视频压缩及转换技术在网络课件中的应用研究 【摘要】：
随着互联网技术的发展,采用流媒体技术的多媒体网络教学系统以其方便性、先进性、集成性等特点在教学中起着非常重要的作用,由系统提供的流媒体教学课件,通过教学平台传送到客户端为学生使用,可激发学生的学习兴趣并全面提高教学质量。
【作者单位】
【关键词】
【分类号】：
TN919.8
【正文快照】：
1引言随着网络技术和多媒体技术的不断发展和应用的深入,出现了对以视、音频信息为主的多媒体文件进行远程传输的网络流媒体技术,并已影响到社会生活的方方面面。基于Web的网络化学习形式越来越受到人们的青睐,这种技术是为解决中低带宽网络上多媒体信息传输问题而产生发展起
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【参考文献】
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备案号110 1081725视频格式之间的相互转换_电子通信论文
作者：佚名 来源：不详 发布人：chjchjchj
视频格式之间的相互转换 从20世纪初发明的黑白电视到50时年代出现的彩色电视，以及从模拟时代跨入到数字时代，从标清电视过渡到高清电视，伴随着信息高速公路以及国际互联网的飞速发展，广播电视在不同时期不同领域出现了多种格式。这其中有早期彩色电视领域的PAL制,NTSC制，SCREAM制；近期数字电视领域内的DVB欧洲、ATSC美国、 日本的ISDB；以及根据数字电视图像清晰度不同而出现的SDTV和HDTV，这些格式多样化的存在为电视台的系统搭建提出了一个新课题，那就是如何结决电视信号格式间的转换。 尽管电视信号有多种格式，各种格式有不尽相同，但归结起来相异之处主要在这三个方面：隔行或逐行不同，帧频或场频不同，显示宽高比不同。在数字化普及之前，这些不同制式与格式相互变换所涉及到的时域压缩和扩张实现起来十分困难，但数字领域这些模拟领域棘手的问题已迎刃而解。所以对模拟电视信号进行格式转换，若先进行数字化，在数字域进行将会方便很多。
一 信号的数字化 对于模拟分量电视信号，应按ITU-R BT.601 标准进行数字化，取样结构为4：2：2，亮度信号Y抽样频率选为525/60和625/50三大制式行频的公倍数2.25MHz的6倍即13.5MHz。接口标准为 SMPTE259M串行数字接口SDI格式（D1格式），输出码率为270MHz（4：3）或360MHz（16：9）。对于模拟复合电视信号，从抽样所形成的样点结构图考虑，抽样频率取彩色副载波的4倍更为合适，量化后输出码率为142MHz（8BIT PAL制）和114MHz（8BIT NTSC制）。对于高清信号，数字化后变换成HDSDI信号，传输率为1.5GMHz(SMPTE292M)。
电视信号经过数字化，从时域的电视图像变换成一个三维的时空取样点结构。对于电视信号，无论是场频的变换，行频的变换，还是隔行扫描与逐行扫描的转换，宽高比的转换等，均可看成三维取样结构的转换。这些取样结构的转换主要借助于数字信号的内插来实现。下面先简单介绍数字内插算法。
二 制式转换的基本原理 在保持原视频基带信号频谱时,为提高数字信号的取样频率,可对原数字信号进行内插。针对不同的目的，信号内插可分为行内插与场内插，行内插主要针对于不同行频格式之间的变化，场内插主要针对于不同场频格式之间变化。
1 行内插 所谓行内插是指在原数字取样点之间插入新的取样值，它可以是相邻两值的平均值，也可以是零值，也可以用多项式内插方法得到。由于内插必然会引起垂直分辨率的变化，不管是增加还是减少，本来连续的两条扫描行之间多出一行或少掉一行，都会引起原图像的不连续，出现锯齿失真，如果采用非运动内插的简单重复或简单删减某些行数据的方法，这种数据将会很明显。如下图： 通常所说的行内插都是指运动行内插，即行内插的数据不是靠简单重复某些 行内插可分为场内行内插和场间行内插。用同一场的相邻行通过内插系数的运算得到内插行图像数据的方法就是场内行内插。参与一次内插运算的相邻行可以是2行、4行，只要硬件运算量足够大，相邻行可以更多(这里有个性价比的关系)。场内行内插利用了同场相邻行的相关性，对于运动图像的内插效果要比静止图像的内插效果要好。 如果将前一场的图像数据存储起来，留待下一场作行内插时用场间相邻两行依据内插系数得到内插行的图像数据，这就是场间行内插。它认为场间相邻两行数据的相关性大于同一场内相邻两行的相关性。这种行内插方式使得行内插数据在很大程度上由前一场对应行决定，因此对于静止图像的内插效果要比运动图像的内插效果要好。 为了判别出何种情况用场内行内插或场间行内插，只须对图像进行运动检测，根据待处理图像的运动情况，即图像帧差信号（如亮度Y信号幅值的差别）的大小选择使用场内行内插或场间行内插，这就是自适应场内和场间的行内插方法。根据图像运动检测电路的判断，待处理图像相对于前一场而言是静止图像还是运动图像，运动图像采用带数字滤波器的场内行内插，静止图像采用场间行内插。数字滤波器的作用在于滤除图像的高频成分，避免高频分量在行内插后产生失真。这样可以同时减少两者做内插处理所带来的清晰度劣化。
2 场内插 对于场频的变换，例如从PAL到NTSC；不仅要实现525行到625行的变换，还要实现场频从50Hz到60Hz的变换，如果简单的采用每6场舍弃1场，针对静止图像还可以，但对于运动图像，必然会造成图像信息的丢失，会出现运动图像的不连续性和跳跃型。因此，如何通过采用各种不同的运动场内插方法，尽可能减少内插处理后对图像连续性的影响，就成为一个相当重要的课题。
相邻两场参与内插运算的的场内插不仅不能完全消除运动图像的不连续性，而且还会产生不连续动作的爬行现象，但这种不连续动作的幅度显然比简单重复某些场数据时的运动不连续性幅度要小。 为了进一步减小这种不连续性，可以采用运动估算和运动补偿技术对场内插数据进行校正，运动估算通过检测运动图象在时域的变化幅度来计算图像的运动，精确的算出图像中运动单元的运动方向和速度，决定内插数据和运动补偿时的时间─空间方向；在实际中，由于运动检测得到的移动矢量值有时并不能真正反映相邻两场内图像运动变化后的实际矢量数据，毕竟它只是一个估值，为了减少这种由于估值所带来的图像内插失真，可采用运动补偿技术在运动估算的基础上进一步减少图像失真。见图： 两种不同格式的电视信号相互转换，首先要进行数字化，由于格式不同其数字化时的抽样频率也不尽相同，利用两者抽样频率求出最小公倍频率，作为内插的抽样频率，可以顺利实现两种不同格式之间的相互转换。例如两种不同格式的电视信号的抽样率为：F1=3f? F2=4f， 最小公倍频率为12f，先以3f抽样率对F1进行抽样，然或通过内插变换形成总数为12f的抽样频率，再进行3选1的抽选取样，就可把 F1格式转换为F2格式。这里的抽选是指根据要求对取样频率进行N选一的选取，取样频率为f/N,f为最小公倍频率。按奈奎斯特抽样定律，为使抽选后的信号不产生混迭失真，必须在抽选之前经过一个数字滤波器，限制视频信号的最高频率。抽选与内插相结合可转换不同格式。
三 下面讨论几种具体的格式转换。
1. 去隔行技术 去隔行技术实际上就是把隔行扫描转换成逐行扫描，去隔行时可以先对隔行信号的每一场进行2倍的行内插，原奇数行内插偶数行，原偶数行内插奇数行。内插可采用行复制，行平均或非线性内插。简单的行复制，就是将奇偶场合并实现，即该场需要内插行的地方由前一场相同位置的行信号复制而来，对于静止图像这种方法效果较好，但对于运动图像会产生锯齿边缘失真。行平均算法，是指在该场需要内插行的地方由本场相邻上下位置的行信号复制而来，运算限制在本场内，这种算法虽会减少简单行复制所引起的锯齿边缘失真，却要付出图像细节模糊的代价，往往利用改进的自适应空间场间插入法，减少细节模糊。
为了使去隔行技术在静止与运动图像时都能达到较好的效果，可以采用场间自适应内插方法，在静止图像时采用场间复制，在运动图像时采用场内复制，并用运动检测函数来控制切换点，对于快速运动物体时，须采用运动估算与运动补偿相结合的方法求出内插像素点的运动轨迹，运动轨迹的精度是决定内插效果的关键因素。
2. 变频技术 在对电视信号的帧频或场频进行相互变换时，涉及到变频技术。 我们以常见的50Hz场频向60Hz场频转换为例，结合场内插技术简单描述变换过程。见下图
变换前的视频信号，水平像素，垂直像素都没有增加，也无法增加，有可能视频信号带宽有所增加倍，却是由于存储器高速读出所至，对图像清晰度不可能有根本改善。不能期望SDTV转换到HDTV，对图像质量有好的改变。
3. 不同行频之间的转换 把一种隔行扫描信号转换成另一种行频不同的隔行扫描信号时,一般先对隔行扫描信号作去隔行处理,将之转换成相对应的逐行扫描信号,然后再运用内插技术完成逐行扫描至逐行扫描的变换, 最后进行隔行处理,变换成所需的隔行扫描格式。
四 具体的格式转换
1 HDTV下行变换至SDTV 从HDTV转换到SDTV时典型的下变换，下行变换使取样频率降低，为防止混迭失真，再转换前必须进行反混迭滤波，但反混迭滤波会使原信号中的高频分量永久丢失，这些高频信息在以后的转换中不可能恢复。
2 SDTV上行变换至HDTV 以576i/50上变换至1080i/50为例。当输入信号经过适当的降噪处理后，转换的质量就取决于内插算法的质量和再取样算法的质量。其第一步（也是最复杂的一步）就是将隔行扫描的画面转换成逐行扫描（576p/50）。然后，对每两行进行N=14的内插，再进行8选1的抽样，得到每场1080号的图像，最后下变换隔行处理形成 1080i/50格式。
3 PAL与NTSC之间的转换
4 24帧/秒电影格式与电视格式转换 因为高清标准中有一款格式为1080p/24,它是专门为电影/高清互换而开发，由于采用了与电影扫描频率24帧完全相同的扫描方式
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课件中视频文件的转换与合并 热 荐
课件中视频文件的转换与合并
[ 作者：顾祥华 | 转贴自：本站原创 | 点击数：1259 | 更新时间：2005-5-19 | 文章录入：顾祥华 ]
在课件制作中，我们有时要加入一些视频资源，但由于视频格式种类繁多，所以经常要对已有的一些视频文件进行剪切、转换或合并以适应需要。而我们知道，***I和MPG文件往往能被大多数课件制作平台所支持，本文以能将视频剪辑插入PowerPoint、Authorware等常用的课件制作工具中为目的，给大家介绍一下常见视频文件的剪切、转换与合并方法。
　　视频转换
　　1、将VCD文件转换为MPG文件
　　VCD一般都是以DAT格式存储的，用豪杰超级解霸2001XP（如图1）可方便地切割VCD文件，并在切割时可直接将其转存为MPG格式，剪切、转换的速度也很快，方法是：用豪杰视频解霸打开要剪切的影片，单击[循环/选择录取区域]按钮，再通过[选择开始点]、[选择结束点]按钮设定剪辑的起点和终点，然后点击[录像指定区域为MPG或MPV文件]按钮即可完成片段剪辑，取名另存即可。
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　　图1
　　但在有些情况下，用豪杰视频解霸剪切出的MPG文件也不能被PowerPoint、Authorware等软件所打开，这时我们可用下面介绍的Myflix或EOVideo重新剪切、转换一遍即可。
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　　图2
　　Myflix这款小工具可以将VCD盘片中的DAT文件剪切、转换成MPG文件。它的用法很简单，点击“File”菜单中的“Open”命令打开需要剪切的VCD文件，也可以用拖放的方法直接将DAT文件拖入Myflix窗口中打开（如图2），接着用视频窗口下方的工具设定好视频片段的剪切始点和终点，最后选择“File”菜单中的“Trim”命令，很快DAT文件就被切割并转换成MPG文件了。如果要将整个DAT文件转换为MPG文件，则可以通过“File”菜单中的“Convert VCD file to MPEG”命令直接将整个DAT文件转换为MPG文件。
　　2、将DVD文件转换为***I文件
　　剪切、转换DVD盘片中的VOB文件，最简单的工具还是豪杰解霸2001XP，首先，用其中的豪杰超级DVD2.1打开VOB文件，用剪切VCD文件类似的方法，将视频片段转为MPG文件。但用这种方法剪切、转换出来的MPG文件还不能被Authorware、PowerPoint等软件直接调用，我们还需接着用豪杰解霸“实用工具集”中的“常用工具”，选择其中的“MPEG转***I（MPEG4）”命令，此时会弹出“Mpeg4Make”窗口（如图3），用剪切VCD文件类似的方法将此MPG文件转为***I文件就可以了。
740)this.width=740" border=undefined>
　　图3
　　3、将RM、ASF、WMV、MPV、MOV等文件转换成***I或MPG文件
　　剪切转换RM、ASF等流媒体文件的工具很多，但大多数只能剪切、转换其中的一两种格式，而EO Video可以说是众多媒体剪切、转换工具中的“集大成之作”，EO Video V1.301仅3.5MB。***此软件前，需***好Windows MediaPlayer、RealPlayer、QuickTime和DvixPro等主流播放软件，依靠这些主流软件的支持，使EOVideo几乎能剪切除VCD和DVD文件外的能被这些播放软件所支持的所有音、视频文件，并将它们转换为最常用的***I或MPG文件，而且转换后的视、音频几乎看不出和原文件有什么区别。
　　视频合并
　　1、使用豪杰解霸
　　要合并MPG文件，豪杰解霸2001XP依然是一款方便实用的工具，在其“实用工具集\常用工具”中选择“MPG文件合并”命令，打开“合并MPEG到VCD”窗口（如图4所示），单击[添加文件]按钮，将需要合并的MPG文件一一添加到“输入文件”窗口，再设置好保存路径和文件名，按[另存为…]按钮就可方便地将MPG文件合并起来了。
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　　图4
　　2、使用EO Video
　　在EO Video的Explorer面板中，找到所有需要合并的视频剪辑（支持所有能被EO Video打开的文件），将它们一一拖放到Playlist面板中，接着选择Converter面板，单击[ProFile]按钮，设定输出为***I文件还是MPE文件，再单击[Output]按钮，设置好各输出参数后，按[Conversion]按钮，再按[Start]按钮即可开始合并。
（本文发表于《中国电脑教育报》2004年第26期Ｂ14版）
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