數(shù)字視頻簡介

　　數(shù)字視頻就是先用攝像機之類的視頻捕捉設(shè)備，將外界影像的顏色和亮度信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺儆涗浀絻Υ娼橘|(zhì)（如錄像帶）。

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

　　為了存儲視覺信息，模擬視頻信號的山峰和山谷必須通過模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器來轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的“0”或“1”。這個轉(zhuǎn)變過程就是我們所說的視頻捕捉（或采集過程）。如果要在電視機上觀看數(shù)字視頻，則需要一個從數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換器將二進(jìn)制信息解碼成模擬信號，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之類的視頻捕捉設(shè)備，將外界影像的顏色和亮度信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺儆涗浀絻Υ娼橘|(zhì)（如錄像帶）。

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

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

　　模擬視頻的數(shù)字化包括不少技術(shù)問題，如電視信號具有不同的制式而且采用復(fù)合的YUV信號方式，而計算機工作在RGB空間；電視機是隔行掃描，計算機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)合視頻信號中的亮度和色度分離，得到Y(jié)UV或YIQ分量，然后用三個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對三個分量分別進(jìn)行數(shù)字化，最后再轉(zhuǎn)換成RGB空間。

　　采樣

　　根據(jù)電視信號的特征，亮度信號的帶寬是色度信號帶寬的兩倍。因此其數(shù)字化時可采用幅色采樣法，即對信號的色差分量的采樣率低于對亮度分量的采樣率。用Y:U：V來表示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。分量采樣時采到的是隔行樣本點，要把隔行樣本組合成逐行樣本，然后進(jìn)行樣本點的量化，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)，國家無線電咨詢委員會（CCIR）制定了廣播級質(zhì)量的數(shù)字電視編碼標(biāo)準(zhǔn)，稱為CCIR 601標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，對采樣頻率、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)字視頻是對模擬視頻信號進(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。模擬視頻可以通過視頻采集卡將模擬視頻信號進(jìn)行A/D（模／數(shù)）轉(zhuǎn)換，這個轉(zhuǎn)換過程就是視頻捕捉（或采集過程），將轉(zhuǎn)換后的信號采用數(shù)字壓縮技術(shù)存入計算機磁盤中就成為數(shù)字視頻。模擬視頻一般采用分量數(shù)字化方式，先把復(fù)合視頻信號中的亮度和色度分離，得到Y(jié)UV或YIQ分量，然后用三個模／數(shù)轉(zhuǎn)換器對三個分量分別進(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)字電視信號或?qū)υ撓到y(tǒng)所有的信號傳播都是通過由0、1數(shù)字串所構(gòu)成的數(shù)字流來傳播的電視類型。數(shù)字信號的傳播速率是每秒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。同時還由于數(shù)字電視可以允許幾種制式信號的同時存在，每個數(shù)字頻道下又可分為幾個子頻道，從而既可以用一個大數(shù)據(jù)流--每秒19.39兆字節(jié)，也可將其分為幾個分流，例如4個，每個的速度就是每秒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，滿足不同的需求。例如在轉(zhuǎn)播一場體育比賽時，觀眾需要高清晰度的圖像，電視臺就應(yīng)采用每秒19.39兆字節(jié)的傳播；而在進(jìn)行新聞廣播時，觀眾注意的是新聞內(nèi)容而不是播音員的形象，所以沒必要采用那么高的清晰度，這時只需每秒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：

　?。╨）信號雜波比和連續(xù)處理的次數(shù)無關(guān)。電視信號經(jīng)過數(shù)字化后是用若干位二進(jìn)制的兩個電平來表示，因而在連續(xù)處理過程中或在傳輸過程中引入雜波后，其雜波幅度只要不超過某一額定電平，通過數(shù)字信號再生，都可能把它清除掉，即使某一雜波電平超過額定值，造成誤碼，也可以利用糾錯編、解碼技術(shù)把它們糾正過來。所以，在數(shù)字信號傳輸過程中，不會降低信雜比。而模擬信號在處理和傳輸中，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，就必須對各種處理設(shè)備提出較高信雜比的要求。模擬信號要求 S/N＞40dB，而數(shù)字信號只要求S/N＞20dB。模擬信號在傳輸過程中噪聲逐步積累，而數(shù)字信號在傳輸過程中，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，非線性失真會造成圖像的明顯損傷。

　?。?）數(shù)字設(shè)備輸出信號穩(wěn)定可靠。因數(shù)字信號只有“0”、“l”兩個電平，“l”電平的幅度大小只要滿足處理電路中可能識別出是“l”電平就可，大一點、小一點無關(guān)緊要。

　　（4）易于實現(xiàn)信號的存儲，而且存儲時間與信號的特性無關(guān)。近年來，大規(guī)模集成電路（半導(dǎo)體存儲器）的發(fā)展，可以存儲多幀的電視信號，從而完成用模擬技術(shù)不可能達(dá)到的處理功能。例如，幀存儲器可用來實現(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。

　?。?）由于采用數(shù)字技術(shù)，與計算機配合可以實現(xiàn)設(shè)備的自動控制和調(diào)整。

　?。?）數(shù)字技術(shù)可實現(xiàn)時分多路，充分利用信道容量，利用數(shù)字電視信號中行、場消隱時間，可實現(xiàn)文字多工廣播（Teletext）。

　?。?）壓縮后的數(shù)字電視信號經(jīng)數(shù)字調(diào)制后，可進(jìn)行開路廣播，在設(shè)計的服務(wù)區(qū)內(nèi)（地面廣播），觀眾將以極大的概率實現(xiàn)“無差錯接收”（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。

　　（8）可以合理地利用各種類型的頻譜資源。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)目僅占用同 1個數(shù)字電視頻道而覆蓋全國。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，可實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的“動態(tài)組合”（dynamic combination）。例如，在數(shù)字高清晰度電視節(jié)目中，經(jīng)常會出現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)較少的時刻。這時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），而不必插入大量沒有意義的“填充比特”。

　?。?0）很容易實現(xiàn)加密／解密和加擾／解擾技術(shù)，便于專業(yè)應(yīng)用（包括軍用）以及廣播應(yīng)用（特別是開展各類收費業(yè)務(wù)）。

　?。╨l）具有可擴展性、可分級性和互操作性，便于在各類通信信道特別是異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，也便于與計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通。

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