《多媒体技术与应用 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 张小川 邵桂芳 黄同愿4第4章 视频处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多媒体技术与应用 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 张小川 邵桂芳 黄同愿4第4章 视频处理（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,4.1 色彩空间,4.1.1 颜色的基本特性 4.1.2 三基色原理 4.1.3 彩色空间及其转换,4.2 图形与图像,4.2.1 图形 4.2.2 静态图像 4.2.3 动态图像,实验四 视频数据的使用、转换 实验五 Flash的使用,4.3 数字视频技术,4.3.1 概述 4.3.2 视频数字化过程 4.3.3 常用视频文件格式,4.4 Flash动画制作技术,4.4.1 概述 4.4.2 Flash动画制作软件 4.4.3 常用视频文件格式,本章重点难点,重点：图形图像的基本概念、视频处理及Flash动画制作,难点：色彩空间转换,4.1.1 颜色的基本特性,颜色是外来光刺激而使人产生的
2、某种感觉, 主要是指可见光.,4.1.1 颜色的基本特性,色调，反映颜色的种类,是当人眼看到一 种或多种波长的光时所产生的彩色感觉,基本特性,通常将色调和饱和度统称为色度,4.1.2 三基色原理,三色学说 牛顿在17世纪后期用棱镜把太阳光分散成光谱上的颜色 光带，用实验证明了白光是由多种颜色的光混合而成的。 人眼的视网膜中有三种锥体细胞，分别感受红光、绿光 和蓝光，三种锥体细胞共同作用，使人产生了不同的颜 色感觉。,4.1.2 三基色原理,三基色,红光700nm，绿光546.1nm，蓝光435.8nm， 它们具有一定的独立性，可以混合得到其他颜色光,三种基本颜色色光,4.1.2 三基色原理,色
3、光加色法,由两种以上的色光混合，呈现另外的颜色光的方法， 为加色法。其实质是不同能量的色光混合时，可以 导致混合色光能量的变化。,色彩的形成,4.1.2 三基色原理,色料减色法,色料是指能使无色物体呈现颜色的物质；实验发现，青、品 红、黄三种色料能匹配出更多的色彩，故称为色料三原色。,色彩的形成,减色是指加入一种原色色料会减去入射光中的 一种原色色光（补色光），因此在色料混合时， 从复色光中减去一种或几种单色光，从而呈现 另一种颜色的方法就是减色法。,4.1.2 三基色原理,二者关系,4.1.3 彩色空间及其转换,彩色空间又称色域，是用来表示色彩的一种数学描述方法。 实际就是各种颜色的集合，常
4、用三维坐标来描述。,基本概念,色彩空间是三维的，作为色彩空间三维坐标的三个独立参数， 可以是色彩的心理学属性：色相、明度和饱和度 也可以是其它三个参数如RGB、Lab或CMY,4.1.3 彩色空间及其转换,RGB型颜色空间：主要用于电视机和计算机的颜色显示 系统，包括RGB、HIS、HSL、HSV等模型。,RGB,任意一种色光，其色度可由相对 色系数中的任意两个唯一的确定。 RGB和CMY彩色空间都是面向 硬件的,第一类 色彩空间,4.1.3 彩色空间及其转换,HSV彩色空间是面向用户的，对应于圆柱坐标系的一个 圆锥形子集 。,HSV,圆锥的顶面对应于V=1，代表的颜色较亮。 色彩H由绕V轴的
5、旋转角给定，红色对应 于角度0度，绿色对应于角度120度，蓝色 对应于角度240度,第一类 色彩空间,4.1.3 彩色空间及其转换,HSI彩色空间能减少彩色图像处理的复杂性， 更接近人对色彩的认识和解释,HSI,第一类 色彩空间,4.1.3 彩色空间及其转换,XYZ型颜色空间：由国际照明委员会规定，用于颜色的 基本度量，包括CIE 1931 XYZ、L*a*b、LCH等模型。,XYZ,第二类 色彩空间,第三类 色彩空间,YUV型颜色空间：应广播电视需求而推出的，主要通 过压缩色度信息以有效地传播彩色电视图象， 包括YUV、 YIQ、YCbCr等模型。,YUV,4.1.3 彩色空间及其转换,色彩
6、空间转换,RGB-CMY,C=255-R，M=255-G，Y=255-B,RGB-YCbCr,R=Y+kr*Cr G=Y+kb*Cb B=Y-0.299/0.587*krCr-0.114/0.587*kbCb,kr=1/2(1-0.299) kb=1/2(1-0.114),Y=0.299R+0.587G+0.114B Cr=2(1-0.299)(R-Y)=(0.500R-0.4187G-0.0813B)+128 Cb=2(1-0.114)(B-Y)=(-0.1678R-0.3313G+0.500B)+128,4.1.3 彩色空间及其转换,色彩空间转换,RGB-HSV,HSV-RGB,4.1.3
7、 彩色空间及其转换,色彩空间转换,RGB-YUV,RGB-YIQ,Y为亮度，表示灰度信息；I为色调，Q为饱和度， I和Q表示颜色信息,4.2.1 图形,基本概念,Graphic，是一组点、线、面等的大小、 形状及位置、维数的指令集合,文件格式 (1) WMF，Windows像素文件 (2) DXF，AutoCAD中的图形文件格式 (3) 3DS，3D Studio的动画原始图形文件,4.2.2 静态图像,基本概念,Image，是由输入设备捕捉的实际场景画面，静止 图像由一些排列成行和列的点组成（即像素点）。,4.2.2 静态图像,分辨率,图像分辨率，图像中存储的信息量，PPI（Pixel Pe
8、r Inch）,1,4.2.2 静态图像,分辨率,2,4.2.2 静态图像,分辨率,3,4.2.2 静态图像,图像模式,1,4.2.2 静态图像,图像模式,2,4.2.2 静态图像,图像模式,3,4.2.2 静态图像,图像数据量计算,4.2.2 静态图像,常用文件格式,BMP,4.2.2 静态图像,常用文件格式,TIF,(1) 平面设计作品的最佳表现形式 (2) 用于提供印刷文件 (3) 不适于网络传送,文件头,标识信息区,图像数据,应用,特点,4.2.2 静态图像,常用文件格式,TGA,应用,特点,(1) 扩展名采用“.tga” (2) 文件描述单一(静止)图像 (3) 彩色模式: 20 (
9、1色) 232 (显示模式依赖显示卡) (4) 图像分辨率固定为96dpi,文件头,调色板信息,图像数据,数据补充区,4.2.2 静态图像,常用文件格式,GIF,应用,特点,(1) 扩展名采用“.gif” (2)具有87a、89a两种格式 87a 描述单一(静止)图像 89a 描述多帧图像 (3) 彩色模式: 28 (256色)，分辨率96dpi (4) 采用改进的LZW压缩算法,文件头,逻辑屏幕描述,图像数据,结束标志,调色板信息,4.2.2 静态图像,常用文件格式,JPG,应用,特点,(1) 用于保存表现自然景观的图像 (2) 用于网络传送 (3) 不适于表现有明显边界的图形 (4) 不适
10、用于高质量印刷文件,(1) 扩展名采用“.jpg” (2) 采用有损压缩编码形式， 数据量小 (3) 彩色模式: 232 (真彩色) (4) 经解压缩，方可显示图像， 显示速度慢,4.2.3 动态图像,序列中相互关联的若干帧静止 图像是由人工或计算机产生,序列中每帧图像是通过实时 摄取自然景象或活动对象,4.2.3 动态图像,动画分类,1,帧动画,造型动画,用于影视人物和场景变换等场合,对每一个运动的物 体分别进行设计,由一幅幅位图组成的连续画面,4.2.3 动态图像,动画分类,2,4.2.3 动态图像,动画分类,3,4.2.3 动态图像,动画分类,4,顺序动画是按照事物的发展变化顺序来设计的
11、， 具有连续动作的特性,交互式动画是依据响应人工交互控制来设计的， 具有反复动作的特点,4.2.3 动态图像,动画分类,5,全动画是按照每秒播放24幅画面的数量制作的，比如迪斯尼动画,半动画又叫“有限动画”，采用每秒少于24幅画面来绘制动 画，中国的动画公司为了节省资金往往用半动画做电视片,4.2.3 动态图像,文件格式,FLIC,4.2.3 动态图像,文件格式,MOV,4.2.3 动态图像,文件格式,3DS,4.3.1 概述,黑白电视信号,彩色电视信号,黑白电视只传输亮度信号，彩色电视还要传输色度信号。,彩色电视信号制式,4.3.1 概述,彩色电视信号制式,4.3.1 概述,数字视频,就是将
12、模拟信号表示的视频信息用数字表示，可以利 用摄像机来获取数字视频信息。,4.3.2 视频数字化过程,数字化过程,模拟视频一般采用分量数字元化方式，先把复合视频 信号中的亮度和色度分离，得到YUV或YIQ分量，然 后用三个模数转换器对三个分量分别进行数字化， 最后再转换成RGB空间,数字视频的采样格式分别有4:1:1、4:2:2和4:4:4三种,幅色采样法,4.3.2 视频数字化过程,数字视频压缩,无损压缩是指压缩前和解压缩后的数据完全一致，多 数无损压缩采用RLE行程编码算法。,有损压缩是指压缩前和解压缩后的数据不一致，在有损 压缩过程中，要丢失一些人不敏感的图像或音频信息， 并且丢失的信息是
13、不可恢复的。,1,4.3.2 视频数字化过程,数字视频压缩,帧内压缩也称空间压缩，是指当压缩一帧图像时，仅 考虑本帧内数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息。帧 内一般采用有损压缩算法,帧间压缩是针对视频或动画的连续前后帧间存在较大相 关性、相邻帧间信息变化小，即相邻帧间存在冗余信息， 压缩这些冗余信息，可以进一步提高数字视频的压缩比,2,4.3.2 视频数字化过程,Huffman编码,为了达到更大的压缩率，提出了一种方法，就是将在图 像中出现频度大的像素值给一个比较短的编码，将出现 频度小的像数值给一个比较长的编码。,原理,4.3.2 视频数字化过程,Huffman编码,把信源符号按概率大小顺序排
14、列，并设法按逆次序分配 码字的长度。在分配码字的长度时，首先将出现概率最 小的两个符号的概率相加，合成一个概率；第二步把这 个合成概率看成是一个新组合符号的概率，重复上述操 作，直到最后只剩下两个符号的概率为止。,编码过程,4.3.2 视频数字化过程,Huffman编码,完成以上概率相加顺序排列后，再反过来逐步向前进行 编码，每一步有两个分支，各赋予一个二进制码，可以 对概率大的编码赋予0，概率小的编码赋予1。反之， 也可以对概率大的编码赋予1，概率小的编码赋予0。,编码过程,4.3.2 视频数字化过程,Huffman编码,编码过程,c,b,a,f,e,7/22,5/22,4/22,2/22,
15、1,0,f=01 e=11 a=10 b=001 c=0001 d=0000,d,1/22,3/22,6/22,22/22,13/22,9/22,3/22,1,0,1,0,1,0,1,0,aaaa bbb cc d eeeee fffffff,4.3.3 常用视频文件格式,MPEG,MPEG文件格式是运动图像压缩算法的国际标准，它 采用有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息，同时 保证每秒30帧的图像动态刷新率，已被几乎所有的计 算机平台共同支持。,MPEG标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统（视频、音频同步）,1,4.3.3 常用视频文件格式,MPEG,在单位时间内采集并保存第一帧信息，然后使用帧间压 缩，只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分。主要采 用两个基本压缩技术：运动补偿技术（预测编码和插补 码）实现时间上的压缩，变换域（离散余弦变换DCT） 压缩技术实现空间上的压缩,MPEG的平均压缩比通常可以达到50：1，最高可达200：1,2,4.3.3 常用视频文件格式,AVI,AVI是1992年Microsoft公司推出的AVI技术标准，是一 种音视频交插记录的数字视频格式。AVI格式允许视频 和音频交错在一起同步播放，支持256色和RLE压缩， AVI没有限定压缩标准，因此，AVI文
