2.6 视频处理(课件）-《多媒体技术应用》同步教学（电子工业版）

常见媒体及处理技术 第二章 2.6 视频处理 连续的图像变化每秒超过24帧画面以上时，根据视觉暂留原理，人眼感觉是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面叫做视频。 理解视频 模拟视频:一种用于传输图像和声音且随时间连续变化的电信号。早期视频的获取、存储和传输都是采用模拟方式。 数字视频:以数字形式记录的视频，和模拟视频相对的。数字视频有多种产生方式，存储方式和播出方式。 模拟视频与数字视频 分辨率：用于度量图像内数据量多少的一个参数，通常表示成ppi。 习惯上分辨率是指图像的高/宽像素值。 严格意义上的分辨率是指单位长度内的有效像素值ppi。 帧率：指荧光屏上画面更新的速度，其单位为FPS。 帧率越高画面越流畅。 视频的重要参数 720P以下是标清。720P、1080P、1080i为高清。 其分辨率如下： 标清(4:3)：480×360、640×480、720×576 高清(16:9)：1280×720p、1920×1080i、1920×1080p 超清或称4K(16:9)：3840×2160 超清或称8K(16:9)：7680×4320 4K分辨率是1080P的4倍：3840×2160 = 1920×2×1080×2 8K分辨率是4K的4倍：7680×4320 = 3840×2×2160×2 数据量： 原始视频图像数据量=帧率×每幅图像的数据量×视频时长。 但经过压缩后，视频的数据量仍然很大。 视频图像质量： 与原始图像信息质量、视频压缩技术的压缩比有关。 超过一定压缩比后，将导致画面质量明显下降。 数据量与图像质量是一对矛盾，综合考虑，选择适当的平衡点。 视频压缩的目标是在尽可能保证视觉效果的前提下减少视频数据量。 压缩方法分类： 有损和无损压缩 帧内和帧间压缩 对称和不对称压缩 常见的视频压缩标准 M-JPEG 标准 M-JPEG运动静止图像（或逐帧）压缩技术，广泛应用于非线性编辑领域，可精确到帧编辑和多层图像处理，把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理。 单独完整地压缩每一帧，可随机存储每一帧，进行精确到帧的编辑。 压缩和解压缩是对称的，可由相同的硬件和软件实现。 只对帧内空间冗余压缩，不对帧间时间冗余进行压缩，压缩效率低。 H.263 标准 国际电联ITU-T的一个标准草案，是为低码流通信而设计。 H.263在H.261的基础上的改进，提高性能和纠错能力。 低码率下提供比H.261更好的图像效果。 支持5种分辨率：QCIF、CIF、SQCIF、4CIF、16CIF。 H.263+是H.263的第2版，提供12个新的可协商模式和其他特征，进一步提高了压缩编码性能。 H.263+使用更多的源格式，图像时钟频率有多种选择，允许多显示率、多速率及多分辨率。 增强了视频信息在易误码、易丢包异构网络环境下的传输。 ①MPEG-1：广泛应用于VCD与一些供网络下载的视频片段的制作上。100分钟长的非数字视频的电影压缩成1GB左右的数字视频。 扩展名：.mpeg .m1v .mpe .mpg及VCD中的.dat等。 ②MPEG-2：应用在DVD制作上，相对于MPEG-1算法生成的文件要大4-8倍。 扩展名包：.mpeg .m2v .mpe .mpg及DVD中的.vob等。 ③MPEG-4：文件大小约为MPEG-1文件的1/4。在网络在线播放的文件很多都是使用此种算法的。 MPEG 标准 线性编辑： 在指定设备上编辑视频时，每插入或删除一段视频就需要将该点以后的所有视频重新移动一次的编辑方法。 非线性编辑： 用户可以在任何时刻随机访问所有素材。 常见视频处理软件简介 视频编辑中的常用概念 视频制式：彩色电视制式主要有3种：NTSC、PAL和SECAM。 不同制式的帧速率不相同。 ⑴NTSC（正交平衡调幅制式） 美国全国电视标准委员会制定，分为NTST-M和NTSC-N等类型。 帧速率为29.97帧/秒。 主要被美国、加拿大等大部分西半球国家和日本、韩国采用。 ⑵PAL（正交平衡调幅逐行倒相制式） 分为PAL-B、PAL-I、PAL-M、PAL-N、PAL-D等类型。 帧速率为25帧/秒。 主要被英国、中国、澳大利亚、新西兰采用。(中国采用的是PAL-D) ⑶SECAM（顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号制式） 也称轮换调频制式。 帧速率为24帧/秒。 主要被法国、东欧、中东及部分非洲国家采用。 时间码用于识别和记录视频数据流中的每一帧。 时间码格式是：小时：分钟：秒：帧。 一段长度为00：05：30：15的视频片段的播放时间为5分钟30秒15帧，如果以每秒30帧的速率播放，则播放时间为5分钟30.5秒。 视频序列的表示单位 可以是一部电影或者视频项目中的原始素材，也可是一段电影、一幅静止图像或者一段声音文件。 有多个剪辑组合成的复合剪辑称为剪辑序列。 剪辑 帧是组成动画的单个图像，是构成动画的最小单位。 帧速率是指每秒被捕获的帧数，fps（帧/秒）。 关键帧是素材中的特定帧，主要用于控制动画的回放或其它特性。 帧、帧速率和关键帧 场景之间的切换效果过渡就是转场过渡。最简单的切换就是淡入淡出效果。切换是视频编辑中相当常用的一个技巧。 场景 场景也称为一个镜头，它是视频作品的基本元素，大多数情况下是摄像机一次拍摄的一小段内容。 转场过渡 滤镜效果可以快速修改原始影像內容，可以直接做出特殊的视觉。 滤镜 Adobe Premiere 俗称PR，是一款视频编辑软件，它简单易学、运行稳定。 广泛应用于影视媒体制作、宣传片制作、个人影视工作室、自媒体影视制作等领域。 剪辑视频、添加视频特效、添加转场效果、添加字幕、视频调色、渲染输出等功能。 与Adobe其它软件高度集成，可非常自由地、良好地协同工作，满足用户在视频创作上的高质量作品要求。 Adobe After Effects 俗称AE，是adobe公司开发的一个视频剪辑及设计软件。 视频后期合成处理的专业非线性编辑软件。 AE更注重后期特效制作，例如与三维软件结合，可以制作出立体科幻视觉效果。 Adobe After Effects 融剪辑、调色、视觉特效、动态图形和音频后期制作于一身的视频编辑软件。 它易学易用，新手快速上手，提供专业人士需要的强大性能。 在调色方面优势明显：调色精度、流程化设计、调色算法等。 有可扩展特性，有快速的响应速度和高清的视频画质。 DaVinci Resolve EDIUS 是一款非线性编辑软件，专为广播和后期制作环境而设计，特别针对新闻记者、无带化视频制播和存储。 拥有完善的基于文件工作流程，提供了实时、多轨道、多格式混编、合成、色键、字幕和时间线输出功能。 除了标准的EDIUS系列格式，还支持广泛的素材格式。 支持所有DV、HDV摄像机和录像机。 会声会影 功能强大的视频编辑软件，具有图像抓取和编修功能，可以抓取转换MV、DV、V8、TV和实时记录抓取画面文件。 简单好用的DV、HDV影片剪辑软件。 提供有超过100 多种的编制功能与效果，可导出常见视频格式。 可以直接制作成DVD和VCD光盘。 支持各类编码，包括音频和视频编码。 常见视频文件格式 MPEG格式 是平常接触得最多的一种视频格式，家里常看的VCD、SVCD、DVD就是这种格式。 MPEG格式有三个常用的压缩标准，分别是MPEG-1、MPEG-2、和MPEG-4。 AVI格式 AVI是音频视频交错（Audio Video Interleaved）的英文缩写，微软公司开发的一种数字音频与视频文件格式。 允许视频和音频交错在一起同步播放。 AVI文件没有限定压缩标准，由此也造就了AVI文件格式兼容性不好。 RM格式 一种新型流式视频文件格式，共有三个成员：RealAudio、RealVideo和RealFlash。 RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据， RealVideo用来传输连续视频数据， 而RealFlash是一种高压缩比的动画格式。 可以根据网络数据传输速率的不同制定了不同的压缩比率，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。 FLV格式 FLV流媒体格式的文件小、加载速度极快。它的出现有效地解决了SWF文件体积庞大，不能在网络上很好地应用等缺点。 FLV格式被众多视频分享网站所采用，是快速增长、广泛使用的视频格式。 几乎全球所有热门的在线视频网站都采用了FLV视频格式：土豆、优酷、酷6以及新浪播客等网站。 MOV格式 MOV格式是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。 最大的特点是跨平台性。 支持25位彩色。 ASF格式 全称Advanced Streaming Format，由微软公司推出的高级流格式。 本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、以及扩展性。 主要部件是NetShow服务器和NetShow播放器。 直接使用Windows Media Player对其进行播放。 WMV格式 全称Windows Media Video，是微软推出的一种采用独立编码方式，可直接在网上实时观看视频节目的文件压缩格式。 WMV格式的主要优点包括：本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。 $$