數(shù)字視頻簡(jiǎn)介

　　數(shù)字視頻就是先用攝像機(jī)之類(lèi)的視頻捕捉設(shè)備，將外界影像的顏色和亮度信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再記錄到儲(chǔ)存介質(zhì)（如錄像帶）。

　　數(shù)字視頻就是以數(shù)字形式記錄的視頻，和模擬視頻相對(duì)的。數(shù)字視頻有不同的產(chǎn)生方式，存儲(chǔ)方式和播出方式。比如通過(guò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)直接產(chǎn)生數(shù)字視頻信號(hào)，存儲(chǔ)在數(shù)字帶，P2卡，藍(lán)光盤(pán)或者磁盤(pán)上，從而得到不同格式的數(shù)字視頻。然后通過(guò)PC，特定的播放器等播放出來(lái)。

　　為了存儲(chǔ)視覺(jué)信息，模擬視頻信號(hào)的山峰和山谷必須通過(guò)模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器來(lái)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的“0”或“1”。這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程就是我們所說(shuō)的視頻捕捉（或采集過(guò)程）。如果要在電視機(jī)上觀看數(shù)字視頻，則需要一個(gè)從數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換器將二進(jìn)制信息解碼成模擬信號(hào)，才能進(jìn)行播放。

數(shù)字視頻百科

　　數(shù)字視頻就是先用攝像機(jī)之類(lèi)的視頻捕捉設(shè)備，將外界影像的顏色和亮度信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再記錄到儲(chǔ)存介質(zhì)（如錄像帶）。

　　數(shù)字視頻就是以數(shù)字形式記錄的視頻，和模擬視頻相對(duì)的。數(shù)字視頻有不同的產(chǎn)生方式，存儲(chǔ)方式和播出方式。比如通過(guò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)直接產(chǎn)生數(shù)字視頻信號(hào)，存儲(chǔ)在數(shù)字帶，P2卡，藍(lán)光盤(pán)或者磁盤(pán)上，從而得到不同格式的數(shù)字視頻。然后通過(guò)PC，特定的播放器等播放出來(lái)。

　　為了存儲(chǔ)視覺(jué)信息，模擬視頻信號(hào)的山峰和山谷必須通過(guò)模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器來(lái)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的“0”或“1”。這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程就是我們所說(shuō)的視頻捕捉（或采集過(guò)程）。如果要在電視機(jī)上觀看數(shù)字視頻，則需要一個(gè)從數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換器將二進(jìn)制信息解碼成模擬信號(hào)，才能進(jìn)行播放。

　　模擬視頻的數(shù)字化包括不少技術(shù)問(wèn)題，如電視信號(hào)具有不同的制式而且采用復(fù)合的YUV信號(hào)方式，而計(jì)算機(jī)工作在RGB空間；電視機(jī)是隔行掃描，計(jì)算機(jī)顯示器大多逐行掃描；電視圖像的分辨率與顯示器的分辨率也不盡相同等等。因此，模擬視頻的數(shù)字化主要包括色彩空間的轉(zhuǎn)換、光柵掃描的轉(zhuǎn)換以及分辨率的統(tǒng)一。

　　模擬視頻一般采用分量數(shù)字化方式，先把復(fù)合視頻信號(hào)中的亮度和色度分離，得到Y(jié)UV或YIQ分量，然后用三個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)三個(gè)分量分別進(jìn)行數(shù)字化，最后再轉(zhuǎn)換成RGB空間。

　　采樣

　　根據(jù)電視信號(hào)的特征，亮度信號(hào)的帶寬是色度信號(hào)帶寬的兩倍。因此其數(shù)字化時(shí)可采用幅色采樣法，即對(duì)信號(hào)的色差分量的采樣率低于對(duì)亮度分量的采樣率。用Y:U：V來(lái)表示YUV三分量的采樣比例，則數(shù)字視頻的采樣格式分別有4:2：0，4:1：1、4:2：2和4:4：4多種。電視圖像既是空間的函數(shù)，也是時(shí)間的函數(shù)，而且又是隔行掃描式，所以其采樣方式比掃描儀掃描圖像的方式要復(fù)雜得多。分量采樣時(shí)采到的是隔行樣本點(diǎn)，要把隔行樣本組合成逐行樣本，然后進(jìn)行樣本點(diǎn)的量化，YUV到RGB色彩空間的轉(zhuǎn)換等等，最后才能得到數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)

　　為了在PAL、NTSC和 SECAM電視制式之間確定共同的數(shù)字化參數(shù)，國(guó)家無(wú)線電咨詢(xún)委員會(huì)（CCIR）制定了廣播級(jí)質(zhì)量的數(shù)字電視編碼標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為CCIR 601標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)采樣頻率、采樣結(jié)構(gòu)、色彩空間轉(zhuǎn)換等都作了嚴(yán)格的規(guī)定，主要有：

　　1、采樣頻率為f s=13.5MHz

　　2、分辨率與幀率

　　3、根據(jù)f s的采樣率，在不同的采樣格式下計(jì)算出數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量：

　　壓縮技術(shù)。

　　什么是數(shù)字視頻，它與傳統(tǒng)視頻的差別是什么？

　　數(shù)字視頻是對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化后的產(chǎn)物，它是基于數(shù)字技術(shù)記錄視頻信息的。模擬視頻可以通過(guò)視頻采集卡將模擬視頻信號(hào)進(jìn)行A/D（模／數(shù)）轉(zhuǎn)換，這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程就是視頻捕捉（或采集過(guò)程），將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)采用數(shù)字壓縮技術(shù)存入計(jì)算機(jī)磁盤(pán)中就成為數(shù)字視頻。模擬視頻一般采用分量數(shù)字化方式，先把復(fù)合視頻信號(hào)中的亮度和色度分離，得到Y(jié)UV或YIQ分量，然后用三個(gè)模／數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)三個(gè)分量分別進(jìn)行數(shù)字化，最后再轉(zhuǎn)換成RGB空間。

　　例：

　　數(shù)字電視就是指從演播室到發(fā)射、傳輸、接收的所有環(huán)節(jié)都是使用數(shù)字電視信號(hào)或?qū)υ撓到y(tǒng)所有的信號(hào)傳播都是通過(guò)由0、1數(shù)字串所構(gòu)成的數(shù)字流來(lái)傳播的電視類(lèi)型。數(shù)字信號(hào)的傳播速率是每秒19.39兆字節(jié)，如此大的數(shù)據(jù)流的傳遞保證了數(shù)字電視的高清晰度，克服了模擬電視的先天不足。同時(shí)還由于數(shù)字電視可以允許幾種制式信號(hào)的同時(shí)存在，每個(gè)數(shù)字頻道下又可分為幾個(gè)子頻道，從而既可以用一個(gè)大數(shù)據(jù)流--每秒19.39兆字節(jié)，也可將其分為幾個(gè)分流，例如4個(gè)，每個(gè)的速度就是每秒4.85兆字節(jié)，這樣雖然圖像的清晰度要大打折扣，卻可大大增加信息的種類(lèi)，滿(mǎn)足不同的需求。例如在轉(zhuǎn)播一場(chǎng)體育比賽時(shí)，觀眾需要高清晰度的圖像，電視臺(tái)就應(yīng)采用每秒19.39兆字節(jié)的傳播；而在進(jìn)行新聞廣播時(shí)，觀眾注意的是新聞內(nèi)容而不是播音員的形象，所以沒(méi)必要采用那么高的清晰度，這時(shí)只需每秒3兆字節(jié)的速度就可以了，剩下16.39兆字節(jié)可用來(lái)傳輸別的內(nèi)容。

　　數(shù)字電視技術(shù)與原有的模擬電視技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：

　?。╨）信號(hào)雜波比和連續(xù)處理的次數(shù)無(wú)關(guān)。電視信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化后是用若干位二進(jìn)制的兩個(gè)電平來(lái)表示，因而在連續(xù)處理過(guò)程中或在傳輸過(guò)程中引入雜波后，其雜波幅度只要不超過(guò)某一額定電平，通過(guò)數(shù)字信號(hào)再生，都可能把它清除掉，即使某一雜波電平超過(guò)額定值，造成誤碼，也可以利用糾錯(cuò)編、解碼技術(shù)把它們糾正過(guò)來(lái)。所以，在數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程中，不會(huì)降低信雜比。而模擬信號(hào)在處理和傳輸中，每次都可能引入新的雜波，為了保證最終輸出有足夠的信雜比，就必須對(duì)各種處理設(shè)備提出較高信雜比的要求。模擬信號(hào)要求 S/N＞40dB，而數(shù)字信號(hào)只要求S/N＞20dB。模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中噪聲逐步積累，而數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中，基本上不產(chǎn)生新的噪聲，也即信雜比基本不變。

　?。?）可避免系統(tǒng)的非線性失真的影響。而在模擬系統(tǒng)中，非線性失真會(huì)造成圖像的明顯損傷。

　　（3）數(shù)字設(shè)備輸出信號(hào)穩(wěn)定可靠。因數(shù)字信號(hào)只有“0”、“l”兩個(gè)電平，“l”電平的幅度大小只要滿(mǎn)足處理電路中可能識(shí)別出是“l”電平就可，大一點(diǎn)、小一點(diǎn)無(wú)關(guān)緊要。

　?。?）易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)，而且存儲(chǔ)時(shí)間與信號(hào)的特性無(wú)關(guān)。近年來(lái)，大規(guī)模集成電路（半導(dǎo)體存儲(chǔ)器）的發(fā)展，可以存儲(chǔ)多幀的電視信號(hào)，從而完成用模擬技術(shù)不可能達(dá)到的處理功能。例如，幀存儲(chǔ)器可用來(lái)實(shí)現(xiàn)幀同步和制式轉(zhuǎn)換等處理，獲得各種新的電視圖像特技效果。

　　（5）由于采用數(shù)字技術(shù)，與計(jì)算機(jī)配合可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制和調(diào)整。

　?。?）數(shù)字技術(shù)可實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路，充分利用信道容量，利用數(shù)字電視信號(hào)中行、場(chǎng)消隱時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)文字多工廣播（Teletext）。

　?。?）壓縮后的數(shù)字電視信號(hào)經(jīng)數(shù)字調(diào)制后，可進(jìn)行開(kāi)路廣播，在設(shè)計(jì)的服務(wù)區(qū)內(nèi)（地面廣播），觀眾將以極大的概率實(shí)現(xiàn)“無(wú)差錯(cuò)接收”（發(fā)“0”收“0”，發(fā)“ l”收“l”），收看到的電視圖像及聲音質(zhì)量非常接近演播室質(zhì)量。

　?。?）可以合理地利用各種類(lèi)型的頻譜資源。以地面廣播而言，數(shù)字電視可以啟用模擬電視？quot；禁用頻道（taboo channel），而且在今后能夠采用“單頻率網(wǎng)絡(luò)”（single frequency network）技術(shù)，例如 l套電視節(jié)目?jī)H占用同 1個(gè)數(shù)字電視頻道而覆蓋全國(guó)。此外，現(xiàn)有的 6MHz模擬電視頻道，可用于傳輸 l套數(shù)字高清晰度電視節(jié)目或者 4-6套質(zhì)量較高的數(shù)字常規(guī)電視節(jié)目，或者 16-24套與家用 VHS錄像機(jī)質(zhì)量相當(dāng)?shù)臄?shù)字電視節(jié)目。

　?。?）在同步轉(zhuǎn)移模式（STM）的通信網(wǎng)絡(luò)中，可實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的“動(dòng)態(tài)組合”（dynamic combination）。例如，在數(shù)字高清晰度電視節(jié)目中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)較少的時(shí)刻。這時(shí)由于壓縮后的圖像數(shù)據(jù)量較少，便可插入其它業(yè)務(wù)（如電視節(jié)目指南、傳真、電子游戲軟件等），而不必插入大量沒(méi)有意義的“填充比特”。

　?。?0）很容易實(shí)現(xiàn)加密／解密和加擾／解擾技術(shù)，便于專(zhuān)業(yè)應(yīng)用（包括軍用）以及廣播應(yīng)用（特別是開(kāi)展各類(lèi)收費(fèi)業(yè)務(wù)）。

　　（ll）具有可擴(kuò)展性、可分級(jí)性和互操作性，便于在各類(lèi)通信信道特別是異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，也便于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通。

　?。?2）可以與計(jì)算機(jī)“融合”而構(gòu)成一類(lèi)多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，成為未來(lái)“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施”（NII）的重要組成部分。