視頻信號的采集與存儲
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一個視頻圖形適配器(通常叫做抓幀器或視頻采集卡)經常被用來數(shù)字化視頻模擬信號，并將之轉換為計算機圖形信號。視頻信號的數(shù)字記錄需要大量的磁盤空間，例如，一幅640×480中分辨率的彩色圖像(24 b／pixel)，其數(shù)據(jù)量約為O．92 Mb／s，如果存放在650 MB的光盤中，在不考慮音頻信號的情況下，每張光盤也只能播放24 s，使用如此巨大的磁盤空間存儲數(shù)字視頻，是大多數(shù)計算機用戶所無法接受的。在這種情況下，將視頻帶到計算機上，以有效的幀率播放存儲信息，是使用計算機處理視頻能力的最大障礙，鑒于此種情況，我們采用數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)和幀尺寸、色彩深度和圖像精度折衷的辦法，對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，以節(jié)省磁盤存儲空間．數(shù)字化視頻采集技術也就變成了現(xiàn)實。
數(shù)字化視頻的過程．通常被叫做數(shù)字化視頻采集。模擬信號到數(shù)字信號的轉換中通常用8 bit來表示．對于專業(yè)或廣播級的信號轉換等級會更高。對于彩色信號，無論是RGB還是YUV方式，只需用24 bit來表示。因此采樣頻率的高低是決定數(shù)字化視頻圖像質量的重要指標。
視頻采集中計算機的處理設備通常有3種類型，即幀采集卡、動態(tài)圖像連續(xù)采集卡、電視節(jié)目接受卡。幀采集卡的工作原理是把偶合視頻信號解碼成RGB或YUV，RGB或YUV信號經過A／D轉換后進入幀存體，幀存體內的數(shù)據(jù)根據(jù)同步信號不斷被刷新。幀存體內的數(shù)據(jù)需要保存時，計算機給出控制信號，幀存體數(shù)據(jù)不再被刷新．這時計算機可以讀出幀存體數(shù)據(jù)傳送到計算機內存或存放到硬盤中。由于視頻信號是隔行掃描．在數(shù)字化過程中每幀圖像分成兩場，每場的分辨率是228行，因此高速運動的圖像采集后有抖動的感覺，要解決這一問題可以只采集一場或縮短快門時間。采集連續(xù)圖像到計算機中是比較困難的，因為單一幀靜止圖像的數(shù)據(jù)量已經很大，而動態(tài)圖像是25幀／s～30幀／s，模擬的視頻圖像數(shù)字化后所得到的數(shù)據(jù)量巨大，使傳輸、存儲和處理很困難。解決這一問題的辦法一般有3種：
(1)利用局部數(shù)據(jù)總線，提高數(shù)據(jù)傳輸速度；
(2)大大降低分辨率；
(3)采用壓縮編碼。本文引用地址：http://2s4d.com/article/163695.htm
3 視頻壓縮
對視頻圖像進行壓縮編碼，是目前最流行的方法。1980年以來，國際標準化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)和國際電信聯(lián)盟(ITU)等陸續(xù)完成了各種數(shù)據(jù)壓縮標準和建議．如面向靜止圖像壓縮的JPEG標準，在運動圖像方面用于視頻會漢的H.261標準、用于可視電話的H.263標準、用于VCD的MlPEG1標準、用于廣播電視和DVD的MPEG2標準以及最新的采用基于對象的編碼理念的MPEG4標準等。MPEG是運動圖像專家組的英文首字母縮寫。該專家組成立于1988年，致力于運動圖像及其伴音的壓縮編碼標準化工作。
MPEG1于1993年成為國際標準，它是對1．5 Mbit／s以下數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音的壓縮編碼標準，適用于CD―ROM、VCD、CD-I(交互式CD)等。
它可對SIF(標準交換格式)分辨率(NTSC制式為352×240；PAl，制式為352×288)的圖像進行壓縮，傳輸速率為L 5 Mbit／s，每秒播放30幀．具有CD音質，圖像質量基本與VHS家用錄像機相當。MPEGl也被用于數(shù)字通信網絡上的視頻傳輸，如基于ADSI。(非對稱數(shù)字用戶線路)的視頻點播(VOD)、遠程教育等。
MPEG2于1995年成為國際標準，其目標是達到高級工業(yè)標準的圖像質量以及更高的傳輸率。MPEG2所能提供的傳輸率在3Mbit／s～10 Mbit／s之間，在NTSC制式下的分辨率可達720×486．可提供廣播級的圖像質量和CD級的音質，適用于數(shù)字電視廣播(DVB)、HDTV和DVD的運動圖像及其伴音的壓縮編碼。目前，MPEG2已得到廣泛應用．如美國、歐洲在DVD和數(shù)字電視廣播方面都采用MPEG2壓縮技術。
MPEG3最初是為HDTV開發(fā)的編碼和壓縮標準，但由于MPEG2的出色性能表現(xiàn)，已能適用于HDTV，使得MPEG3還沒出世就被拋棄了。
MPEG4于1999年初正式成為國際標準。MPEG4是一個適用于低傳輸速率應用的方案。與MPEGl和MFPEG2相比，MPEG4更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。在視頻編碼方面，MPEG4支持對自然和合成的視覺對象的編碼。合成的視覺對象包括2D、3D動畫和人面部表情動畫等。在音頻編碼，MPEG4是在一組編碼工具支持下，對語音、音樂等自然聲音對象和具有回響、空間方位感的合成聲音對象進行音頻編碼的。MPEG4音頻編碼不僅支持自然聲音，而且支持合成聲音。
MPEG4的重要特點包括：(1)基于內容的普遍性。MPEG4能夠直接選取音頻、視頻內容進行編碼，并對其靈活地進行控制和顯示，用戶可以自行選擇場景中的物體的解碼質量，進行家庭影視節(jié)目制作和編輯。(2)以AV為對象．增強了交互性和擴展性，從而提高了交互應用的靈活性。(3)將各種功能應用在自然的和合成的AV對象上．增強了節(jié)目編輯制作能力。(4)MPEG4在誤碼環(huán)境中．尤其是在惡劣誤碼條件下的低比特率應用中的抗誤碼性，有利于節(jié)目制作、分配和顯示。
4 結束語
視頻信號被采集到計算機后，就可進入編輯制作階段，由于硬盤錄像機、數(shù)字攝像機、非線性編輯系統(tǒng)等數(shù)字產品的快速發(fā)展，將視頻制作帶人全面數(shù)字化時代，視頻的網絡化傳輸和直接播出技術已成為現(xiàn)實。
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