目錄 英文名稱：digital video 數字視頻 就是先用攝像機之類的視頻捕捉設備,將外界影像的顔色和亮度信息轉變為電信號，再記錄到儲存介質（如錄像帶）。播放時，視頻信號被轉變為幀信息，並以每秒約30幀的速度投影到顯示器上，使人類的眼睛認為它是連續不間斷地運動着的。電影播放的幀率大約是每秒24幀。如果用示波器（一種測試工具）來觀看，未投影的模擬電信號看起來就像腦電波的掃描圖像，由一些連續鋸齒狀的山峰和山𠔌組成。
數字視頻 ，則需要一個從數字到模擬的轉換器將二進製信息解碼成模擬信號，才能進行播放。
談到數字視頻 的發展歷史，不能不回顧計算機的發展歷程，它實際上是與計算機所能處理的信息類型密切相關的，自上個世紀40年代計算機誕生以來，計算機大約經歷了以下幾個發展階段： 數值計算階段。這是計算機問世後的“幼年”時期。在這個時期計算機衹能處理數值數據，主要用於解决科學與工程技術中的數學問題。實際上，世界上第一臺電子計算機eniac就是為美國國防部解决彈道計算問題和編製射擊表而研製生産的。
數字視頻 的發展主要是指在個人計算機上的發展，可以大致分為初級、主流和高級幾個歷史階段。
數字視頻 在計算機中得到廣泛應用，成為主流。初期數字視頻 的發展沒有人們期望的那麽快，原因很簡單，就是對數字視頻 的處理很費力，這是因為數字視頻 的數據量非常之大，1分鐘的滿屏的真彩色數字視頻 需要1．5gb的存儲空間，而在早期—般臺式機配備的硬盤容量大約是幾百兆，顯然無法胜任如此大的數據量。
數字視頻 很睏難，但它所帶來的誘惑促使人們采用折衷的方法。先是用計算機捕獲單幀視頻畫面，可以捕獲一幀視頻圖像並以一定的文件格式存儲起來，可以利用圖像處理軟件進行處理，將它放進準備出版的資料中；後來，在計算機上觀看活動的視頻成為可能。雖然畫面時斷時續，但畢竟是動了起來，帶給人們無限的驚喜。
數字視頻 交互(dvi)。dvi在捕獲視頻時使用硬件輔助壓縮，但在播放時卻衹使用軟件，因此在播放時不需要專門的設備。但是dvi沒有形成市場，因此沒有被廣泛的瞭解和使用。因此就難以流行。這就需要計算機與視頻再做一次結合，建立一個標準，使得每臺計算機都能播放令人心動的視頻文件。這次結合成功的關鍵是各種壓縮解壓縮codec技術的成熟。codec來自於兩個單詞compression(壓縮)和decompression(解壓)，它是一種軟件或者固件(固化於用於視頻文件的壓縮和解壓的程序芯片)。壓縮使得將視頻數據存儲到硬盤上成為可能。如果幀尺寸較小幀切換速度較慢，再使用壓縮和解壓，存儲1分鐘的視頻數據衹需20mb的空間而不是1．5gb，所需存儲空間的比例是20：1500，即1：75。當然在顯示窗口看到的衹是分辨率為160×120郵票般大小的畫面，幀速率也衹有15幀／s，色彩也衹有256色，但畫面畢竟活動起來了。
數字視頻 的應用前景更為廣阔，使它不再是一種專用的工具，而成為每個人電腦中的必備成分。而正是數字視頻 發展的這一步，為電影和電視提供了一個前所未有的工具，為影視藝術帶來了影響空前的變革。
數字視頻 的流行起到了推波助瀾的作用。 根據電視信號的特徵，亮度信號的帶寬是色度信號帶寬的兩倍。因此其數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於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,則數字視頻 的采樣格式分別有4:1:1、4:2:2和4:4:4三種。電視圖像既是空間的函數,也是時間的函數,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,然後進行樣本點的量化,yuv到rgb色彩空間的轉換等等,最後才能得到數字視頻 數據。 為了在pal、ntsc和 secam電視製式之間確定共同的數字化參數，國傢無綫電咨詢委員會（ccir）製定了廣播級質量的數字電視編碼標準，稱為ccir 601標準。在該標準中，對采樣頻率、采樣結構、色彩空間轉換等都作了嚴格的規定，主要有：
數字視頻 的數據量：
數字視頻 數據量對於目前的計算機和網絡來說無論是存儲或傳輸都是不現實的,因此在多媒體中應用數字視頻 的關鍵問題是數字視頻 的壓縮技術。 通常用時間碼來識別和記錄視頻數據流中的每一幀,從一段視頻的起始幀到終止幀,其間的每一幀都有一個唯一的時間碼地址。根據動畫和電視工程師協會smpte（society of motion picture and television engineers）使用的時間碼標準,其格式是:小時:分鐘:秒:幀,或 hours:minutes:seconds:frames。一段長度為00:02:31:15的視頻片段的播放時間為2分鐘31秒15幀,如果以每秒30幀的速率播放,則播放時間為2分鐘31.5秒。
視頻壓縮的目標是在盡可能保證視覺效果的前提下減少視頻數據率。視頻壓縮比一般指壓縮後的數據量與壓縮前的數據量之比。由於視頻是連續的靜態圖像,因此其壓縮編碼算法與靜態圖像的壓縮編碼算法有某些共同之處，但是運動的視頻還有其自身的特性，因此在壓縮時還應考慮其運動特性才能達到高壓縮的目標。在視頻壓縮中常需用到以下的一些基本概念：
數字視頻 壓縮說明
數字視頻 ，需要考慮的一個重要因素是文件大小，因為數字視頻 文件往往會很大，這將占用大量硬盤空間。解决這些問題的方法是壓縮—讓文件變小。
數字視頻 要壓縮?
數字視頻 之所以需要壓縮，是因為它原來的形式占用的空間大得驚人。視頻經過壓縮後,存儲時會更方便。數字視頻 壓縮以後並不影響作品的最終視覺效果，因為它衹影響人的視覺不能感受到的那部分視頻。例如,有數十億種顔色,但是我們衹能辨別大約 1024 種。因為我們覺察不到一種顔色與其鄰近顔色的細微差別，所以也就沒必要將每一種顔色都保留下來。還有一個冗餘圖像的問題—如果在一個 60 秒的視頻作品中每幀圖像中都有位於同一位置的同一把椅子,有必要在每幀圖像中都保存這把椅子的數據嗎?
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以下是對影視數字化以及桌面電影製作的一些基本概念的概括和介紹。
視頻，簡單來說，用攝像機交將已經錄好的視頻進行無綫廣播或從錄像帶進行回放，像電流一樣在外界連續錄像（模擬信號），能看見各聽見視頻的內容都包含在這個信號內，通過某種製備按照一定的標準進行解碼。最普通的設備是一臺電視機各最普通的標準是ntsc（國傢電視標準委員會）和pal（逐行倒相製式）。在北美的ntsc主要用於工業，而在一些亞洲國傢，歐洲國傢和太平洋南岸在正常情況下都按照pal標準，不同的標準說明了為什麽不能在英國的電視上看到的視頻卻在美國正好相反，原因是缺少專業對口的設備。
dsp是數字信號處理器的簡稱，在全球的數字化浪潮中，dsp以其高性能和軟件可編程等特點，長期對數字媒體處理起到了積極的推動作用。最初dsp的應用在於專業數據通信和語音處理，各種專用調製解調器、聲碼器、數據加密機初步獲得市場。其後dsp應用擴展到廣泛的民用産品，諸如硬盤驅動器、通用調製解調器、數字答錄機、無綫通信終端。九十年代中dsp在數字gsm手機應用和無綫基站應用中都獲得了巨大的成功。與此同時，dsp開始全面拓展到新興應用，並在寬帶通信、數字控製、數字音頻、數字視頻 等衆多市場全球。現在，我們就dsp在數字視頻 行業中的應用進行分析。
數字視頻 已經開始商業化，並逐步取代原來模式視頻的地位。
數字視頻 的行業是家庭消費的vcd和dvd，在90年代初vcd問世後帶來了人們在家庭娛樂的新模式，而最早實現vcd商業化的c-cube公司，其核心的mpeg1的解碼芯片就是基於dsp實現的專用芯片。
數字視頻 的發展，是隨着數字視頻 標準的發展而發展，它將經歷數字化、網絡化和智能化的步驟發展，並且由此帶來無限的商機。數字化的階段其實就是一個標準化的階段，現階段國際兩大組織分別製訂了mpeg 標準和h.26x的標準，比如mpeg1的標準帶來了vcd的興起，mpeg2的標準帶來了dvd的商機，而h.261、h.263為可視電話製訂標準並為此形成網絡化時代的新興市場，數字視頻 的標準也逐步開始統一，隨着mpeg4和h.264的推出，標準的統一將勢在必行。 現階段，dsp在數字視頻 中將主要在數字監控、會議電視、可視電話、家庭媒體網關和數字基頂盒等領域得到很好的應用。
數字視頻 領域內，主要有以下一些dsp廠商：philips、equator、ti、adi、cradle等等。各傢廠商都有其特點，以下分別進行詳細的介紹：
數字視頻 設備的主要接口；提供led高分辨輸出、高清視頻輸出（1920x1080）視頻輸出；具有視頻濾波和de-interlace處理視頻處理單元；可以生成2d圖形加速器；內嵌看門狗並具有兩個reset 管腳。
數字視頻 行業的機會，ti的tms320dm64x係列也占據非常重要的地位。其實早在2000年，ti就推出針對數碼相機的專業圖像處理dsp：tms320dsc係列，並被一些廠商應用於motion jpeg的數字視頻 算法中，隨後ti又推出tms320dm270和tms320dm320等在dsc係列改進的産品，在多媒體的便攜式播放器上有不錯的應用。而真正成為數字視頻 的里程碑式的産品則是2003年ti發佈的tms320dm64x係列的視頻dsp産品，該産品以ti的c64x為核心處理器。以tms320dm642為例，它具有600m的處理能力，有3個video port，帶有pci和網絡接口，該産品功耗低，因此産品一經面世得到了數字視頻 行業的強烈關註。2004年下半年tms320dm642開始批量供貨，國內一些著名的視頻監控廠商采用dm642推出更新原來采用pnx1300係列的産品。另外，ti還計劃不斷升級tms320dm64x的運算速度。預計到明年，ti還將推出內嵌arm9和c64x的數字視頻 專用dsp，這將是業內非常期待的産品。
數字視頻 應用的dsp，adsp-21535具有600mhz的核內時鐘，300mhz主頻，一個vp口，但是沒有預覽通道，接口資源也很豐富，blackfin係列的dsp采用雙mac的結構具有正交的類似risc的微處理器指令集，使單指令多數據和多媒體操作都引入單指令結構。這樣的dsp芯片結構不但易於編程，可以快速的信號處理和多媒體的處理，而且方便的擴展usb、pci i/o、uart、sport等接口。非常適合對視頻讀入，處理以及傳輸。adi最新的雙核adsp-21561也是專業視頻處理dsp領域內不容忽視的好産品。但是相比較philips和ti，adi的數字視頻 dsp的劣勢在於能夠支持blackfin的第三方算法太少，這也是造成雖然blackfin的産品非常有特點，但是應用面要遠遠小於前面兩傢公司的一個主要原因。
數字視頻 領域內的專業dsp廠商，equator最先推出的map-ca及隨後推出的bsp-15係列産品，在會議電視領域和數字基頂盒領域都得到很好應用，由於是專業的視頻dsp廠商，equator的産品也非常具有特點，以bsp-15為例：該芯片最高可達到400mhz的內頻，具有兩個視頻輸入口和音頻輸入口，一個視頻輸出口，但是該産品的最大缺點就是功耗太大，産品必須加散熱風扇，預計推出的bsp-16將會改變這一問題。
數字視頻 應用dsp領域，諸如美國cradle technologies在推出ct3400後也將推出可對h.264/mpeg-4 avc格式的d1規格影像以30幀/秒進行編解碼的dsp。而lsi則另闢蹊徑，提供dsp內核的方式給專業的算法公司，這種方式也受到一些應用領域客戶的青睞。
數字視頻 的應用發展也將起到越來越重要的作用，dsp技術的進步必將為人類帶來更多更大的便利，讓我們充滿期待的看着dsp在數字視頻 領域的發展和應用。 計算機 mpeg 視頻編碼 微軟 文件格式 媒體 壓縮格式 解碼器 網絡 IT 信息論 技術 企業 電子 半導體
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