1.1.1 视频基本概念

1.视频信息

由于人眼的视觉暂留作用，在亮度信号消失后，亮度感觉仍可以保持短暂的时间。有人做过一个实验：在同一个房间中，挂两盏灯。让两盏灯一个亮，一个灭，交替进行变化。当交替速度比较慢时，被试者会感觉到灯的亮、灭状态；但当这种交替速度达到每秒30次以上时，被试者的感觉就会完全发生变化。被试者看到的是一个光亮在眼前来回摆动，实际上这是一种错觉。这种错觉就是由于人眼的视觉暂留作用造成的。动态图像也正是由于这个特性产生的，如电影，是对视觉暂留效应的一个应用。从物理意义上看，任何动态图像都是由多幅连续的图像序列构成的。每一幅图像保持一段显示时间，顺序地以眼睛感觉不到的速度（一般为每秒25～30帧）更换另一幅图像，连续不断，就形成了动态图像的感觉。

动态图像序列根据每一帧图像的产生形式，又分为不同的种类。当每一帧图像是人工或计算机产生的时候，被称为动画；当每一帧图像是通过实时获取的自然景物时，被称为动态影像视频或视频信息。

2.模拟与数字视频概念

按照视频信息的存储与处理方式不同，视频可分为模拟视频和数字视频两大类。

（1）模拟视频

模拟视频是指每一帧图像是实时获取的自然景物的真实图像信号。我们在日常生活中看到的电视、电影都属于模拟视频的范畴。模拟视频信号具有成本低和还原性好等优点，视频画面往往会给人一种身临其境的感觉。但它的最大缺点是不论被记录的图像信号有多好，经过长时间的存放之后，信号和画面的质量将大大地降低；或者经过多次复制之后，画面的失真就会很明显。

在电视系统中，摄像端是通过电子束扫描，将图像分解成与像素对应的随时间变化的点信号，并由传感器对每个点进行感应。在接收端，则以完全相同的方式利用电子束从左到右，从上到下的扫描，将电视图像在屏幕上显示出来。

扫描分为隔行扫描和逐行扫描两种。在逐行扫描中，电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫描到右下角，在显示屏上扫描一遍就显示一幅完整的图像。在隔行扫描中，电子束扫描完第1行后，从第3行开始的位置继续扫描，再分别扫描第5行，第7行，……直到最后一行为止。所有的奇数行扫描完后，再使用同样的方式扫描所有的偶数行。这时才构成一幅完整的画面，通常将其称为帧。由此可以看出，在隔行扫描中，一帧需要奇数行和偶数行两部分组成，我们分别将它们称为奇数场和偶数场，也就是说，要得到一幅完整的图像需要扫描两遍。图 1.1.2所示的图像扫描中，图（a）为奇数场、图（b）为偶数场、图（c）为一副完整的图像。

为了更好地理解电视工作原理，下面对于常用术语进行简要说明。

● 帧：在此帧是指一幅静态的电视画面。

● 帧频：电视机工作时每秒显示的帧数，对于PAL制式的电视帧频是每秒25帧。

● 场频：指电视机器每秒所能显示的画面次数，单位为赫兹（Hz）。场频越大，图像刷新的次数越多，图像显示的闪烁就越小，画面质量越高。

● 行频：指电视机中的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k Hz为单位。行频越大可以提供的分辨率越高，显示效果越好。

● 分解率（清晰度）：一般是用在一秒钟内垂直方向的行扫描数和水平方向的列扫描数来表示。分解率越大，电视画面越清晰。

（2）数字视频

数字视频是基于数字技术记录视频信息的。模拟视频信号可以通过视频采集卡将模拟视频信号进行A／D（模／数）转换，将转换后的数字信号采用数字压缩技术存入计算机存储器中就成为了数字视频。与模拟视频相比它有如下特点：

● 数字视频可以不失真地进行多次复制；

● 数字视频便于长时间的存放而不会有任何的质量变化；

● 可以方便地进行非线性编辑并可增加特技效果等；

● 数字视频数据量大，在存储与传输的过程中必须进行压缩编码。