视频信息的获取与处理
b. 行频 NTSC,每桢480行, 行频15.73kHz ; PAL,每桢576行, 行频15.73kHz 4. 模拟电视信号传输方式 射频的混合电视信号RF 视频Video信号+音频Audio信号 视频RGB(或YUV) +音频Audio信号, 等 5. 模拟电视信号数字播放设备 模拟视频信号用液晶电视观看, 液晶电视机中有数字采样电路将电视信号中的视频信号进行数字采样, 以 适应液晶显示的数字化机制. 但是音频信号不必数字化. 6. 数字电视信号用模拟电视设备接收 新型数字电视节目广播也伴随模拟信号. 7. 数字视频信号的采样和广播 数字摄像数字录音. 数字编码后直接有线传播或者将数字信号高频载波调制后无线 (卫星)广播. 8. 数字视频数据流量 数字视频数据流量=分辨率×图像深度×帧速 例: 分辨率640×480, 256灰度, 50 帧/秒影像, 其数据流量约为15MB/s. 640×480×8×50/8=15MByte/s 9. 数字视频的质量 取决于原始影像和压缩率, 以及接收设备. 二. 电视技术基础 我国电视广播始于1958 年7 月1 日. 延续20 年黑白直播, 无线电天线广播. 1970 年代开始录播方式. 后开始有线 电视网广播. 目前无线和星网结合广播方式为电视接收手段. 我国在2007年8月1号开始实施地面数字电视, 按照计划在2015年将关闭模拟电视. 英国已经从2007年开始要逐步关闭模拟电视, 大概到2012年完成全部关闭.
1. 模拟电视常用术语 扫描行数(垂直分辨率): 电子束水平扫描行数. 扫描行数越多, 电视清晰度越高. 分为隔行扫描和逐行扫描. 同步信号: 电视视频信号中要加入同步信号, 使接收端与发送端扫描步调一致. 消隐信号: 行扫描逆程不传送图像信号, 且应使扫描电子束截止. 行扫描逆程加入行消隐信号, 场扫描逆程加入场消隐 信号. 2. 彩色电视信号 复合视频: 用一个通道传输彩色电视的视频信号, 将YUV调制编码后传输到显示设备, 显示前还要解码, 彩色影像 质量不如YUV. YUV视频: 彩色电视可以采用亮度Y和两个色差U和V三个通道来表示彩色影像. 亮度信号用来Y解决彩色电视机 与黑白电视机的兼容问题, 与RGB相互关系公式为: Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B U = B- Y , V = R – Y 分离视频信号S-Video (S端子) S-Video 为两通道模拟视频信号, 亮度Y和颜色C两路信号独立传输, 5针插头, Y线+Y地线+ C线+C地线+公共地 屏蔽线。 分离电视信号分离电视信号的亮度和色度都具有较宽频率范围, 由于亮度和色度分开传输, 可减少互相干扰, 水 平解析率达420 线. S-Video与复合视频信号相比, 重现色彩明显改善, 但是远劣于YUV和RGB分量信号. 复合视频, YUV和S-Video三种视频信号都不包含音频信号. 全电视信号(射频信号或者RF信号) 将视频的亮度信号、色度信号、同步信号和伴音信号复合在一起,再与高频载波信号调制, 仅需要一个通道做信 号传输.
五. 数字电视 从演播室录制到存储、传输、播放的各环节都是使用由0、1数字串所构成数字信号. 数字电视是标准, 设备和节目源构成的系统. 1. 数字电视的压缩编码标准 数字电视数据流量很大, 19.39Mbps. MPEG-2国际压缩编码标准可满足家庭级, 广播级, 和高清电 视的不同要求, 它支持标准分辨率, 16:9宽屏及高清电视等多种格式, 目前的DVD, 卫星电视, 广播电 视微波传输都采用这一标准. 另外还要改进信道编码, 提高单位频宽数据传送速率。 2. 数字电视的分类 按信号传输方式分类 地面无线传输, 卫星传输, 有线传输 按清晰度分类 低清数字电视(LDTV) : 水平清晰度>250线 (如VCD) 标清数字电视(SDTV) : 水平清晰度>500线 (如DVD) 高清数字电视(HDTV) : 水平清晰度>800线 全高清数字电视(商业炒作) : 尚无官方定义 高清析度数字电视HDTV的主要规格 屏幕尺寸: 16:9 (标清数字电视4:3) 清晰度: 水平清晰度>800线 (清晰度由屏幕分辨率和机内DSP技术决定) 分辨率: 1920×1080i, 帧频60Hz(interleaved) 或: 1280×720p, 帧频60Hz/ 逐行扫描 目前数字电视节目和DVD片源都是标清水平, 高清数字电视只有通过蓝光碟方式真正 看到高清影像(商店电视柜台展示销售专用高清广告片, 而都没有有线电视信号).
第四章 视频信息的获取与处理 一.视频概述 二.电视技术基础 三.数字化视频 四.视频转换 五.视频压缩标准 六.数字电视知识 七.国外数字电视的发展 八.国内数字电视的发展 上世纪三大轻音乐团 曼托瓦尼乐团 詹姆斯.拉斯特乐团 保罗 莫里埃乐团 主要特点 突出弦乐,经典恢宏 突出管乐和打击乐,激奋活泼 轻松优雅,旋律优美
8. 数字视频处理 压缩,编辑,加上说明文字,加解说和配乐。 9. 视频卡 视频捕捉(对模拟影像采样),视频播放,电视卡。 10.高清数字影音系统的连接:高清播放器包括机顶盒,蓝光机,数字流媒体和高清DVD。 a. 高清播放器 可通过HDMI连接高清功放,然后分别接喇叭和高清电视 b. 高清播放器也可分别通过DVI连接高清电视,通过Audio线接功放和喇叭。 四. 动态图像压缩标准MPEG 国际标准化协会(ISO), 国际电子学委员会(IEC), 国际电信协会(ITU) 于上世纪90 年代制定了 三个多媒体国际标准: 静态图像压缩标准JPEG 动态图像压缩标准MPEG 可视电话和电话会议标准H.261 标准 MPEG-1标准 1992 通过压缩达到视频比特率~1.5Mbps, 音频每通道比特率~28, 64和192kbps MPEG-2标准1994 针对数字电视网络交互需求. MPEG-4标准1999 针对数字高清电视需求.比特率3~100Mbps MPEG-7 标准2001 (比特率, 位速, 码率) 使多媒体内容具有可搜索性 MPEG-21标准 建立规范而开放的多媒体传输方式
标准清析度数字电视SDTV的主要规格 清晰度: 水平清晰度>500线 分辨率: 704×480i, 帧频60Hz(interleaved) 屏幕尺寸: 16:9 或者4:3 或者: 分辨率: 640×480p, 帧频60Hz/隔行(或逐行)扫描 屏幕尺寸: 4:3 按照产品类型分类 数字电视显示器, 数字电视机顶盒, 一体化数字电视接收机(接收和播放) 按显示屏幕幅型分类 4:3幅型比和16:9幅型比 按扫描线数(显示格式)分类 HDTV扫描线数(大于1000线)和SDTV扫描线数(600~800线)等. 3. 数字电视的优点 a. 信号处理不引入噪声.. 模拟信号处理设备要求 S/N>40dB, 数字信号处理设备只要求S/N>20dB. b. 易避免系统的非线性失真. c. 数字设备工作稳定可靠. d. 存储方便稳定, 视频处理方便可获得各种新的电视图像特技效果.
一. 视频概述 影音视频信息包含连续影像和同期伴音, 分为模拟视频和数字视频两种类型. 1.模拟电视采样和广播 对电影影像胶片作光扫描, 将一桢桢连续的影像画面光电转换为串行的与亮度成正比的电压信号, 加入同 步信号后与载波调制, 直接经天线广播. 对于电影胶片上伴音音轨进行光电转换, 成为与声音强度成正比的电压信息, 调制后与视频电压信息一同 广播(可磁带录音). 2. 模拟电视的接收 电磁载波信号进入电视机高频头, LC电路频道选择. 然后进入检波电路, 从高频载波中取出视频信号和音频 信号, 分别送入视频和音频放大电路. 视频电压最终去控制电子束的强弱, 音频电压最终用于驱动喇叭. 稳定影像播放还要有同步信号处理电路. 扫描电路包括行扫描和场扫描.扫描电压都是锯齿形的.回程非常快但还是要有回程扫描的消隐处理. 3. 模拟彩色电视的制式 欧美有多种彩色电视制式. NTSC(1952): 美加日韩菲和中国台湾; PAL(1962): 德英西欧英联邦香港中国; SECAM(1966): 法东欧中东 a. 场频 每帧电视信号由奇偶两场叠加而成. NTSC制式, 59.94 (~60)Hz, 隔行(30桢/秒); PAL 和SECAM, 50 Hz,隔行(25桢/秒)
5. 数字视频的获取 a. 视频采样. 对于RGB(或YUV)分别采样. b. 设定采样频率和桢速率(如PAL是25f/s). 由于视觉对亮度更敏感, 故YUV三个信号的采样频率可不同, 三者之比为4:1:1或4:2:2, 后者为每4 个连续采样点上, 取4个亮度Y的样本值, 而色差U和V分别取其第一和第三点的样本值. 如果是4:4:4采样格式, 则采样质量较高. c. 设定量化级数. 6. 数字视频的数据流量 数据流量决定了影像质量. 视频数据流量=分辨率×量化位数×桢速率 例如: 分辨率1024×768,量化位数24b(YUV各8位),桢速率25f/s 则:数据流量= 1024×768×24×25=472Mb/s =472/8=59.0MB/s 7. 数字视频音频的传输技术 数字电视技术、数据广播技术、卫星多媒体宽带网、多媒体网络技术的发展丰富了视频音频节目的存储和传 播。数字视音频技术应用向着多种传播通道、多样载体形式、多种媒体组合、天地网结合的方向发展。 视频格式除了AVl视频和MPEG视频格式,还有网络流媒体。 数字视音频节目的传输媒介为无线(地面),有 线和卫星三种基本方式 a. AVI文件 A和V交错同步播放, 不限定压缩方式, 256色. b. RM文件 目前在Internet上很流行. 能在Internet 上以28.8kbps 速率提供立体声和连续视频. 包括三类文件: RealAudio: 接近CD 音质 RealVideo: 不间断视频 RealFlash: 高压缩比动画
DVD与电视机和音响的几种连接方式 RF DVD 电视机
复合视频 DVD Audio S-Video DVD Audio YUV DVD Audio
电视机
目前, 音频Audio的连接主要有两种方式:双声道(两个喇叭)和5.1 (六个喇叭)