摘要：介绍了视频的模式、数字化视频的采样方式以及各种压缩算法。 关键词：视频模型；数字化视频；信号采集；压缩算法 随着信息技术的不断发展，人们将计算机技术引入视频采集、制作领域，传统的视频领域正面临着模拟化向数字化的变革，过去需要用大量的人力和昂贵的设备去处理视频图像，如今已经发展到在家用计算机上就能够处理。用计算机处理视频信息和用数字传输视频信号在很多领域有着广泛的应用前景。
1、视频模型 中国和欧洲采用的电视制式是PAL制（逐行倒相制），美国和日本采用的NTSC制，一个PAL信号有25fb／s的帧率，一个NTSC制信号有30fb／s的帧率。 视频信号在质量上可区分为复合视频（Composite），S-Vide,YUV和数字（Digital）4个级别。复合视频，SHS,VHS-C和Video8都是把亮度、色差和同步信号复合到一个信号中，当把复合信号分离时，滤波器会降低图像的清晰度，亮度滤波时的带宽是有限的，否则就会无法分离亮度和色差，这样亮度的分离受到限制，对色差来讲也是如此。因此复合信号的质量比较一般，但他的硬件成本较低，目前普遍用于家用录像机。S-Vide,S-VHS,S-VHS-C和Hi8都是利用2个信号表现视频信号，即利用Y表现亮度同步，C信号是编码后的色差信号，现在很多家用电器（电视机，VCD，SHVCD，DVD）上的S端子，是在信号的传输中，采用了Y／C独立传输的技术，避免滤波带来的信号损失，因此图像质量较好。YUV视频信号是3个信号Y，U，V组成的，Y是亮度和同步信号，U，V是色差信号，由于无需滤波、编码和解码，因而图像质量极好，主要应用于专业视频领域。数字及同步信号利用4个信号：红、绿、蓝及同步信号加于电视机的显像管，因此图像质量很高。还有一种信号叫射频信号，他取自复合视频信号，经过调制到VHF或UHF（UltraHighFrequency），这种信号可长距离发送。现在电视台就采用这种方式，通过使用不同的发射频率同时发送多套电视节目。 模拟视频信号携带了由电磁信号变化而建立的图像信息，可用电压值的不同来表示，比如黑白信号，0V表示黑，0．7V表示白，其他灰度介于两者之间；数字视频信号是通过把视频帧的每个象素表现为不连续的颜色值来传送图像资料，并且由计算机使用二进制数据格式来传送和储存象素值，也就是对模拟信号进行A／D转换后得到的数字化视频信号。数字视频信号的优点很多： （1）数字视频信号没有噪声，用0和1表示，不会产生混淆，而模拟信号要求屏蔽以减少噪声。 （2）数字视频信号可利用大规模集成电路或微处理器进行各类运算处理，而模拟信号只能简单地对亮度、对比度和颜色等进行调整。 （3）数字视频信号可以长距离传输而不产生损失，可以通过网络线、光纤等介质传输，很方便地实现资源共享，而模拟信号在传输过程中会产生信号损失。 2、数字化视频采集 NTSC和PAL视频信号是模拟信号，但计算机是以数字方式显示信息的，因此NTSC和PAL信号在能被计算机使用之前，必须被数字化（或采样）。一个视被用来数字化视频模拟信号，并将之转换为计算机图形信号。视频信号的数字记录需要大量的磁盘空间，例如，一幅640×480中分辨率的彩色图像（24b／pixel），其数据量约为0．92Mb／s，如果存放在650MB的光盘中，在不考虑音频信号的情况下，每张光盘也只能播放24s，使用如此巨大的磁盘空间存储数字视频，是大多数计算机用户所无法接受的。在这种情况下，将视频带到计算机上，以有效的帧率播放存储信息，是使用计算机处理视频能力的最大障碍，鉴于此种情况，我们采用数据压缩系统和帧尺寸、色彩深度和图像精度折衷的办法，对视频数据进行压缩，以节省磁盘存储空间，数字化视频采集技术也就变成了现实。 数字化视频的过程，通常被叫做数字化视频采集。模拟信号到数字信号的转换中通常用8b来表示，对于专业或广播级的信号转换等级会更高。对于彩色信号，无论是RGB还是YUV方式，只需用24b来表示。因此采样频率的高低是决定数字化视频图像质量的重要指标，如表1所示。
数字化视频采集模式及各种压缩算法
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由于显示时采用了4∶3方式，所以PAL制方阵的图像大小是768×576，因为768∶576＝4∶3，YUV信号在数字化过程中可以采用不同的采样频率，如4∶4∶4，4∶2∶2或4∶1∶0，由于色差信号用较低的采样频率不会影响到整体的图像效果，通常是降低U，V的采样频率以减少数据量。4∶1∶0方式指U
