視頻信號有模擬信號和數位訊號之分，視頻處理泛指對視頻信息的所有操作，視頻數據處理技術包括視頻的編輯、視頻的壓縮等方面，目的是增強視頻的觀賞性。視頻數據處理軟體主要包括5種：Adobe Premiere、Ulead Media Studio Pro、Ulead Video Studio、Windows Movie Maker、Pinnacle Studio。數位化的視頻編輯技術不僅讓人們體驗到了前所未有的視覺衝擊效果，也為人們的日常生活帶來了無窮的樂趣。
基本介紹
- 中文名：視頻數據處理
- 外文名：Video data processing
- 技術層面：視頻的編輯、視頻的壓縮等
- 目的：增強視頻的觀賞性
- 常用軟體：Adobe Premiere等
- 套用學科：多媒體技術及套用
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基本概念
視頻信號
視頻檔案
視頻檔案主要包括兩類，即動畫檔案和影像檔案，動畫檔案是指由相互關聯的若干個靜止的圖像組成的圖像序列，這些靜止的圖像序列連續播放時形成了動畫；影像檔案是指包含實時的音頻和視頻信息的多媒體檔案，其多媒體信息通常通過視頻輸入設備輸入到計算機中，該類型的檔案包含的信息豐富，檔案較大。
視頻素材的採集
視頻素材的採集分為從模擬視頻設備中採集和從數字視頻中採集兩種方式。
視頻檔案格式
常見的視頻檔案格式有7種：
（1）AVI，英文全稱為Audio Video Interleaved，即音頻視頻交錯格式；
（2）MOV，MOV是Quick Time for Windows視頻處理軟體使用的視頻檔案格式；
（3）MPG，MPG採用MPEG標準，該類型的檔案採用高密度壓縮比；
（4）ASF，英文全稱為Advanced Streaming Format，它是微軟為了和Real Player競爭而推出的一種視頻格式；
（5）WMV，英文全稱為Windows Media Video，也是微軟推出的一種採用獨立編碼方式並且可以直接在網上實時觀看視頻節目的檔案壓縮格式；
（6）RM，英文全稱為Real Media；
（7）RMVB格式，它是由RM視頻格式升級延伸出的新視頻格式；
視頻數據處理技術
視頻處理泛指對視頻信息的所有操作，視頻處理技術包括視頻的編輯、視頻的壓縮等方面，目的是增強視頻的觀賞性。
視頻的編輯
採集到的數字視頻檔案一般要經過編輯加工後，才能在多媒體系統中使用。數字視頻的編輯工作主要靠軟體來完成，常見的視頻編輯操作有如下幾種：
（1）基本編輯。
視頻的基本編輯主要是針對選取的視頻片段進行編排、剪下、複製等操作。在時間軸上將視頻片段從頭到尾排列，形成從頭到尾連續播放的視頻節目。
（2）過渡特技。
視頻是一組連續播放的畫面，兩個場景之間如果直接連線起來，在許多情況下會感到突兀，剪輯時如果畫面間的連線不當，會造成跳動、畫面拖沓等感覺。使用過渡特技可以使畫面連線自然流暢。
（3）視頻特技。
視頻特技是指對片段本身做的處理，如透明處理、運動處理、速度處理、色彩處理等。透明效果可以將兩個片段的畫面內容疊加在一起，常用在表示回憶的場景中。運動處理可以使靜止的畫面移動。
（4）字幕。
視頻上疊加的文字稱為字幕。在電視節目、廣告、卡拉0K等視頻中常常使用字幕顯示相關的文字信息。視頻中出現的文字在畫面變化的情況下要保持一段時間，不同的畫面內容要配合顯示不同的文字說明，不僅是文字，圖形、照片、標記等都可以作為字幕放在視頻作品中。字幕可以向台標一樣靜止在螢幕一角，也可以做成節目結束後滾動的工作人員名單。字幕可以選用不同的出現方式，如：移入、溶解、放大、縮小、旋轉、変色等，以產生不同的視覺效果。
（5）配音。
視頻節目製作中除了音樂之外，往往還需要添加適當的配音進行旁白。在錄製節目的同時錄下當時的環境聲音稱為同期聲，編輯時可以單獨處理，進行剪輯或添加效果，也可以為語音解說配上背景音樂。
視頻的壓縮
數位化的視頻信號以視頻檔案形式存儲在磁碟上，所占硬碟空間非常大，而視頻經過壓縮後，存儲時會更方便。數宇視頻壓縮以後並不影響其最終的視覺效果，原因是它利用人的心理視覺冗餘進行壓縮處理。所謂心理視覺冗餘是指眼睛並不是對所有信息有相同的敏感度，有些信息通常在視覺過程中與另外一些信息相比來說並不是那么重要。
視頻壓縮的目標是在儘可能保證視覺效果的前提下減少視頻數據率。視頻壓縮比一般是指壓縮後的數據量與壓縮前的數據量之比。標準的數字攝像機的壓縮率為5:1，有的格式可使視頻的壓縮率達到100:1，但過分壓縮也不是件好事。因為壓縮得越多，丟失的數據就越多。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。視頻壓縮的相關概念如下：
（1）有損和無損壓縮。
在視頻壓縮中有損和無損的概念與靜態圖像中基本裝似。無損壓縮即壓縮前和解壓縮後的數據完全一致。多數的無損壓縮都來用RLE行程編碼算法。有損壓縮意味著解壓縮後的數據與壓縮前的數據不一致。在壓縮的過程中要丟失一些人眼和人耳所不敏感的圖像或音頻信息，而且丟失的信息不可恢復。幾乎所有高壓縮的算法都採用有損壓縮，這樣才能達到低數據率的目標。丟失的數據率與壓縮比有關，壓縮比越小，丟失的數據越多，解壓縮後的效果一般越差。此外，某些有損壓縮算法採用多次重複壓縮的方式。這樣還會引起額外的數據丟失。
（2）幀內和幀間壓縮。
幀內壓縮也稱為空間壓縮。當壓縮一幀圖像時，僅考慮本幀的數據而不考慮相鄰幀之間的冗餘信息，這實際上與靜態圖像壓縮類似。幀內一般採用有損壓縮算法，由於幀內壓縮時各個幀之間沒有相互關係，所以壓縮後的視頻資料仍可以以幀為單位進行編輯。幀內壓縮一般達不到很高的壓縮。
幀間壓縮是基於許多視頻或動畫的連續前後兩幀具有很大的相關性，或者說前後兩幀信息變化很小的特點，即連續的視頻其相鄰兩幀之同具有冗餘信息，根據這一特性，壓縮相鄰幀之間的冗餘量就可以進一步提高壓縮量，減小壓縮比。幀間壓縮也稱為時間壓縮，它通過比較時間軸上不同幀之間的數據進行壓縮。幀間壓縮一般是無損的。幀差值算法是一種典型的時間壓縮法，它通過比較本幀與相幀之間的差異，僅記錄本幀與其相鄰幀的差值，這樣可以大大減少數據量。
（3）對稱和不對稱編碼。
對稱性是壓縮編碼的一個關鍵特徵。對稱意味著壓縮和解壓縮占用相同的計算處理能力和時間，對稱算法適合於實時壓縮和傳送視頻，如視頻會議套用就以採用對稱的壓縮編碼算法為好。而在電子出版和其他多媒體套用中，一般是把視頻預先壓縮處理好，然後再播放，因此可以採用不對稱編碼。不對稱或非對稱意味著壓縮時需要花費大量的處理能力和時間，而解壓縮時則能較好地實時回放，即以不同的速度進行壓縮和解壓縮。一般來說，壓縮一段視頻的時間比回放（解壓縮）該視頻的時間要多得多。例如，壓縮一段3分鐘的視頻片斷可能需要10多分鐘的時間，而該片斷實時回放時間只有3分鐘。
視頻數據處理軟體
影視製作與計算機技術的聯姻是電影發展史上的一座里程碑。 數位化的視頻編輯技術不僅讓人們體驗到了前所未有的視覺衝擊效果，也為人們的日常生活帶來了無窮的樂趣。在PC平台流行的視頻編輯軟體有Microsoft公司的Adobe公司的Adobe Premiere、Windows Movie Maker、Ulead公司的Video Studio以及Pinnacle公司的Pinnacle Studio和Pinnacle Edition。其中，Windows Movie Maker、Video Studio和Pinnacle Studio定位於普通家庭用戶，Adobe Premiere和Pinnacle Edition定位於中高端商業用戶。
Adobe Premiere
Adobe公司推出的基於非線性編輯設備的視音頻編輯軟體Premiere已經在影視製作領域取得了巨大成功。被廣泛套用於電視台、廣告製作、電影剪輯等領域，稱為PC和MAC平台上套用最廣泛的視頻編輯軟體。
將Premiere與Adobe公司的After Effects配合使用，更使兩者發揮最大功能。After Effects是Premiere的自然延伸，主要用於將靜止的圖像推向視頻、聲音綜合編輯的新境界。它集創建、編輯、模擬、合成動畫、視頻於一體，綜合了影像、聲音、視頻的文檔格式，可以說在掌握了一定的技能的情況下，想像的東西都能實現。
Ulead Media Studio Pro
Ulead公司開發的多媒體影視製作軟體Media Studio Pro涵蓋了視頻編輯、影片特效、2D動畫製作等功能，是一套整合性完備、面面俱到的視頻編輯套餐式軟體。它集成了五大功能模組，即：Video Edition（視頻編輯）、Audio Edition（音效編輯）、CG Infinity（動畫製作）、Video Paint（特效繪圖）和Video Capture（視頻捕獲），可以輕鬆對視頻、音頻進行捕獲、編輯以及輸出。其獨特之處在於Video Paint，可以對視頻片段中任一幀或者連續幀進行畫面處理，而且它內置了MPEG編碼器，可以不需藉助任何外掛程式輕鬆製作VCD影片。
Ulead Video Studio
Media Studio Pro雖然功能比較強大，但它太過於專業，上手比較難，而Ulead的另一套編輯軟體繪聲繪影，是完全針對家庭娛樂、個人紀錄片製作開發的簡便型視頻編輯軟體，非常適合家庭個人使用。
繪聲繪影一共分為開始、捕獲、故事板、效果、覆迭、標題、音頻和完成8大步驟，並提供線上幫助檔，從而能快速的學習每一個流程的操作方法。它提供了12類114個轉場效果，可以拖拽的方式套用，並且每個效果都可以做進一步的控制。另外，還具有字幕、旁白或動態標題的文字編輯功能。繪聲繪影提供了多種輸出方式，它可以輸出傳統的多媒體電影檔案，例如AVI、FLC動畫、MPEG電影檔，也可將製作完成的視頻嵌入賀卡，生成一個可執行文檔。通過內置的Internet傳送功能，可以將做好的視頻通過電子郵件傳送出去或者自動將它作為網頁發布。如果有相關的視頻捕獲卡還可以將MPEG電影文檔轉錄到家用錄像帶上。
Windows Movie Maker
Windows Movie Maker（WMM）是Windows XP的一個標準組件，其功能是將用戶自己錄製的視頻素材，經過剪輯、配音等編輯加工，製成富有藝術魅力的個人電影。它可以將大量照片，進行巧妙地編排，配上背景音樂，還可以加上自己錄製的解說詞和一些精巧特技，加工製作成電影式的電子相冊。而Windows MovieMaker最大的特點就是操作簡單，使用方便，並且用它製作的電影體積小巧，非常適合通過Email傳送給親朋好友，或者上傳到網路供大家下載收看。
Pinnacle Studio
Pinnacle Studio是一款專業質量的視頻編輯軟體，Pinnacle Studio提供了一個專業家庭視頻工作室所需要的一切功能，包括一體化的音頻/視頻同步採集、實時數字視頻編輯和CD、VCD、DVD製作解決方案。Pinnacle Studio是針對台式計算機和筆記本的一套完整視頻編輯方案。只要將視頻素材採集到計算機里，然後使用專業的編輯工具，製作例如場景轉換、字幕特效和快慢動作等炫目的電影，編輯完你的電影，就可以輸出到磁帶或VCD或DVD並播放。
