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数字视频技术论文
数字视频技术论文 数字视频技术论文篇一 数字视频压缩的发展 摘 要：简述图像压缩国际标准MPEG定义、特点、性能与应用，近 年来压缩标准的趋势。
关键词：视频压缩 ;
MPEG;标准 世界通信与信息技术迅猛发展时代的来临，对多媒体技术包括声音、 图形、数据以及图像在内多种媒体信息的传送和处理提出更高要求，而研究多媒 体数据压缩编码尤其是数字视频压缩技术更成为其核心技术。现有的国际通用的 视频压缩标准主要有MPEG、H、JPEG等。
一、视频压缩标准的原理 MPEG是活动图像专家组(Moving Picture Exports Group)的缩写，是国 际标准化组织ISO/IEC下一个制订动态视频压缩编码标准的组织，实质即利用数 字压缩手段使运动图像频带压缩的国际标准，于1988年成立。MPEG标准的视频 压缩编码技术主要利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度， 利用DCT技术以减小图象的空间冗余度，利用熵编码则在信息表示方面减小了统 计冗余度。目前MPEG已颁布了两个活动图像及声音编码的正式国际标准，分别 称为MPEG-1和MPEG-2。
二、视频压缩国际标准 1、MPEG-1标准。
MPEG-1标准是在数字存储介质中实现对活动图像和声音的压缩编码， 编码码率最高为1.5Mbit/s，支持SIF格式的输入图像即525/625两种格式：
352x240x30和352x288x25。特点是它是一种有损的(即低比特率、及伴随着一些 图像和伴音信息的丢失)，非平衡(即压缩一幅图像比解压缩慢的多)编码。具有 CD音质，质量级别基本与VHS相当。MPEG-1是一个开放的、统一的标准，被用 于数字电话网络上的视频传输，也被用于做记录媒体或是INTERNET上传输音频， 在商业上尤其是小型激光视盘(VCD)等家庭视像上获得成功应用。尽管图像质量优于VHS视频的质量，但还不能满足广播级要求。
2、MPEG-2标准。
MPEG-2标准：针对标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压 缩方案和系统层的详细规定，编码码率从3Mb/s～100Mb/s，分辩率为 720×480×30(NTSC制)或720×576×25(PAL制)。标准的正式规范在ISO/IEC13818 中。MPEG-2标准主要利用图像的空间相关性和时间相关性来进行压缩。其特点 是具备扩展功能、增加了分级视频编码工具、能支持隔行视频、更宽的运动补偿 范围、画质质量最好、音频特性更为突出。在系统和传送方面作了更加详细的规 定和进一步的完善，特别适用于广播级数字电视的编码和传送，是SDTV(标准清 晰度电视)和HDTV(高清晰度电视)的编码标准。MPEG-2还专门规定了多路节目 的复分接方式，MPEG-2还兼顾了与ATM信元的适配问题。其主要应用包括：视 音频资料的保存、非线性编辑系统及非线性编辑网络、卫星传输、电视节目的播 出等。
3、MPEG-4标准。
MPEG-4标准：针对多媒体应用的图像编码标准。它提供在多媒体环 境下视频数据的有效存储、传输和操作等方面的核心技术。主要用于视像电话， 视像电子邮件和电子新闻等，其传输速率要求较低，在4800-64000bits/sec之间， 分辨率为176*144.利用很窄的带宽通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最 少的数据获得最佳的图像质量。其最大的特点是更适于交互AV服务以及远程监 控，是第一个具有交互性的动态图像标准，综合性也很强。试图将自然物体与人 造物体相融合。设计目标还有更广的适应性和可扩展性。其独特的优点――基于 内容的交互性、高效的压缩性、通用的访问性，使其应用范围更加广泛，包括：
因特网视音频广播、无线通信、静止图像压缩、电视电话、计算机图形、动画与 仿真、电子游戏。
4、MPEG-7标准。
MPEG-7标准：是“多媒体内容描述接口”。该标准将确定各种类型的 多媒体信息标准的描述方法。应用于多媒体信息的搜索，过滤，组织和处理。该 标准的目标是建立一套视听特征的量化标准描述符及其结构以及它们之间的关 系，称之为描述方案。MPEG-7标准可支持的应用非常广泛，包括：音视数据库 的存储和检索;广播媒体的选择;因特网上的个性化新闻服务;智能多媒体、多媒体编辑;教育领域的应用;远程购物;社会和文化服务;调查服务(人的特征的识别、辩 论等);遥感;监视;生物医学;建筑、不动产及内部设计;多媒体目录服务;家庭娱乐。
5、MPEG-21标准。
MPEG-21标准：
是“多媒体框架”。该标准将综合利用不同层次的多 媒体技术标准把分布于全球各种不同的多媒体信息通过异构网络有效传输，即对 一些关键技术的集成。它的目标是要通过这种集成环境就对全球数字媒体资源进 行透明和增强管理，实现内容描述、创建、发布、使用、识别、收费管理、产权 保护、用户隐私权保护、终端和网络资源抽取、事件报告等功能，为多媒体信息 的用户提供透明而有效的电子交易和使用环境，即“电子商务”平台。
三、最新的压缩标准的发展 1、H.264。
H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一代视 频压缩编码标准。在ISO/IEC中该标准命名为AVC(Advanced Video Coding)，作 为MPEG-4标准的第10个选项;在ITU-T中正式命名为H.264标准。H.264的主要优 点有:在相同的重建图像质量下，H.264比H.263+和MPEG-4(SP)减小50%码率;对 信道时延的适应性较强;提高网络适应性;在编/解码器中采用复杂度可分级设 计;H.264还引入了很多先进的技术，包括：4×4整数变换、空域内的帧内预测、 1/4象素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术、去块效应滤 波器等。新技术带来了较高的压缩比，同时大大提高了算法的复杂度。
2、AVS。
AVS是由我国自主制定的音/视频编码技术标准，主要面向高清晰度 电视、高密度光存储媒体等应用。AVS标准以当前国际上最先进的MPEG-4 AVC/H.264框架为基础，强调自主知识产权，同时充分考虑了实现的复杂度。相 对H.264主要特点有：(1)8×8的整数变换与64级量化;(2)亮度和色度帧内预测都是 以8×8块为单位，亮度块采用5种预测模式，色度块采用4种预测模式;(3)采用16×16、 16×8、8×16和8×8 4种块模式进行运动补偿;(4)在1/4象素运动估计方面，采用不 同的四抽头滤波器进行半象素插值和1/4象素插值;(5)P帧可以利用最多2帧的前 向参考帧，而B帧采用前后各一个参考帧。分型压缩和人工智能也许会对视频压 缩技术带来一定的影响。四、结论 随着经济的发展、通信技术的日益提高，客户对视讯业务的需求呈迅 猛发展的趋势。在视讯业务中使用的视频压缩技术――MPEG将伴随我们走向数 字化时代。其中MPEG-1与MPEG-2已经在数字视频和PC与笔记本电脑上广泛应 用。MPEG-4是目前视频压缩技术的最新发展水平，其产品相继浮出水面。
MPEG-4在internet和第三代移动通信中将开创多媒体服务的新局面。MPEG-7标 准主要集成了多媒体目标搜寻程序。另外，MPEG-2也会得到扩展，MPEG-21是 其后续标准。
数字视频技术论文篇二 基于DV技术的数字视频制作 论文关键词:数字视频 影视制作 非线性编辑 论文摘要:本文简要论述了从数码摄像机输入到PC机上、编辑到刻录 光盘(DVD或VCD)的数字视频制作全过程,以Premiere软件为例,重点探讨PC机编 辑视频的特点、技术。
1.数字影视素材的采集 1.1采集所需的硬件设备 基于PC机的DV素材数字采集一般是通过1394接口进行。1394端口, 俗称火线。同通用串行总线(USB)一样,也是一种串行数据传输协议。它们都支持 热交换,也就是可以在 计算机正在运行时拔插设备。1394具有传输速度快的优点, 可以达到400M bps的传输速度,速度比较快(USB1.1数据传输速度为12M bps)。根 据它的这个特点,1394常用于连接数据传输量较大的数码摄像机、光驱或移动硬 盘等。现在的很多笔记本电脑和台式电脑,1394已经成为标准配置。
对于没有1394接口的PC机,可以配置1394卡或者带有模拟接口的视频 采集卡,这些采集卡的价格差异很大,从100多元到千元以上的都有。在采购采集卡 的时候,相配备的软件也很重要。价格高的卡,配备的软件就好,功能强、采集速度 快,采集和制作的效果都要好很多,使用起来也比较方便。除此之外,目前公认的比 较好的、比较常用的视频编辑软件有Premiere、绘声绘影、品尼高等,与绝大多数采集卡是兼容的。
1.2采集过程 有了1394卡或视频采集卡,再安装相应的驱动程序和视频编辑软件以 后,就可以进行数据采集了。对于1394卡,一般不需要安装驱动程序,只需要安装视 频编辑软件就可以使用。一般随卡配置的软件,通过视频编辑软件的驱动,可以识 别采集卡,直接用来采集DV视频。
1394卡的采集:将数码摄像机DV的数字口和PC机的1394口用数据线 连接。打开DV,把开关拨置在播放图像的位置(VTR),但并不需要按摄像机的播放 按钮。因为在采集的过程中不需要操作DV机,它的放像、前进、后退,都可以由软 件控制。
视频采集卡的采集:将数码摄像机DV的模拟视频输出接口和PC机的 采集卡模拟输入接口用AV线连接,用手动的方式操作DV机,随卡软件采集数字视 频。
声卡的数字音频采集:PC机声卡一般有线路输入、输出接口和MIC接 口,声音采集前先对其声卡的录音选项进行设置,模数音频转换用LINE选项,解说 词话筒录制选用MIC。常用的软件有录音大师、Cool Edit等。
2.数码影视的编辑 非线性视频节目的后期制作包括视频图像编辑、音频编辑、特技及声 像合成等工序,是根据前期摄制的节目素材按要求进行的再创造过程。下面以 Premiere6.5版本软件为基础,简要介绍数码影视编辑步骤。
2.1载入工程设置 启动Premiere6.5软件,进入“载入工程设置”选项,点击右栏“定制”按钮, 选定自己要编辑的常规参数,如:编辑方式、时基、时间显示;视频压缩格式、颜色 深度、帧大小、帧速率、帧幅纵横比;音频采样频率、量化位数、声道、压缩程 序;关键帧和生成选项及采集格式等。初次设定以后点击保存按钮命名保存,方便 以后使用。这些参数对今后的图像处理很重要,如果制作VCD(352×288),就没有必 要选择DVD(720×576)格式,因为这些选项决定了以后压缩的图像格式,每次启动 Premiere6.5时,在左栏“可用设置”选项中选择设置合适的命名选项2.2加入素材 数据采集以后,依据编辑脚本决定选用哪些素材。双击“工程”窗口空 白处,或者点击“文件”菜单,选择“导入”,在对话框里选择要加入的素材,可以借助 “Shift”键和“Ctrl”键。这样依次把素材放入“工程”窗口。每段素材可以用鼠标拖 到“源材”监视窗口,通过播放确定“入点”和“出点”,对于选择好的一段视频用鼠标 拖到“时间线”窗口的相应视频轨道。字幕、背景 音乐、解说词的编辑基本与视 频相同,用鼠标拖入相应的轨道。编辑项目的时间标识,可以通过“时间线”窗口的 横栏时间坐标轴看出。
2.3加入特技效果 所谓“特技”,就是素材与素材之间的切换,相当于电影中的镜头切换。
特技效果就是上一个素材的最后画面和下一个素材的开始画面衔接时的效果,转 场特技主要作用是制作出的作品显得更加专业,使用特技效果可以提高作品的档 次。
选择Premier“e特技”时,在“特技”栏中用动画的形式,直观地显示各种 “特技”效果的图标,双击“特技”选项,可以改变方向和转换方式。可以根据需要,选 择一个特技,用鼠标按住,将其托放在“时间线”窗口某两个素材之间,就完成了这 两个素材的转场切换。
2.4加入字幕 字幕加入在一部DV作品中是必不可少的,加入的内容可以是你拍摄 的时间、地点、说明等等。加入字幕的方法:点击“文件”菜单选择“新建-字幕”,打 开字幕设计窗口,因字幕一般是加入在影片里的,所以字体应该比较小一些,字幕 加入的位置也应该加在影片中间,位置由用户根据自己的需要加在影片的某个位 置上就可以了。当然,字体、字号、字色、位置等可以设计。
2.5保存项目 在编辑自己的作品时,选择“文件”菜单选项,其中有一个是“保存”的选 项。这时,用户可以选择磁盘上的一个盘符,给自己的项目命名,然后“确定”,就保存 了自己的项目。3.VCD与DVD制作 3.1生成压缩格式(mpg)文件 在精心编辑、制作了自己的DV作品以后,接着要进行的工作就是将自 己的作品压缩成光盘可以承载的、能被VCD或DVD机识别的文件格式,一般用 MPEG格式表示,可以是MPEG-1、MPEG-2等。
在Premiere软件“文件”菜单选项中,选择“输出”选项,再选择“电影”,你 可以根据需要选择你最终要生成的文件格式(DVD,VCD,SVCD等)。软件会根据选 择,生成所要求的文件格式,进行压缩处理。编辑作品被压缩成mpg格式以后,视频 的制作也就进入尾声了。
3.2刻录VCD或DVD 如果已经配置有CD或DVD刻录机,刻录软件可以直接引导刻录可以 在VCD或DVD机上以及在 计算机上播放的VCD、SVCD和DVD光盘。VCD或 MPEG-1对应的VCD;DVD或MPEG-2对应的DVD等。
4.结语 只有将拍摄的DV带制作成DVD或VCD,才真正地发挥了DV的作用, 因为它可以脱离摄像机和电脑,在电视上欣赏。
参考 文献 [1]吴起.数码影视后期制作实战演练(第一版)[M].北京:北京希望 电 子出版社,2000, [2]网冠科技.影像点化-Premiere5.5(第一版)[M].北京:机械 工业出版 社,2001, [3]韩清兰.浅谈非线性编辑系统的应用[J].有线电视技 术.2003,(6/7):45-46. [4]李铁,徐进云,胡跃平等.DV数码影视完全制作教程[J].电子工业出 版社,2003年6月 [5]王源.电脑影视特技浅谈.内蒙古科技与 经济.2004,21:102-103看了“数字视频技术论文”的人还看：
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