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視頻處理 |
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概述 在計算機上播放和錄製視頻，可以將家庭電影複製到計算機，使用視頻和音頻剪貼工具進行編輯、剪輯、增加一些很普通的特效效果，使視頻可觀賞性增強，稱之為視頻處理。 傳統電視(綠)與常見的電影畫面長寬比例之比較長寬比（Aspect ratio）是用來描述視頻畫面與畫面元素的比例。傳統的電視螢幕長寬比為4:3（1.33:1）。 HDTV的長寬比為16:9（1.78:1）。而35mm膠卷底片的長寬比約為1.37:1。雖然電腦螢幕上的像素大多為正方形，但是數字視頻的像素通常並非如此。例如使用於PAL及NTSC訊號的數位保存格式CCIR 601，以及其相對應的非等方寬螢幕格式。因此以720x480像素記錄的NTSC規格DV影像可能因為是比較“瘦”的像素格式而在放映時成為長寬比4:3的畫面，或反之由於像素格式較“胖”而變成16:9的畫面。 常見視頻格式 AVI---AVI文件 AVI是音頻視頻交錯(Audio Video Interleaved)的英文縮寫，它是Microsoft公司開發的一種符合RIFF文件規範的數字音頻與視頻文件格式，原先用於Microsoft Video for Windows (簡稱VFW)環境，已被Windows 95/98、OS/2等多數操作系統直接支持。 AVI格式允許視頻和音頻交錯在一起同步播放，支持256色和RLE壓縮，但AVI文件並未限定壓縮標準，因此，AVI文件格式只是作為控制界面上的標準，不具有兼容性，用不同壓縮算法生成的AVI文件，必須使用相應的解壓縮算法才能播放出來。常用的AVI播放驅動程序，主要是Microsoft Video for Windows或Windows 95/98中的Video 1，以及Intel公司的Indeo Video。 AVI文件主要應用在多媒體光盤上，用來保存電影、電視等各種影像信息，有時也出現在Internet上，供用戶下載、欣賞新影片的精彩片斷。 MPEG/MPG/DAT---MPEG文件 MPEG文件格式是運動圖像壓縮算法的國際標準，它採用有損壓縮方法減少運動圖像中的冗餘信息，同時保證每秒30幀的圖像動態刷新率，已被幾乎所有的計算機平台共同支持。 MPEG標準包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(視頻、音頻同步)三個部分，前文介紹的MP3音頻文件就是MPEG音頻的一個典型應用，而Video CD (VCD)、Super VCD (SVCD)、DVD ( Digital Versatile Disk)則是全面採用MPEG技術所產生出來的新型消費類電子產品。 MPEG壓縮標準是針對運動圖像而設計的，其基本方法是：在單位時間內採集並保存第一幀信息，然後只存儲其餘幀相對第一幀發生變化的部分，從而達到壓縮的目的，它主要採用兩個基本壓縮技術：運動補償技術(預測編碼和插補碼)實現時間上的壓縮，變換域(離散餘弦變換DCT)壓縮技術實現空間上的壓縮。 MPEG的平均壓縮比為50∶1，最高可達200∶1，壓縮效率非常高，同時圖像和音響的質量也非常好，並且在微機上有統一的標準格式，兼容性相當好。 這裡值得注意的是DIVX。 DIVX視頻編碼技術可以說是一種對DVD 造成威脅的新生視頻壓縮格式，也有人說它是DVD 殺手，它由Microsoftmpeg4 v3 修改而來，使用了MPEG4的壓縮算法。同時它也可以說是為了打破ASF 的種種協定而發展出來的。而使用這種據說是美國禁止出口的編碼技術MPEG4 壓縮一部DVD 只需要2 張CDROM。這樣就意味著讀者不需要額外購買DVD光驅也可以得到和它差不多的視頻質量。而且播放這種編碼，對機器的要求也不高，CPU的最低額度只要求在300MHZ 以上，而且在CPU類型的選擇方面，不論你的芯是PII、CELERON還是PIII、AMDK6/2、AMDK6III、ATHALON ，就是CYRIXx86也可以統吃拿下。在配置上64 兆內存和一個8兆顯存的顯卡上，DIVX便可以流暢的播放了。 RA/RM/RMVB---RealVideo文件 RealVideo文件是RealNetworks公司開發的一種新型流式視頻文件格式，它包含在RealNetworks公司所製定的音頻視頻壓縮規範RealMedia中，主要用來在低速率的廣域網上實時傳輸活動視頻影像，可以根據網絡數據傳輸速率的不同而採用不同的壓縮比率，從而實現影像數據的實時傳送和實時播放。 RealVideo除了可以以普通的視頻文件形式播放之外，還可以與RealServer服務器相配合，在數據傳輸過程中邊下載邊播放視頻影像，而不必像大多數視頻文件那樣，必須先下載然後才能播放。 Internet上已有不少網站利用RealVideo技術進行重大事件的實況轉播。 RMVB影片格式比原先的RM多了VB兩字，在這裡VB是VBR（Variable Bit Rate--可變比特率）的縮寫。在保證了平均採樣率的基礎上，設定了一般為平均採樣率兩倍的最大採樣率值，在處理較複雜的動態影像時也能得到比較良好的效果，處理一般靜止畫面時則靈活的轉換至較低的採樣率，有效的縮減了文件的大小。 MOV/QT---QuickTime文件 QuickTime是Apple計算機公司開發的一種音頻、視頻文件格式，用於保存音頻和視頻信息，具有先進的視頻和音頻功能，被包括Apple Mac OS、Microsoft Windows 95/98/NT在內的所有主流電腦平台支持。 QuickTime文件格式支持25位彩色，支持RLE、JPEG等領先的集成壓縮技術，提供150多種視頻效果，並配有提供了200多種MIDI兼容音響和設備的聲音裝置。新版的QuickTime進一步擴展了原有功能，包含了基於Internet應用的關鍵特性，能夠通過Internet提供實時的數字化信息流、工作流與文件回放功能，此外，QuickTime還採用了一種稱為QuickTime VR (簡作QTVR)技術的虛擬現實(Virtual Reality， VR)技術，用戶通過鼠標或鍵盤的交互式控制，可以觀察某一地點周圍360度的景像，或者從空間任何角度觀察某一物體。 QuickTime以其領先的多媒體技術和跨平台特性、較小的存儲空間要求、技術細節的獨立性以及系統的高度開放性，得到業界的廣泛認可，已成為數字媒體軟件技術領域的事實上的工業標準。國際標準化組織(ISO)選擇QuickTime文件格式作為開發MPEG4規範的統一數字媒體存儲格式。 ASF/WMV----MICROSOFT流媒體文件 Microsoft公司推出的Advanced Streaming Format (ASF，高級流格式)，也是一個在Internet上實時傳播多媒體的技術標準，Microsoft公司的野心很大，希圖用ASF取代QuickTime之類的技術標準。 ASF的主要優點包括：本地或網絡回放、可擴充的媒體類型、部件下載、以及擴展性等。 ASF應用的主要部件是NetShow服務器和NetShow播放器。有獨立的編碼器將媒體信息編譯成ASF流，然後發送到NetShow服務器，再由NetShow服務器將ASF流發送給網絡上的所有NetShow播放器，從而實現單路廣播或多路廣播。這和Real系統的實時轉播則是大同小異。 WMV又是一種獨立於編碼方式的在Internet上實時傳播多媒體的技術標準，Microsoft公司希望用其取代QuickTime之類的技術標準以及WAV、AVI之類的文件擴展名。 wmv的主要優點包括：本地或網絡回放、可擴充的媒體類型、部件下載、可伸縮的媒體類型、流的優先級化、多語言支持、環境獨立性、豐富的流間關係以及擴展性等。 AVI(n AVI) 如果你發現原來的播放器突然打不開這種格式的avi文件了，那你就要考慮是不是碰到了nAVI。 n AVI是newAVI 的縮寫，是一個名為ShadowRealm 的地下組織發展起來的一種新視頻格式。它是由Microsoft ASF 壓縮算法的修改而來的（並不是想像中的AVI），視頻格式追求的無非是壓縮率和圖像質量，所以NAVI 為了追求這個目標，改善了原始的ASF 格式的一些不足，讓NAVI 可以擁有更高的幀率（frame rate）。當然，這是犧牲ASF 的視頻流特性作為代價的。概括來說， NAVI 就是一種去掉視頻流特性的改良型ASF 格式，也可以被視為是非網絡版本的ASF 。 ISO、BIN、IMG、TAO、DAO、CIF、FCD－鏡像文件格式 鏡像文件其實就是一個獨立的文件，和其他文件不同，它是由多個文件通過刻錄軟件或者鏡像文件製作工具製作而成的。 鏡像文件的應用範圍比較廣泛，最常見的應用就是數據備份(如軟盤和光盤)。隨著寬帶網的普及，有些下載網站也有了ISO格式的文件下載，方便了軟件光盤的製作與傳遞。常見的鏡像文件格式有ISO、BIN、IMG、TAO、DAO、CIF、FCD。 打開鏡像文件可以使用WinISO或者IsoBuster，下載這些軟件的地方都有相關教程，不再贅述。 [1]. 常見處理數據 視頻處理需要使用大量數據作為測試和訓練集，如：Visual Object Classes Challenge 2011 (VOC2011)(PASCAL視覺目標分類挑戰賽2011)、BEHAVE - Crowds(人群行為視頻數據集) 、交通視頻數據庫（2010年- 2011年間的數據）、IR Marks video data set (加利福尼亞大學圣迭戈分校臉部運動視頻數據庫) 、The Honda/UCSD Video Database(加利福尼亞大學圣迭戈分校臉部追踪視頻數據庫) 、VIRAT Video Dataset(美國國防部高級研究計劃局VIRAT視頻數據庫) 等。 信息處理 根據三基色原理，在視頻領域利用R、G、B三色不同比例的混合來表現豐富多彩的世界。由於攝像機中的原始信號和電視機、監視器、計算機顯示器裡的最終信號都是RGB信號，因此，使用RGB信號作為視頻信號的傳輸和記錄方式,無疑會有極高的信號質量。但在實際應用中卻並非如此，因為。一則這會極大地增加視頻帶寬，增加相關設備的成本，二則這也與現行的黑白電視不兼容。 ①視頻信號 ⒈YUV分量信號 按亮度方程將RGB轉換生成亮度信號Y和兩個色差信號U（BY）、V（(RY），就得到YUV分量信號。 |
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