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DV数码摄录名词和术语详解（上）
| 更新时间：02年1月24日 |
ITdoor.net/赵宁、刘一坤 |
数字视频 Digital Video：
数字视频就是先用摄录机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到储存介质（如录像带）。播放时，视频信号被转变为帧信息，并以每秒约30幅的速度投影到显示器上，使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。电影播放的帧率大约是每秒24帧。如果用示波器（一种测试工具）来观看，未投影的模拟电信号看起来就像脑电波的扫描图像，由一些连续锯齿状的山峰和山谷组成。为了存储视觉信息，模拟视频信号的山峰和山谷必须通过数字／模拟（D/A）转换器来转变为数字的“０”或 “１”。这个转变过程就是我们所说的视频捕捉（或采集过程）。如果要在电视机上观看数字视频，则需要一个从数字到模拟的转换器将二进制信息解码成模拟信号，才能进行播放。
多媒体数字信号编码解码器Codec：
编码解码器的主要作用是对视频信号进行压缩和解压缩。计算机工业定义通过24位测量系统的真彩色，这就定义了近百万种颜色，接近人类视觉的极限。现在，最基本的VGA显示器就有640×480像素。这意味着如果视频需要以每秒30帧的速度播放，则每秒要传输高达27MB的信息，1GB容量的硬盘仅能存储约37秒的视频信息。因而必须对信息进行压缩处理。通过抛弃一些数字信息或容易被我们的眼睛和大脑忽略的图像信息的方法，使视频的信息量减小。这个对视频压缩解压的软件或硬件就是编码解码器。编码解码器的压缩率从一般的2：1~100：1不等，使处理大量的视频数据成为可能。
动静态图像压缩：
静态图像压缩技术主要是对空间信息进行压缩，而对动态图像来说，除对空间信息进行压缩外，还要对时间信息进行压缩。目前已形成三种压缩标准：
1．JPEG（Joint Photographic Experts Group）标准：
用于连续色凋、多级灰度、彩色／单色静态图像压缩。具有较高压缩比的图形文件（一张1000KB的BMP文件压缩成JPEG格式后可能只有20－30KB），在压缩过程中的失真程度很小。目前使用范围广泛（特别是 Internet网页中）。这种有损压缩在牺牲较少细节的情况下用典型的4：1到10：1的压缩比来存档静态图像。动态JPEG（M-JPEG)可顺序地对视频的每一帧迸行压缩，就像每一帧都是独立的图像一样。动态JPEG能产生高质量、全屏、全运动的视频，但是，它需要依赖附加的硬件。
2．H.261标准：主要适用于视频电话和视频电视会议。
3．MPEG（Motion Picture Experts Group，全球影象／声音／系统压缩标准）标准：
MPEG的全称是运动图像专家组（Moving Picture Experts Group），是专门制定多媒体领域内的国际标准的一个组织。该组织成立于1988年，由全世界大约300名多媒体技术专家组成。包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统（视音频同步）三个部分。
MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的、基本方法是——在单位时间内采集并保存第一帧信息，然后就只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分，以达到压缩的目的。 MPEG压缩标准可实现帧之间的压缩，其平均压缩比可达50：1，压缩率比较高，且又有统一的格式，兼容性好。
在多媒体数据压缩标准中，较多采用MPEG系列标准，包括MPEG-1、2、4等。MPEG-1(ISO/IEC 11172)是MPEG组织于1992年提出的第一个具有广泛影响的多媒体国际标准。MPEG-1标准的正式名称为“基于数字存储媒体运动图像和声音的压缩标准”，可见，MPEG-1着眼于解决多媒体的存储问题。由于MPEG-1的成功制定，以VCD和MP3为代表的MPEG-1产品在世界范围内迅速普及。继成功制定MPEG-1之后，MPEG组织于1996年推出解决多媒体传输问题的MPEG-2标准。MPEG-2的正式名称为“通用的图像和声音压缩标准”。MPEG-2标准最为引人注目的产品是数字电视机顶盒与DVD。此后，MPEG并没有停止前进的步伐，于1999年1月公布了ISO的MPEG-4（视频和音频对象的压缩）标准的第一版，随后又于1999年12月公布了此标准的第二版。MPEG-4的正式ISO命名为ISO/IEC14496。MPEG-4于1991年5月首次提出，1993年7月正式启动，于1999年1月成为国际标准，经历了长达6年的研究与讨论。
MPEG-1用于传输1．5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，经过MPEG-1标准压缩后，视频数据压缩率为1/100-1／200，音频压缩率为1／6.5。MPEG-1提供每秒30帧352*240分辨率的图像，当使用合适的压缩技术时，具有接近家用视频制式（VHS）录像带的质量。 MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。VCD采用的就是MPEG-1的标准，该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。
MPEG-2主要针对高清晰度电视（HDTV）的需要，传输速率为10Mbps，与MPEG-1兼容，适用于1.5-60Mbps甚至更高的编码范围。 MPEG-2有每秒30帧704*480的分辨率，是MPEG-1播放速度的四倍。它适用于高要求的广播和娱乐应用程序，如： DSS卫星广播和DVD，MPEG-2是家用视频制式（VHS）录像带分辨率的两倍。
MPEG-4标准是超低码率运动图像和语言的压缩标准用于传输速率低于64Mbps的实时图像传输，它不仅可覆盖低频带，也向高频带发展。较之前两个标准而言，MPEG一4为多媒体数据压缩提供了—个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式、一种架构，而不是具体的算法。它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来，包括压缩本身的一些工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。MPEG-4从其提出之日起就引起了人们的广泛关注，虽然不是每个人都清楚它的具体目标，但却都对它寄予了很大的希望。MPEG-4的最大创新在于赋予用户针对应用建立系统的能力，而不是仅仅使用面向应用的固定标准。此外，MPEG-4将集成尽可能多的数据类型，例如自然的和合成的数据，以实现各种传输媒体都支持的内容交互的表达方法。借助于MPEG-4，我们第一次有可能建立个性化的视听系统。
目前，MPEG组织正在讨论和制定MPEG-7标准。MPEG-7标准的正式名称叫“多媒体描述接口”，并将于2001年11月发布。MPEG制定这个标准的主要目的，是为了解决多媒体内容的检索问题。通过这个标准，MPEG希望对以各种形式存储的多媒体结构有一个合理的描述，通过这个描述，用户可以方便地根据内容访问多媒体信息。在MPEG-7体系下，用户可以更加自由地访问媒体。比如，用户可以在众多的新闻节目中寻找自己关心的新闻，可以跳过不想看的内容而直接按自己的意愿收看精彩的射门集锦；在互联网上，用户键入若干关键词就可以在网上找到自己需要的克林顿的演讲、贝多芬的交响乐等；甚至用户只需出示一张克林顿的照片或哼一首音乐的旋律，都可以找到自己所需要的多媒体材料。所有这些，都取决于MPEG-7中对各种多媒体内容的描述。与此同时，MPEG-21标准也于2000年6月开始启动。MPEG-21的正式名称叫“多媒体框架”，其具体内容正在制订过程中。总之，随着MPEG组织的不断努力，多媒体信息技术的日趋成熟，广大用户会日益感受到新技术和新标准给大家带来的种种方便和实惠。
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