视频技术基础知识介绍31页PPT

笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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无线电波 10 5
频 率 / Hz
红外线
紫外线
101 0 可 见 光 101 5
X射 线 102 0
宇宙射线 102 5
波长 / m 3×10 3
3×10－2
3×10－7 3×10－1 2 3×10－1 7
红 780 nm
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对比度C
最大亮度Lmax与最小亮度Lmin之比
C L max L min
人眼的明暗感觉是相对的，并不由绝对亮度来决
定。重现的图像亮度无需与景物的实际亮度相等， 只需保持二者的对比度C不变，在屏幕前人眼就可以 获得与景物相同的主观亮度感觉。
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《视频技术基础》第一章
人眼的分辨力——d 人眼对景物细节的分
辐射功率波谱 或称光谱分布—— 相对辐射功率随不 同波长的分布，如 图所示太阳的辐射 功率谱。
图1－1 太阳的辐射功率波谱
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《视频技术基础》第一章
绝对黑体——全辐射体，是指不反射， 不透射，完全吸收入射辐射的物体。
光源的色温——光源的可见光谱与某温 度的绝对黑体辐射的可见光谱相同时，绝 对黑体的温度称为该光源的色温，单位以 绝对温度开氏度（K）表示。
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采用实验的方法进行测定，配标准白光，三基 色光的光通量比例为
F R:F G:F B1 .00:4 0 .50 9:0 0 .07 601
三基色光源
R
G
B
光量调节
待配彩色
视场¡
配色实验原理图
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2. 配色方程： 1个红基色单位：1[R]—光通量为1lm的红光 1个绿基色单位：1[G]—光通量为4.5907lm

电子快门 同步方式
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摄像机主要参数
• CCD像素：CCD的主要性能指标，它决定了显示图像的清 晰程度，分辨率越高，图像细节的表现越好。CCD是由点 阵感光元素组成，每一个元素称为像素，像素越多，图像 越清晰。现在市场上大多以25万和38万像素为划界，38万 像素以上者为高清晰度摄像机。
• 信噪比
• 指信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号S/N来表示。一 般摄像机给出的信噪比值均是在AGC（自动增益控制）关闭时 的值典型值为46dB，若为50dB，则图像有少量噪声，图像质量 良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。
• 视频输出
• 多为1Vp-p、75Ω，采用BNC接头。
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视频基础知识培训
2011年7月
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汇报提纲
视频基础知识 摄像部分基础知识 控制显示基础知识
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视频监控系统概述
• 视频监控
利用视频探测手段对目标进行监视、控制和信息记录。
• 组成
一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。
• 视频监控系统原理
控制部分
摄像部分
传输部分
• S_video信号
– 亮度信号和色差信号分别独立传输的一种视频信号。它的优点： 减少了亮色串扰，不必用专用电路对亮度和色差信号进行分离， 提高了亮度的带宽，从而提高了图像的清晰度。
• RGB信号
– 将三基色电信号作为独立的视频信号而直接进行传输的一种视频 信号。该类型的视频信号所提供的图像清晰度最高，但带宽最宽 ，主要用于电视台。
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汇报提纲
视频基础知识 摄像部分基础知识 控制显示基础知识

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YUV、YIQ与YCbCr颜色空间
• YUV模型用于PAL制式的电视系统，Y表示亮 度，UV并非任何单词的缩写。 Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B U = 0.493 (B – Y) V = 0.877 (R – Y) • YUV空间相当于对RGB空间做了一个解相关的 线性变化。U和V的比值决定色调，而 (U2+V2)1/2代表颜色的饱和度。
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YUV、YIQ与YCrCb颜色空间
7
电视扫描
逐行扫描 (non-interlaced scanning)
隔行扫描 (interlaced scanning)
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彩色电视制式
• NTSC制式(National Television Systems Committee)：是1952年美国国家电视标准 委员会定义的彩色电视广播标准 • PAL制式(Phase-Alternative Line):德国于 1962年制定。解决于NTSC在相位敏感造 成的彩色失真的缺点。 • SECAM制式:法国制定的顺序传输彩色与 存储彩色电视广播标准
复合C信号波形－PAL
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C to S－Video
Y-ground---------------+ +----+------ RCA/composite ground C-ground---------------+ | | | | 75欧 Y-------------------------+ | | +-----+---- RCA/composite video C------------||-----------+ 470pF
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视频/图像处理硬件的发展历史

较小
较大
较小
处理复杂 度
较小
较小
较大
H.264(MPEG4 Part10) D1
64k～4M
全动态
高
小
大
存储空间计算
格式类型 比特率大小 码流大小
CIF 512Kbps 64kB/s
D1 2Mbps 256kB/s
720P 2Mbps 256kB/s
108比特率大小 × 摄像机的路数 = 网络带宽至少大小； ▪ 存储空间计算：码流大小×3600秒×24小时×30天×监控点要保存摄像机录像
▪ H.26X系列
（由ITU[国际电传视讯联盟]主导，侧重网络传输，注意：只是视频编码）包括 H.261、H.262、H.263、H.263+、H.263++、H.264（就是MPEG4 AVC-合作的
结晶）
编制组织
压缩标准
备注
MPEG-1
VCD
ISO
MPEG-2
DVD
MPEG-4
网络视频
H.261
摄像头参数
▪ 模拟摄像机的清晰度用水平和垂直的扫描线数来衡量，线数越高清晰度越好。一 般有420线、480线、520线、540线、600线、650线、700线这几个级别。
▪ 用摄像机拍摄的影音信号需要在电视上播放时，需要换算成与电视画质相同的单 位。而电视的画面清晰度是以水平清晰度作为单位。通俗地说，我们可以把电视 上的画面以水平方向分割成很多很多“条”，分得越细，这些画面就越清楚，而 水平线数的数码就越多。这个单位是“电视行（TVLine）”也称线。然而，数 码摄像机以数码磁带记录的信号，在电视上播放，也换作线来计算。
分辨率介绍
1080i分辨率为 1920×1080i1080P分辨率为 1920×1080p ▪ “i”表示隔行扫描（interlaced scan），在播放时，它先扫描单数的垂直画面

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运动视频分析系统
Logoபைடு நூலகம்
运动视频分析系统
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图像与视频安全
Logo
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1.视频简介
§1.1 模拟视频与数字视频
视频（Video）最初是在电视系统中提出的； 20世纪20年代后期，俄裔美国物理学家、现代电视之父弗
拉迪米尔·兹沃尔金为代表的光电管及阴极射线管为核心技 术的全电子电视系统问世后，才有真正意义上的视频，即 黑白视频； 在不考虑电视调制发射和接收等诸多环节，仅考虑和研究 电视基带信号的摄取、改善、传输、记录、编辑、显示的 技术就叫做“视频技术”； 主要应用于广播电视的摄录编系统、安全及监控、视频通 信和视频会议、远程教育及视听教学、影像医学、影音娱 乐和电子广告等行业和领域。
下面以计算机广泛采用的数字化技术，即flashA/D变换器来具体看一 下数字化工作情况：
将图像分成栅状，每个小格子代表像素， 且位置确定。Flash变换器对每个像素 取样，量化、编码后，将这些数据存储 到存储器中。
计算机技术中，一个字节可以表示 0~255范围内的值，但作为视频信号幅 度，只能在0~100 IRE单位之间。
▪ 量化电平越细，失真程度越低，数字化后的比特率越 高。反之，相反。
▪ 一般来说，二进制方式，其量化比特为8的话，其量化 电平数为28，即256个量化电平。
▪ ITU-601标准规定，演播室用量化位数为10bit，用于 传输的量化位数为8bit
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§1.1.3 数字视频
❖ 编码
▪ 按照一定的规律，将时间和幅度上离散信号用对应的 二进制或多进制代码表示。
➢ 扫描行数（扫描分辨率）越多，电视清晰度越高
分类：
– 隔行扫描： – 逐行扫描：简单、可靠、图像清晰，但要求传输通

R
G
B
6
R
R
Y
1.3
6
f
f 6
发送端的三基色信号频谱图
G
B
6
f MHZ
G
Y
B
Y
f
1.3
6
f
1.3
接收端的三基色信号频谱图
6
f MHZ
3. 4 NTSC制
一路色差信号占有1.3MHZ经调幅后带宽 为2.6MHZ，那么两路色差信号调制后所占带 宽为5.2 MHZ色、亮共存时所占带宽还是很大 的，其解决的办法是采用正交调制技术，即两 路色差信号分别对相位差为900的载波进行调 制，这样，色度信号所占的带宽就只有2.6 MHZ。而且，为了进一步减小色度对亮度的 干扰，可将一般调幅改为平衡调幅。
因此，发送端还应向接收端传输一个基准频率、基 准相位的信息，这就是色同步信号。
S 2
S
S
1.5μs
（9±1 ）Tsc
图3－11 色同步信号
色同步信号是一串频率等于副载频fsc的断续正弦 波，如图所示。它在行消隐的后肩上，共有（9±1）
个副载波周期Tsc，正弦波的初始相位为1800，可表示
为
e b t K tsisn tc 10 80
3. 2. 1 图像信号的钳位
图像与视频信号
峰值白电平
0.7V 0.3V
黑电平（0～50mV） 消隐电平（0电平）
行同步信号
一行黑白全电视信号
视频信号的频带为：0～6MHZ，视频信号中高 频成分表示图像的边缘； 0表示图像内容变化缓慢 的部分，接近直流，低频成分表示图像中的背景。
作为视频放大电路，为了防止直流成分的丢失 需要采用直流放大器，采用多级直流放大容易引起 电平飘移，在实际应用中仍采用RC交流耦合放大 器，由于电容的隔直流作用，信号中的直流会丢 失。

视频接口种类介绍
• 复合视频接口：也叫AV接口或者Video接口，是目前最普遍的一种视 频接口，几乎所有的电视机、影碟机类产品都有这个接口 ,它是音频 、视频分离的视频接口，一般由三个独立的RCA插头（又叫梅花接口 、RCA接口）组成的，其中的V接口连接混合视频信号，为黄色插口 ；L接口连接左声道声音信号，为白色插口；R接口统相关基本概念
• 扫描分辨率:扫描分辨率指的是多功能一体机在实现扫描功能时，通过扫描元 扫描分辨率 件将扫描对象每英寸可以被表示成的点数。单位是dpi，dpi值越大，扫描的效 果也就越好。 • 位分辨率(Bit Resolution):位分辨率又叫位深，用来衡量每个象素存储的信息 位分辨率 位元数，该分辨率决定图像的每个象素中存放的颜色信息。如一个24位的 RGB图像，表示该图像的原色R,G,B各用了8bits,三者共用了24bits。而在 RGB图像中，每个象素都要记录R,G,B三原色的信息，所以，每个象素所存 储的位元数是24bits。 ppi和dpi（每英寸点数）经常都会出现混用现象。从技术角度说，“像素 ”（p）只存在于计算机显示领域，而“点”（d）只出现于打印或印刷领域 。
视频系统相关基本概念
• 扫描格式 扫描格式是视频标准中最基本的参数，主要包括图像在时间和空间上的抽 样参数，即每行的像素数、每秒的帧数，以及隔行扫描或逐行扫描 ，在数字 视频领域经常用水平、垂直像素数和帧率来表示扫描格式，NTSC制式的场频 准确数值是59.94005994Hz，行频5734.26573Hz；PAL制式的场频是50Hz，行 频是15625Hz。 • 行频：行频指每秒钟重复绘制显示画面的次数，即重绘率，以Hz为单位。指 电子枪每秒钟在屏幕上从左到右扫描的次数，又称屏幕的水平扫描频率，以 KHz为单位。它越大就意味着显示器可以提供的分辨率越高，稳定性越好。 行频 = 垂直分辨率（总值，比有效值大些） * 场频（画面刷新次数） 场频：又称为帧频或刷新频率，即显示器的垂直扫描频率，指显示器每秒所 能显示的图象次数，单位为赫兹(Hz)。场频越大，图象刷新的次数越多，图 象显示的闪烁就越小，画面质量越高 例如：SONY EX1R PAL设置区域：HD 模式: 1920 x 1080/50i, 1440 x 1080/50i, 25p 1280 x 720/50p, 25p SD 模式: 720 x 576/50i, 25P

4.2.1 数字摄像机组成
摄像系统
– 镜头系统 – 影像传感器 – 聚焦系统 – 光圈控制系统
录像系统 寻像器 传声器
4.2.1 数字摄像机组成——摄像系统
镜头系统
– 变焦镜头——变焦比很大，既可电动变焦又可手动变焦 – 红外滤光镜——防止红外线到达CCD图像传感器 – 晶体滤光片——滤掉过细的景物细节 – 光圈电机——驱动镜头光圈组件动作调整镜头光圈大小 – 聚焦电机——驱动镜头聚焦环运动以实现自动聚焦 – 变焦电机——驱动变焦透镜组，改变变焦镜头的焦距
– 改变摄像距离和变化镜头焦距加以改变技巧
3．分镜头稿本编写
技巧
– 镜头的运动技巧和加工编辑时运用的镜头组接技巧
时间
– 通常以秒为单位
画面内容
– 用文字阐述要拍摄的具体画面 – 比文字稿本中的“画面内容”更具体，分解得更细
解说词
– 对应一组镜头的解说，以文字稿本解说词为基础润色加工
②变焦
– 手动变焦——用左手操作变焦环或变焦手柄改变焦距 – 电动变焦——用右手中指和食指按摄像机握机把手上部的
两端标有T、W字样的船形按钮进行
4.2.2 摄像技术——拍摄技术调整
③聚焦
– 自动聚焦——绝大多数情况下采用 – 手动聚焦——在AF不能使主体清晰成像时用
在想取得特殊效果时用
④光圈（IRIS）调整
手动白平衡调整情况
①在水银灯、钠光灯或某些荧光灯下拍摄； ②在摄像机镜头前加用特殊效果的单色滤色镜拍摄； ③拍摄环境照度发生突变，如舞厅变幻的灯光下拍摄； ④日落日出时拍摄； ⑤拍摄室外夜景（如焰火、霓虹灯）； ⑥拍摄单色物体或单色背景前的物体； ⑦拍摄时摄像机与被摄物不在同一光源照明下； ⑧手动光圈逆光下拍摄，以及用微距功能拍摄大特写。

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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
视频技术基础知识介绍的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯