数字视频处理技术.ppt
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1、数字视频处理技术,Contents,基础知识非线性编辑系统数字视频编辑软件概述PremiereMediaStudioFinal Cut ProiMovie,特点,视频和动画无本质区别,只是表现内容和使用场合不同 视频用于电影时播放速率为24帧/s,用于电视时为25帧/s的(PAL制)视频信息可以采用avi,mpg,DVD格式保存 压缩的视频信息实时性强,承载数据量大,对计算机处理能力要求高,视频是一组连续画面信息的集合,与加载的同步声音共同呈现 动态的视觉和听觉效果,1 基础知识,MPEG标准:为解决视频信号数据量大、占用存储空间多的问题而产生,MPEG-1标准(1988),总体评价:文件小,
2、但质量差,MPEG-2标准(1994),传输速率在3MB10MB/s之间 在NTSC制式下,分辨率可达 720486 能够提供广播级的视频影像和CD级的音质 音频编码可提供左、中、右、两个环绕声道及重低音声道 可提供较宽范围的可变压缩比,以适应不同画面质量、存储容量 以及带宽的要求,MPEG-4标准(1998),更加注重多媒体系统的交互性和灵活性 主要应用于视像电话、视像电子邮件等 对传输速率要求较低,在480064000bit/s之间 利用很窄的带宽,采用帧重建、数据压缩技术,实现了用最少的数据获得最佳的图像质量 能够把DVD中的MPEG-2视频文件转换为体积更小的视频文件,MPEG-4中定
3、义的音频、视频对象的描述同样适用于MPEG-7标准,利用MPEG-7标准的描述可以增强其他MPEG标准的功能 做为国际化的标准研究和制定,具有很好的兼容性 能够快速、有效地搜索出用户所需的不同类型的多媒体影像资料,DVD数字光盘,数码摄像机,常见的数码摄像机,2 非线性编辑系统,非线性编辑系统是随着多媒体技术的飞速发展而产生的,以计算机为平台,配以专用板卡和高速硬盘,由相应软件控制完成视音频节目制作。由于非线性编辑具有传统线性编辑无法比拟的优点,因此,使用视音频非线性编辑系统已经成为电视节目后期制作、电子出版物和多媒体课件制作的发展方向。,线性编辑(Linear Editing)指的是传统方式
4、下的声像编辑技术。不管是录像带还是录音带,它存储的信息是以时间顺序记录的。当使用者要选取不同的视频素材或某一片段,需要频繁地倒带,从录像带的一部分找到另外一部分,甚至更换录像带。完成一个编辑经常需要反复按顺序寻找需要的片段,其过程费时费力,效率较低。,传统的线性编辑,非线性编辑是将传统视频编辑系统要完成的工作全部或部分放在计算机上实现的技术。由于计算机对媒体的交互性,人们可以对存储的数字文件反复地更新或编辑。从本质上讲,非线性技术提供了一种分别存储许多单独素材的方法,使得任何片段都可以立即观看并随时任意修改。它利用了计算机软件提供的多种灵活的过渡和特殊效果,可高效地完成“原始编辑”,如剪辑、切
5、换、动画处理等,再由计算机完成数字视频的生成与计算,并将生成的完整视频回放到视频监视设备或转移到录像带上。由于计算机交互性及资源的数字化特性突破了传统线性编辑的局限,使视频编辑工作更加随心所欲和富有创造性。,非线性编辑系统的优点 编辑制作方便。传统线性编辑中剪辑与增加特技要交替顺序进行,非线性编辑可以先编好镜头的顺序,然后根据要求在需要的编辑点添加特技。有利于反复编辑和修改。在实际工作中,发现不理想或出现错误可以恢复到若干操作步骤之前。可在任意编辑点插入一段素材,切入点以后的素材可被自动向后推,同样删除一段素材,切出点以后的素材可以自动向前递补,重组素材段。所有这些操作可以在几秒钟内完成。制作
6、图像画面的层次多。每一段素材都相当于传统编辑系统中一台放机播放的视频信号,而素材数量是无限的,这使得节目编辑中的连续特技可一次完成无限多个,它不仅提高了编辑效率而且丰富了画面的效果。,图像与声音的同步对位准确方便。图像通过加帧减帧可拉长或缩短镜头片断,随意改变镜头的长度。声音可不变音调而改变音长(即保持声音频率不变,延长或缩短时间节奏)。因此,在实际制作过程中,在一段音乐与一段图像相配时,很容易把它们的长度编成一致。这在传统的线性编辑方式中是不太容易做到的。,非线性视频编辑系统处理视频的过程视频素材的准备和搜集视频素材可以来自于传统视频设备的原始视频资料,如摄像设备、录放像设备、影碟机等视频源
7、,也包括计算机本身获得或生成的图形、动画素材。为了获得高质量的最终视频产品,高质量的原始素材非常重要的。视频采集及数字化 这一过程是非线性视频编辑系统关键的一环,其结果直接影响到最终产品的品质。视频数字化是通过视频采集压缩卡及相应的软件实现的,主要工作是对视频信号进行动态捕获、压缩和存储,形成数据化视频文件。不同的视频硬件卡的性能不同(数据传输速率、视频压缩比、输入模块、采集格式等),其采集视频后的品质也有所差别,用户可根据要求选择合适的硬件卡。,数字视频编辑典型的编辑过程是:首先创建一个编辑的过程平台,将数字化的视频素材用拖拽的方式放入过程平台。这个平台可自由地设定视频展开的信息,可以逐帧展
8、开也可以逐秒展开,间隔可以选择。调用编辑软件提供的各种手段,对各种素材进行剪辑、重排和衔接,添加各种特殊效果,二维或三维特技划像,叠加活动中英文字幕、动画等。这些过程的各种参数可反复任意调整,使用户便于对过程的控制和对最终效果的把握。,3 数字视频编辑软件概述,具有编辑视频文件功能的程序一般被称为数字视频编辑器。能够编辑数字视频数据的软件也称为非线性编辑软件,这是相对于传统的磁带和电影胶片的线性编辑而言的。数字视频编辑器的范围很广,从功能非常简单的软件到非常专业化的软件都有应用。视频编辑软件应提供一套完备的解决方案,支持捕获视频流,编辑视频,加入开始标题和结束时的片尾字幕,创建场景间切换,加入
9、音乐声轨和特殊效果,并最终发布作品等一系列过程。,功能完善的数字视频编辑软件应包括如下全部或部分功能导入 能够将视频从摄像机引入到软件中。提供对摄像机的远程控制,可以进行远程视频捕获,记录,播放,回放,快进以及暂停用户可以在电脑屏幕上对数字摄像机中视频进行预览自动画面检测,可以对摄录的每一帧画面建立片段音频和视频以数字化的方式在软件和数字摄像机间进行传输可以在影音文件中引入静止图像,编辑使用拖放对视频片段,音轨,过渡以及标题进行编辑对视频片段进行剪辑以除去无用内容对片段或片段的一部分进行剪切,复制和粘贴通过时间轴来重新定位和排列视频片段音频 向已有的视频之中加入音乐声轨 用声效来提高电影的水平
10、使用麦克风记录用户的叙述从CD中引入曲目对音频进行淡入淡出,调节音量,媒质管理 使用项目管理来图形化地管理视频片段按名称、图标或注释对素材进行排序、查看或搜索判别硬盘可供存储视频片段的剩余空间标题和过渡效果 向影片加入开始的标题和结束处的片尾字幕 有多种预定义的标题和过渡效果以供选择使用TrueType和PostScript字体选用自定义的颜色改进标题效果在画面间进行平滑过渡用滑动条设定过渡速度,输出在电脑上以全屏播放制作完毕的电影文件能以多种定义的格式保存影音文件。将完成的影音文件或单独的片段回传到便携式摄像机或在电视上欣赏将单帧存成PICT或JPEG格式,视频编辑的设计过程,确定主题和表现
11、方式 确定主题是要创意设计出视频需表达的主要信息内容,要通过视频来讲述一个故事或描述一段场景运动变化的过程。这个过程非常重要,视频设计不是各种剪辑简单地堆砌,而是通过运动的屏幕场景表达具有逻辑关联的信息。搜集素材 素材的收集可通过各种渠道,如自己拍摄的录像片段、照片;通过其他方式获得的录像片段、图片等。素材收集时范围可以广一些,这样便于编辑处理时更为方便。因为编辑处理实际上也是一个进一步创意的过程,根据素材可以调整和修改原有的初步创意。,素材采集变换 收集到的素材如不是数字文件的格式,则需要首先通过视频采集或音频采集转换成数字的方式。采集素材时需注意尽量保证素材的质量,而且由于素材的范围较广,
12、因此素材的保存需要较大的磁盘空间。由于需要语音旁白,因此还要需录制好语音文件。语音录制时也需注意尽量保证音质和音量,以便编辑合成与进一步调整和压缩。视频编辑处理 在视频的编辑中,视频的长度是以旁白的的长度为基准的。视频素材剪辑根据旁白内容的进度和变化排列在视频轨道上。各剪辑的切入点和切出点定义主要要保证画面与旁白同步。根据创意的风格,整段视频需流畅自然,充分地烘托主题。因此剪辑之间过渡时间有短有长,表现节奏有紧有松,与旁白紧密配合。,视频的创意和编辑 视频的创意设计和编辑是一个相辅相成的过程,好的创意能够引导编辑处理的技巧应用;好的编辑技巧可以进一步完善甚至产生出新的更好的创意。,预视过程 预
13、视是可随时为编辑人员提供确定最终结果的工具。大多数非线性视频编辑系统具有“所见即所得”的功能,可随时看到编辑的效果。同最终结果相比,预视只是尺寸较小、播放速度较慢的视频。预视后如果对编辑的内容不满意,即可在系统中进行修改,直至编辑满意为止。生成影片 当确定了最终效果之后,就要用非线性视频编辑系统生成最终的视频文件,即生成连续的视频影像。生成影片的过程实际上是计算机计算的过程,是一项耗时的工作。对于像切换、拼接过渡这样简单的编辑也许不需要太多的计算,但对于大多数复杂的效果(如特技划象、叠加等)则需要计算机逐帧处理,并以所设定的清晰度和图像品质建立完整帧,这是比较费时的。所以性能优异的计算机生成影
14、片的效率会比较高。,回放或录制 影片生成后,可以将影片回放到视频显示设备上,或录制到录像带上,这时的视频已经是完整的视频图像了。其播放的效果除设备因素外,主要取决于编辑人员的经验或创意。,4 数字视频编辑软件Premiere,Adobe Premiere 公司开发的 Premiere是微机视频编辑软件,Adobe Premiere 6.0能使用多轨的影像与声音作合成与剪辑,兼顾了用户的不同需求,提供了一个低成本的视频编辑方案,在多媒体制作的领域扮演着举足轻重的脚色。,为了让Adobe Premiere 6.0软件能更好地应用于Macintosh平台上,Adobe Premiere 6.0将在苹
15、果公司Macintosh平台上支持实时数字视频(DV)编辑。借助苹果公司流音频与流视频应用软件QuickTime 5最近增加的一些新功能,使以前Adobe Premiere 6.0只能在PC机上应用的实时功能完全可以在Macintosh上得以实现,为使用Mac机的专业视频编辑人员提供了一个更高效的工作环境。,作为用于Mac与Windows系统的专业视频编辑工具,Adobe Premiere 6.0软件通过提供数字视频编辑全过程的增强功能来满足专业人士的需要,支持DV(数字视频)设备、增强型用户界面、新型专业编辑工具中内置跨平台等,并可输出与RealNetworks RealMedia、Micr
16、osoft Windows Media和Apple QuickTime等多种格式兼容的数字视频图像的能力,实现了与PhotoShop、Adobe After Effects及GoLive 等应用软件的无缝集成。,Premiere 软件:由Adobe 公司开发,有“电影制作大师”之称,Premiere的主窗口,子窗口主要包括项目窗口、时间轴窗口、监控窗口、导航窗口、过渡窗口。子窗口都可以显示在主窗口内或隐藏起来。,启动及操作界面,(2)选择“PAL Video”模式 单击“定制”按钮,(3)单击“编辑的方式”输入框 选择“Video for Windows”,(4)单击“时基”输入框,选择25(
17、采用25帧/s的播放模式),(5)单击输入框,选择“视频”,(9)在“比率”输入框中,选择音频的采样频率,(6)在“结构大小”输入框中 指定视频画面的尺寸,(7)希望保持4:3的宽高比例,单击“4:3样子”选项,使其有效,(8)单击输入框,选择“音频”,(10)单击“格式”输入框,确定数字表示位数和声道形式(一般采用“8 bit-Stereo”模式),(11)单击“好”按钮,主界面,工程窗口 时间线窗口(主编辑窗口)监视器 辅助工具,剪裁,(1)选择“文件/导入/文件”菜单,(2)指定文件,单击“打开”按钮 工程窗口列出首画面图标,(3)把首画面图标拖曳至时间线 窗口中的“视频1A”栏内,(4
18、)单击播放按钮确认,(5)单击“剃刀工具”,(7)鼠标右键单击剪裁区域,选择“波动删除”,(6)在视频1A栏中,单击开始位置和终了位置,确定需要剪裁区域,多媒体片头.avi的视频信号多媒体片头.avi的音频信号,连接,(1)选择“文件/导入/文件”菜单,导入第2个视频文件,(2)将第2个图标拖曳至“视频1A”栏,位于第1个视频文件之后,(3)单击监视器窗口底部的播放按钮,观察连接效果,把多个视频文件连接在一起,形成新的视频文件,视频与音频的同步,视频与音频的同步关系可以根据需要予以取消,(1)在时间线窗口的底部,单击“切换同步模式”按钮,取消同步,(3)再次单击“切换同步模式”按钮,恢复同步,
19、为视频配音,(1)选择“文件/导入/文件”菜单,导入视频文件,如“多媒体片头.avi”,(2)选择“文件/导入/文件”菜单,导入音频文件,如“音乐解说.wav”,(3)将视频文件拖曳到“视频1A”栏中,(5)单击“切换同步模式”按钮,解除同步关系,(6)鼠标右键单击“音频1”栏,选择“波动删除”功能,将音频删除,(7)将音频文件拖曳到“音频1”栏内,(8)单击播放按钮,观察效果,保存视频文件,保存可编辑文件,(1)选择“文件/另存为”菜单,(2)指定保存地点,为文件命名(默认格式PPJ,可编辑文件),(3)单击“保存”按钮,(1)选择“文件/输出时间线/电影”,(2)单击“设置”按钮,(3)单
20、击“文件类型”框,选择格式,(4)单击“好”按钮,(5)指定路径和文件名,单击“保存”按钮,保存图片序列,(1)选择“文件/输出时间线/帧”菜单,(2)指定文件名,如“demo.bmp”,(2)如果编辑结果未保存,显示提示信息,(3)需要保存后退出,单击“是”按钮,(4)不保存立即退出,单击“否”按钮,(5)不退出,单击“取消”按钮,制作实例,例 按照如下要求制作一个成品,把视频与音频进行合成,并进一步完成多个音频素材的合成。,表现主题:晴转阴,乌云密布,并伴有雷声文件格式:AVI 画面尺寸:240320 视频文件:乌云密布.avi(动画,没有音频)音频文件:(1)晴朗宁静.wav,(2)雷声
21、.wav 实现功能:,设置视频制作的初始状态,视频制作,保存电影文件,保存可编辑文件,成品文件保存后,还要保存可编辑文件,以备将来修改之用,(1)选择“文件/另存为”菜单,显示保存文件窗口(2)指定保存的地点,并为文件命名:“例题.ppj”(3)单击“保存”按钮,(4)当Premiere找不到素材文件时,显示“定位文件”窗口(5)在窗口中指定新的路径或指定更名后的文件,Premiere 6.0功能简介,使用非线性编辑功能进行即时修改。以幻灯片风格播放剪辑,具有可变的焦距和单帧播放能力。在项目管理中,使用具有文件夹的类似的寻找器界面来组织素材。按名称、图标或注释对素材进行排序、查看或搜索。特殊效
22、果的运用。使用运动控制使任何静止或移动的图像沿某个路径飞翔,并具有扭转、变焦、旋转和变形效果。可从众多的过渡(包括溶解、涂抹、旋转等)中进行选择,也可自己创建过渡。具有更加丰富的生产和创作选择,支持插件滤镜,包括那些与 Photoshop兼容的插件滤镜。,Premiere开发了一个插件RealNetworks,由于运用“流”技术,使用户可在网上即时观看由Premiere制作的Realvideo视频,Adobe 还开发了制作Gif89a动画的插件,使用Premiere可直接可生成Gif89a动画。可把3D Studio Max中制作的原始动态影像导入Premiere,并在其中加以剪辑合成,让非线
23、性的剪辑作业在PC平台上得以实现,袮补3D Studio Max动画合成能力的不足。能编译生成AVI或MOV格式的数字视频文件。编译生成的的AVI/MOV文件可以在任何支持 Microsoft Video/QuickTime for Windows格式的应用程序中播放。,Premiere具有58种基本特技,75种划像方式,因此编辑手法丰富多样,这是一般特技台所无法比拟的。另外,Premiere可将连续视频影像存成.flm文件,这一格式的文件能在PhotoShop中调用并进行图像特技处理,这使Premiere的功能如虎添翼。在抠像与字幕制作方面,Premiere提供了14种抠像方式。字幕与图像的
24、叠加也是通过抠像方式实现的,由于采用了边缘抗混淆技术,叠加的字幕边缘清晰光滑无锯齿,质量很高。,编辑数字视频的基本工作过程,在Premiere中可以把各种不同的素材片断组接、编辑、处理并最后生成一个AVI或MOV格式文件,其操作是使用菜单命令、鼠标或键盘命令以及子窗口中的各种控制按钮和对话选项的配合完成的。在操作工作中可对中间或最后的视频内容进行部分或全部的预览,以检查编辑处理效果。,在Premiere中,视频的一般编辑步骤包括:确定视频剧本和准备素材数据文件。启动Premiere系统,用项目(Project)窗口记录素材和以后的编辑操作。打开剪辑(Clip)子窗口对素材的浏览和定义。打开时间
25、轴(Timeline)子窗口,将素材逐一排列在Timeline窗口的轨道上。可以在这个窗口进行各种编辑,将各种剪辑排列成一段电影。各种影音效果,字幕叠加,动画,淡入淡出以及声音效果都在此完成。打开过渡(Transitions)子窗口,在Timeline窗口定义切换特技效果和参数。,利用剪辑(Clip)菜单中提供的滤波器对视像序列进行特技处理。为视像配音,将声音素材片段置于时间轴窗口的声音轨道道上,调整效果和同步位置。预演,修改和调整。视频输出。首先要进行参量设置,经编译生成最后的AVI或MOV文件。,Premiere的素材剪辑,Premiere的素材剪辑可读取的文件格式有:通过采集卡采集的数字
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