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第五章 多媒体视频技术
教学目标：了解数字视频基础；了解运动图像压缩标准；了解 数字摄
像头与视频卡；掌握视频编辑软件；掌握VCD制作系统。
重点难点：视频编辑软件；VCD制作系统。
教学内容：1．数字视频基础
2．运动图像压缩标准
3．数字摄像头与视频卡
4．视频编辑软件
5．VCD制作系统
教学课时：3学时
教学过程：

5.1 数字视频基础
一、视频的基本概念
1.视觉暂留现象
人眼具有一种视觉暂留的生物现象，即人观察的物体消
失后，物体 映像在人眼的视网膜上会保留一个非常短暂的时
间(0.1-0.2s)。
利用这一 现象，将一系列画面中物体移动或形状改变很
小的图像，以足够快的速度(24-30fs)连续播放， 人就会感
觉画面变成了连续活动的场景。
2.视频的定义
视频又 称运动图像，它是连续地随着时间变化的一组图

像(24fs、25fs、30fs)。
常见的视频信号有：电影、电视、动画。
3.视频的特点
①人类接受信息的70%来自视觉(重要获取)
②视频信息确切、直观、生动
③视频信息容量大
4.电视的制式
⑴NTSC制式(美国、日本、台湾地区)
①525行帧，30帧秒(29.97fps)
②隔行扫描：2场帧，262.5行场
③宽高比：4:3(电影为3:2)
④颜色模型：YIQ
⑵PAL制式(中国、多数欧洲国家)
①625行帧，25帧秒
②隔行扫描：2场帧，312.5行场
③宽高比：4:3
④颜色模型：YUV
⑶SECAM制式(法国、俄罗斯、中东国家)
类似PAL制式，色度信号调频，PAL制调幅
⑷HDTV(高清晰度电视)
①图像清晰度是现行电视的2倍
②宽高比：16:9，多声道环绕声音

二、视频的数字化
1. 视频信号数字化过程



主要为两个方面：
①空间位置的离散和数字化
②亮度电平的离散和数字化
图像是离散的视频，视频是连续的图像。

y

11111111
帧序
列
模拟
视频
扫描 采样 量化 编码
数字
视频





t
00000000
x
图像量化(8位)
像素
点
2.视频数字化的优点
与模拟视频相比，数字视频的优点是：
①数字视频便于创造性的编辑与合成
②视频数字信号可长距离传输而不损耗
③数字视频可不失真地进行多次复制
④在网络环境下容易实现资源共享

⑤数字视频可与其它媒体组合使用
缺陷:处理速度慢,数据量大(压缩、光盘)
三、数字视频的文件格式
文件
AVI(Audio Video Interleave)文件是一种音视频交叉记录的数字视频文件格式。微软公司于1992年推出了AVI
技术及其应用软件VFW。
特点：①AVI采用帧内压缩,可用一般的视频编辑软件进
行编辑或处理。
②提供无硬件视频回放，其窗口大小和帧率可根据播放
环境进行调整。
文件
MPG文件是采用MPEG算法进行压缩的全运动视频文件
格式。它在1024*768的分辨率下可用 每秒25或30帧的速
率同步播放全运动视频图像和CD音乐伴音，其文件大小为
AVI的16 。
DAT文件也是基于MPEG压缩算法的一种文件格式,它是
Video CD和卡拉OK CD数据文件的扩展名。
文件
MOV(Movie digital video)文件是Apple公司在其
Macintosh机推出的视频文件格式， 其相应的视频应用软件
QuickTime与VFW类似。

QuickTime for Macintosh
QuickTime for Windows
MOV文件格式的压缩算法
Video编码支持16位图像深度的帧内压缩和帧间压缩。
四、视频技术的应用
1.在广播电视中的应用
常规数字电视、高清晰度电视
2.在通信领域中的应用
可视电话、视频会议、视频点播
3.在计算机领域中的应用
视频制作、VCD、DVD、视频数据库、动画
4.在其它领域中的应用
数字图书馆、视频游戏、网上购物、军事
5.2 运动图像压缩标准
一、MPEG标准概述
MPEG(Moving Picture Experts Group,运动图像专家组)
是在1988年由ISOIEC联合 成立的工作组，其主要任务是
制订各种运动图像及其伴音信号的数字压缩编码国际标准。
-1标准
MPEG-1是1992年通过的用于 1.5Mbps速率的数字存储
媒体运动图像及伴音编码标准。
MPEG-1主要应用：光盘、数字录音带、磁盘、通信网络

以及VCD等。
-2标准
MPEG-2是1994年通过的用于4-15Mbps速率的广播级运
动图像及伴音编码的国际标准。
MPEG-2主要应用：DVD、HDTV(高清晰度电视)、视频会
议以及多媒体邮件等。
-4标准
MPEG-4是1998年通过的用于低比特率(≤ 64kbps)的
视频压缩编码标准。
主要应用：可视电话、视听对象(交互)。
-7标准
MPEG-7(多媒体内容描述接口,Multimedia Content
Description Interface)规定一套描述符标准，用于描述各
种多媒体信息，以便更快更有效地检索信息。
主要应用：数字图书馆、广播媒体选择、多媒体编辑以
及多媒体索引服务。
-21标准
多媒体框架(Multimedia Framework)
二、MPEG视频压缩工具
1.豪杰实用工具集
⑴AVI转MPEG
⑵MPEG转AVI

5.3 数字摄像头与视频卡

一、数字摄像头
计算机摄象机(PC- camera)、电脑眼。
1.功能与应用
数字摄像头是一种数字视频输入设备。
应用：①可视电话(Netmeeting)
②实时监视
③视频采集
④网上教学
⑤远程医疗

2.性能指标
感光器：感光电子元器件。
CCD电荷耦合器件(高端技术元件)
特点：成像好、灵敏度高、抗震性强
CMOS互补金属氧化半导体(低端市场)
特点：成本低、反应快、功耗低
像素：10万像素→352*288
30-100万像素→640*480以上

捕获速度：采用最大分辨率的流畅度。
25-30fs(出现延迟或跳帧)
接口方式：并口(淘汰产品)
USB接口

附送软件：视频聊天软件
影像管理软件
图形图像处理软件
(品牌：朗视、创新、罗技等)
二、视频卡
1.视频卡的功能
视频卡是基于PC机的一种多媒体视频信号处理平台，
它汇集了视 频源、音频源的信号，经过捕获、编码、存储、
编辑和特技、输出等处理，可以产生非常漂亮的画面。
视频卡的功能还包括图像的放大修整、捕捉特定镜头、
若干视频源图像叠合等。
2.视频卡的分类
⑴视频采集卡(视频捕获卡)
功能：对输入的模拟视频进行采样、量化后转换为数字
图像文件。
工作方式：单帧采集、连续采集
⑵视频输出卡
功能：将视频输出到电视机或录像机。
接口方式：内置式插卡、外接盒式

⑶电视接收卡
功能：将从天线接收的射频信号变换成视频信号，经AD
转换 成数字信号，再经变换电路变为RGB信号送显示器上。

电视频道选台
⑷视频叠加卡
功能：将标准视频信号与VGA信号叠加，并显示在显示
器上，如卡拉OK歌词的叠加。
⑸视频压缩卡(MPEG卡)

3.视频采集卡及应用
⑴原理框图
⑵性能指标
输入输出接口：单工卡(视频输入)
双工卡(视频输入、输出)
采集像素：640*480、320*480
采集速率：30帧秒
声音处理：音频输入接口
电视机调谐器：电视图像→PC机

⑶外部接口(创新RT300视频采集卡)






5.4 视频编辑软件

一、Premiere概述
Premiere是Adobe公司推出 的一种专业化视频编辑软
件,它可配合多种硬件进行视频捕获和处理，并能产生广播
级质量的视 频文件。
1.发展简史
Adobe推出了Premiere的Macin tosh版本,升级到4.0
时才推出Windows版本。
Premiere 4.04.2
Premiere 5.05.15.5
Premiere 6.06.5

2.基本功能
Premiere是非常优秀的视 频编辑软件，它能对视频、声
音、动画、图片、文本进行编辑和处理，并最终生成电影文
件。
3.窗口组成
标题栏、菜单栏、音频控制器窗口
节目窗口、监控窗口、时间线窗口
控制面板--效果控制、信息
导航板、历史、命令
特技、音频效果、视频效果
二、Premiere基本操作
1.输入视频或音频

文件新建节目：
文件打开：


2.时间线窗口→编排节目
Boys→视频1A
Cyclers→视频2
Music→音频1
3.播放视频图像
在时间线窗口中的音频和视频文件，可通过监控窗口进
行播放。
4.管理视频文件
文件保存或另存为：
5.输出视频文件
生成新的avi文件，如：
文件时间线输出电影→
三、特技效果
特技是指两个视频道上的视频片段有重叠时，从其中一
个视频片段平滑地、连续地变化到另一个视频片段 的过程。
操作过程：①拖动两段视频到时间线窗口[视频1A]和
[视频1B]，并将它们首尾相连。
②拖动一特技到[特技]视频道上，双击该特技可弹出对

话框进行设置或浏览动作。
③时间线预演
利用特技制作画中画：它是一个特殊的特技效果，需要
通过一定的技巧完成这一效果。
操作过程：①拖动两段视频到时间线窗口[视频1A]和
[视频1B]，并将它们相互重叠。
②在特技面板中拖动ZoomZoom到特技轨道上，并用鼠
标调整长度。
③双击Zoom图 标，在打开的对话框中选中[显示实际
源]，按Shift键，拖动滑块调整画面。
四、滤镜效果
Premiere 6.0附带：73种视频滤镜
21种音频滤镜
开放式滤镜：支持第三方厂商开发滤镜。
使用视频滤镜可 以为视频素材添加多种特技效果，创作
出更加精彩的视频节目。另外，每种滤镜都设有可供调整的
参数，供用户为实现自己预想效果而进行调整。
操作过程：
①拖动两段视频素材到时间线窗口的视频轨道，单击扩
展轨道标志。
②拖动两个视频滤镜到视频素材上，如：
DistortBend，PerspectiveBasic3D

③在Video扩展轨道上插入一个关键帧，并在Effect
Controls控制面板上进行参数调整。
五、滚动文字
操作过程：
①选择[文件新建Title]
②选择滚动标题工具，用鼠标从左上角向右下角拖动出
一个文本框。
③输入滚动文字，选择Title菜单选项，可设置文字的
大小、字体、颜色等。
④选择[TitleRolling Title Options]菜单命令，在
弹出的对话框中设置字幕滚动的方向。
5.5 VCD制作系统
VCD(Video Compact Disc),它可存储视频信号74分钟。< br>与录像带相比，它具有易保存、不怕磁等特点，是保存影像
资料的好介质。
一、 VCD制作系统的基本构成
软件：Premiere, MediaStudio Pro
Video Pack, CD Labeler
二、视频压缩卡(MPEG卡)
1.视频压缩卡的主要功能
视频 压缩卡能将摄像机或录像机播放的模拟信号数字
化，即按照MPEG-1标准进行压缩编码，生成mpg 压缩文件。

数字摄像机或数字录像机




DV数字格式
Hi8数字个数
IEEE 1394卡
Firewire(火线)
iLink(索尼)
100-400Mbps

2.视频压缩卡的种类
⑴以Broadway为代表的早期压缩卡
采用美国C-CUBE公司的CLM4110芯片
优点：①图像清晰度高
②色彩饱和度好
缺点：①压缩效率低
②长时间压缩会出现声像不同步
Broadway,Genie(La Vision公司)
⑵以Apollo-Ⅱ为代表的压缩卡
采用DEC公司的21230芯片，它的音视 频输入输出、压
缩图像、音质都能人们满足要求，且准确做到声画同步。
Snazzi(La Vision)
RT5(法国Vitec Multimedia)
天影(北京)、影皇9771(福建)
ⅡMPEG视频压缩卡
S nazziⅡ是一块能提供广播级质量的视频压缩卡，它结
合软、硬件技术进行实时视频编码、编辑、创 作和回放。
特征：

①MPEG-1MPEG-2编码
②VCDDVD编辑与制作
③MPEG-1MPEG-2回放
④VGA和TV输出
三、光盘刻录机
1.光盘刻录技术
光盘(CD-Compact Disc,高密盘)，其特点
存储容量大：CD- ROM650MB，DVD4.7GB
记录密度高：聚焦成直径为1μm的光点进行记录，存
储密度高达10
7
-10
8
bitcm
2
。
非接触方式：读写信息时
长期保存信息：10-100年
价格低廉
⑴CD-ROM技术
CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)是只读光盘
(只能读，不能改-重写、擦除)。
CD- ROM光盘一般存储650MB数据,包括文本、表格、图
片、视频、音频等各种类型文件。
光驱读取CD-ROM信息的工作原理：
光盘驱动器读取数据时由激光束照射到光盘的平面上 ，
当有70-80%的光反射并传输到光检测器时，记下ON代表1;
当激光束照在凹坑上时， 激光束由于散射而无法接收到反射

信号，则光检测器记下OFF代表0。
⑵CD-R技术
CD-R(Compact Disc- Recordable)是追记型光盘(写一
次，只能读，不能改)。
CD- R光盘主要用于信息存档或备份大型系统，它比
CD-ROM多了一层塑料层(记忆数据)。
CD-R光盘的工作原理：
刻录机将数据写入CD-R光盘时，以高功率激光束照射
塑料层。该位置的有机染料会融化并产生化学反应(类似凹
坑)，而没有被高功率激光束照射的位置可靠 反射层反射激
光。
读取CD-R光盘数据与CD-ROM相同，但由于它使用有机
染 料，降低了光反射率，因此用金或银作为反射层以提高对
光的反射率。
⑶CD- RW技术
CD-RW(Compact Disc- ReWritable)是可擦写光盘(可读，
可擦除，可重写)。
与CD- R光盘相比，CD-RW具有以下特点：
①塑料层变为染料层(硒或碲的结晶层)
②相变技术：通过激光照射能将染料层呈现结晶(平面)
和非结晶(凹坑)两种状态。
CD- R与CD-RW的优缺点

优

点




缺

点





CD-R
CD-R刻录机和光盘价格相对便宜
CD-R刻录机的刻录速度相对较快
CD-R光盘能在CD- R刻录机和普通光盘驱动器上
读取
CD-R刻录机只能刻录CD-R光盘
CD- R光盘不能重复写入，若刻录失败，整个光
盘报废
CD-RW
CD- RW光盘可重写，刻录失败可重来
CD-RW刻录机可刻录CD-RCD-RW光盘
CD- RW刻录机是目前刻录机市场的主流产品
CD-RW刻录机和光盘价格相对较高
除CD- RW刻录机本身能读取其所刻录的光盘，必须用
具有MultiRead功能的光盘驱动器才能读取
2.光盘刻录机的性能指标
⑴读写速度






写入速度
读取速度
复写速度
CD- RRW刻录机刻录CD-R光盘时的数据传输率
刻录机读取光盘数据时的数据传输率
CD- RW刻录机刻录CD-RW光盘时的数据传输率
Philips PCRW1610：16×10×40
擦写速度 CD-RW刻录机擦除CD- RW光盘内容时的数据传输率
写入速度×复写速度×读取速度
标准的光盘驱动器数据传输率＝150KBs
⑵平均寻道时间
指将激光头从当前读写位置定位到另一读写位置所需
要的时间。
⑶缓存容量
缓存的作用是暂时存放待刻录的数据。
光盘刻录机的缓存容量：1MB-8MB

⑷接口方式




SCSI接口 IDE接口
价格较低
兼容性好，可使用主板的
IDE接口
对系统和刻录软件依赖
性较强
USB接口
连接简单快捷
数据传输率高
优占用CPU资源很少
点 稳定性比较强
刻录质量最好
缺
需要购买SCSI卡
点
连接电缆的长度比较
短

⑸支持的光盘数据格式
光盘刻录机支持以下光盘数据格式：
CD-ROM：用于计算机软件
CD-ROMXA：用于多媒体出版物
CD-DA： 用于数据光盘
CD-I： 用于交互式光盘
VCD： 用于VCD电影

3.光盘格式及标准
⑴红皮书 激光唱盘，CD- Digital Audio或CD-DA
⑵黄皮书(ISO 9660)
存放计算机数据(含图文声像)，CD-ROM
⑶绿皮书
交互式光盘，CD-I(CD-Interactive)

⑷橙皮书
可写多次的光盘，CD-R
⑸白皮书
视频光盘，VCD(MPEG-1)，650MB
352*288(25帧秒)，双声道立体声
⑹DVD规范
数字视盘，DVD(MPEG-2)，4.7GB

720*576(50帧秒)，杜比环绕立体声
四、刻录软件(VideoPack 5.0)
VideoPack既能制作VCD,也能制作SVCDDVD
五、光盘封面制作软件(CD Labeler 2.10)
光盘封面制作软件主要用于制作盘片封面和标签，对制
作的VCD进行包装。
可设定字体、字型大小、色彩、标题等。

附录 非线性编辑系统NLES

一、线性编辑与非线性编辑
线性(Linear)是指连续的磁带存储视频信号的方式，信
息存储必须以时间顺序进行。
基于磁带的编辑系统是线性编辑系统。
非线性(Non-Linear)是指用硬盘、光盘等 介质存储视频
信息的方式，它能随机访问任意地方的视频画面，且不受时
间顺序限制。
二、非线性编辑系统的优缺点
1.优点
①无磁头和机械磨损
②无复制损耗(视频数字化、压缩有损耗)
③编辑、特技、配音可同时进行和修改
④视频节目共享、网络协同创作
2.缺点

①软件特技生成需要时间
②硬盘、光盘存储视频→容量小，价位高
三、非线性编辑系统的种类
1.基于PC机平台的非线性编辑系统
数码影视工作室
2.基于MAC平台的非线性编辑系统
专业视频制作领域
Avid公司Media Composer系列等
3.基于工作站平台的非线性编辑系统
SGI公司02图形工作站Composer非线性编辑系统。