段。第—階段是初級階段,其主要特點就是在臺式計算機(jī)上增加簡單的視頻功能,利用電腦來處理活動畫面,這給人展示了一番美好的前景,但是由于設(shè)備還未能普及,都是面向制作視頻制作領(lǐng)域的專業(yè)人員。在普通PC用戶還無法奢望在自己的電腦上實現(xiàn)視頻功能。第二個階段為主流階段,在這個階段數(shù)字視頻在計算機(jī)中得到廣泛應(yīng)用,成為主流。初期數(shù)字視頻的發(fā)展沒有人們期望的那么快,原因很簡單,就是對數(shù)字視頻的處理很費力,這是因為數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量非常之大,1分鐘的滿屏的真彩色數(shù)字視頻需要1.5GB的存儲空間,而在早期—般臺式機(jī)配備的硬盤容量大約是幾百兆,顯然無法勝任如此大的數(shù)據(jù)量。雖然在當(dāng)時處理數(shù)字視頻很困難,但它所帶來的誘惑促使人們采用折衷的方法。先是用計算機(jī)捕獲單幀視頻畫面,可以捕獲一幀視頻圖像并以一定的文件格式存儲起來,可以利用圖像處理軟件進(jìn)行處理,將它放進(jìn)準(zhǔn)備出版的資料中;后來,在計算機(jī)上觀看活動的視頻成為可能。雖然畫面時斷時續(xù),但畢竟是動了起來,帶給人們無限的驚喜。而最有意義的突破是計算機(jī)有了捕獲活動影像的能力,將視頻捕獲到計算機(jī)中,隨時可以從硬盤上播放視頻文件。能夠捕獲視頻得益于數(shù)據(jù)壓縮方法,壓縮方法有兩種:純軟件壓縮和硬件輔助壓縮純軟件壓縮方便易行,只用一個小窗口顯示視頻,有很多這方面的軟件。硬件壓縮花費高,但速度快。在這一過程中,雖然能夠捕獲到視頻,但是缺乏一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同的計算機(jī)捕獲的視頻文件不能交換。雖然有過一個所謂的“標(biāo)準(zhǔn)”,但是它沒有得到足夠的流行,因此沒有變成真正的標(biāo)準(zhǔn),它就是數(shù)字視頻交互(DVI)。DVI在捕獲視頻時使用硬件輔助壓縮,但在播放時卻只使用軟件,因此在播放時不需要專門的設(shè)備。但是DVI沒有形成市場,因此沒有被廣泛的了解和使用。因此就難以流行。這就需要計算機(jī)與視頻再做一次結(jié)合,建立一個標(biāo)準(zhǔn),使得每臺計算機(jī)都能播放令人心動的視頻文件。這次結(jié)合成功的關(guān)鍵是各種壓縮解壓縮Codec技術(shù)的成熟。Codec來自于兩個單詞Compression(壓縮)和Decompression(解壓),它是一種軟件或者固件(固化于用于視頻文件的壓縮和解壓的程序芯片)。壓縮使得將視頻數(shù)據(jù)存儲到硬盤上成為可能。如果幀尺寸較小幀切換速度較慢,再使用壓縮和解壓,存儲1分鐘的視頻數(shù)據(jù)只需20MB的空間而不是1.5GB,所需存儲空間的比例是20:1500,即1:75。當(dāng)然在顯示窗口看到的只是分辨率為160×120郵票般大小的畫面,幀速率也只有15幀/s,色彩也只有256色,但畫面畢竟活動起來了。Quicktime和VideoforWindows通過建立視頻文件標(biāo)準(zhǔn)MOV和AVI使數(shù)字視頻的應(yīng)用前景更為廣闊,使它不再是一種專用的工具,而成為每個人電腦中的必備成分。而正是數(shù)字視頻發(fā)展的這一步,為電影和電視提供了一個前所未有的工具,為影視藝術(shù)帶來了影響空前的變革。第三階段是高級階段,在這一階段,普通個人計算機(jī)進(jìn)入了成熟的多媒體計算機(jī)時代。各種計算機(jī)外設(shè)產(chǎn)品日益齊備,數(shù)字影像設(shè)備爭奇斗艷,視音頻處理硬件與軟件技術(shù)高度發(fā)達(dá),這些都為數(shù)字視頻的流行起到了推波助瀾的作用。4、簡述數(shù)字視頻的壓縮技術(shù)。答:視頻數(shù)字壓縮技術(shù)是指能夠把數(shù)字電視的原始數(shù)據(jù)率壓縮到1/100,而且廣播電視的數(shù)字壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2已經(jīng)問世。這個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了視頻/音頻數(shù)據(jù)的編碼表示方法,恢復(fù)原始信號的譯碼過程,視頻、音頻、數(shù)據(jù)的復(fù)用結(jié)構(gòu)和同步方法,以及用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包格式。此外,為了達(dá)到有效的數(shù)據(jù)壓縮,已經(jīng)應(yīng)用色度/亮度預(yù)處理、離散余弦變換、可變長度編碼(HuffrmanCoding)、運動估計與補(bǔ)償、自適應(yīng)場/幀間編碼、速率緩沖控制和統(tǒng)計復(fù)接等一系列先進(jìn)技術(shù)。5.簡述數(shù)字視頻在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實例。答:消費類電子系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、VCD、DVD。6.簡述數(shù)字視頻的格式。答:數(shù)字視頻的格式是指數(shù)字視頻文件的編碼格式,常見的數(shù)字視頻格式包括MPEG、AVI、WMV、MOV、MP4等。1.MPEG格式MPEG(MovingPictureExpertsGroup)是一種流行的數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn),由國際電工委員會制定。這種編碼格式通過對視頻進(jìn)行壓縮,從而減小了視頻文件的大小,同時保留了高清晰度的畫質(zhì)。MPEG格式廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視、DVD、網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)阮I(lǐng)域。2.AVI格式AVI(AudioVideoInterleave)是一種流行的視頻文件格式,由微軟公司開發(fā)。它可以存儲音頻和視頻數(shù)據(jù),支持多種編碼格式。AVI格式文件可以在Windows、MacOS等多個操作系統(tǒng)上進(jìn)行播放,并且可以通過多種應(yīng)用程序進(jìn)行編輯和轉(zhuǎn)換。3.WMV格式WMV(WindowsMediaVideo)是一種數(shù)字視頻編碼格式,由微軟公司推出。它是一種高壓縮比的編碼格式,可以實現(xiàn)在較小的硬盤空間中存儲高質(zhì)量的視頻。WMV格式的視頻可以通過Windows媒體播放器進(jìn)行播放和編輯,同時也支持通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸和分享。4.MOV格式MOV是一種由亞當(dāng)斯系統(tǒng)公司(AppleInc.)開發(fā)的視頻格式,它廣泛應(yīng)用于Apple的MacOS操作系統(tǒng)和蘋果設(shè)備。MOV格式可以存儲音頻、視頻、文本和其他媒體類型,同時它也支持多種編碼格式。這種視頻格式的獨特之處在于,它可以支持透明度和多軌音頻。5.MP4格式MP4(MPEG-4Part14)是一種最常用的數(shù)字視頻格式之一,廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)視頻和數(shù)字媒體播放器等領(lǐng)域。MP4格式是一種高度壓縮的格式,它支持多種編碼方式,并且可以通過流媒體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行播放和傳輸。MP4格式的優(yōu)點在于它可以在多種操作系統(tǒng)和設(shè)備上進(jìn)行播放和分享。7.列舉說明數(shù)字視頻的常用軟件。答:1、會聲會影2、、影片制作高手(MuveeautoProducer)v官方中文破解版[是最快速、最方便、最有趣的影像編輯軟件。它可以讓您在片刻之間,將自己的影像與圖片制作成予人以專業(yè)印象的muvee作品,3、巨星MTV2002完美版+邊框素材+教程[進(jìn)行視頻文件的剪輯和編輯,更可以方便地實現(xiàn)視頻影象的3D專場,還可以隨心所欲地利用“飛行圖片”定義視頻影象或靜態(tài)圖片在三維空間任意移動和旋轉(zhuǎn),可以實現(xiàn)您的任意想象效果]4、WombleMPEGVideoWizard【電影魔方】v12中文注冊版[素材剪切、影片編輯、特技處理、字幕創(chuàng)作、效果合成等工作,通過綜合運用影像、聲音、動畫、圖片、文字等素材資料,創(chuàng)作出各種不同用途的多媒體影片]5、Adobe.Premiere.Pro.7.0漢化版[用于專業(yè)數(shù)字視頻編輯]6、SonyVegasMovieStudio6.0b綠色簡體特別版[最新的專業(yè)視頻編輯工具的簡化版本,一款不錯的入門級視頻編輯軟件]7、Premiere通用版(可永久使用,大?。?.5M)[premiere是ADOBE出品的優(yōu)秀的電影、視頻后期制作軟件,能合成高質(zhì)量的AVI水平的各種電影,能對影像、聲音進(jìn)行剪輯、合成、過濾、特效、藍(lán)屏、視頻音樂加速減速處理,是不可多得的多媒體制作專業(yè)軟件
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