固定码率
在流式播放方案中使用固定码率最为有效。使用固定码率时,比特率在流的进行过程中基本保持恒定并且接近目标比特率,始终处于由缓冲区大小确定的时间窗内。固定码率的缺点在于编码内容的质量不稳定。因为内容的某些片段要比其他片段更难压缩,所以图像的某些部分质量就比其他部分差。此外,固定码率会导致相邻流的质量不同。通常在较低比特率下,质量的变化会更加明显。
动态码率
当计划提供内容供用户下载、将内容在本地播放或者在读取速度有限的设备(如 CD 或 DVD 播放机)上播放时,请使用动态码率。(计划流式播放内容时也可以采用峰值动态码率模式。)当编码内容中混有简单数据和复杂数据(例如,在快动作和慢动作间切换的视频)时,动态码率是很有优势的。使用动态码率时,系统将自动为内容的简单部分分配较少的比特,从而留出足量的比特用于生成高质量的复杂部分。这意味着复杂性恒定的内容(例如新闻播音)不会受益于动态码率。对混合内容使用动态码率时,在文件大小相同的条件下,动态码率的输出结果要比固定码率的输出结果质量好得多。在某些情况下,与固定码率文件质量相同的动态码率文件,其大小可能只有前者的一半。
动态码率中的平均码率
使用基于动态码率中的平均码率时,可以指定所需的平均比特率。在某一点上,比特率有可能超过平均比特率,但是整体的比特率则不会超过平均比特率。基于动态码率使用两次通过编码。第一次通过时,数据的复杂程度将得到分析。然后在第二次通过时,系统将设置适当的质量级别以达到平均比特率。基于比特率的 VBR 编码的优点在于,压缩后的流将尽可能达到最优的质量级别,同时保持在可预测的平均带宽之内。
动态码率中的质量码率
使用基于质量的动态码率编码时,可以指定所需的质量级别(从 0 到 100)。然后在编码过程中,比特率将根据流的复杂程度发生波动 — 将较高的比特率用于表现丰富的细节或大量的动作,将较低的比特率用于简单的内容。基于质量的动态码率编码的优点在于,对于所有指定了相同质量设置的流,其质量都将保持一致。而缺点在于,编码前无法预知编码内容的文件大小或带宽要求。基于质量的动态码率编码使用一次通过编码。此模式有助于对内容进行存档。
FPS(帧速率)
图像质量和帧速率之间存在制约关系;图像质量提高时,帧速率将降低。如果维持帧速率较为重要,那么可以降低图像质量设置。
镜头和变焦:
几乎所有DV都配备了光学变焦镜头和数字变焦功能,方便用户拍摄远端和近端的景象,而从实际使用过程看,数字变焦并没有太大的实际意义,而厂商都习惯于用数字变焦和光学变焦的乘积来表示DV的变焦能力,因此用户在选择DV时应用分清光学变焦和数字变焦。 目前大多数DV都配备了10倍以上的光学变焦镜头,产品之间的差距并不明显。而从目前发展看,除了追求变焦能力,厂商也非常注重DV光圈指标,一些高端产品的镜头开始借鉴传统相机的一些设计,镜头设计对于图像质量至关重要。 体积和重量:体积和重量的轻巧大大方便了用户携带和使用,这是DV发展的一个方向,近年来DV在这方面发展十分迅速。然而体积小型化后,不可避免地会影响到光学系统设计,一定程度上影响性能的提升,同时小型化后也给用户操控带来一定的麻烦,而拍摄过程中手的抖动对于图像质量的影响也更大。因此用户在选择时,要考虑自己的应用,并非越小越好。产品小型化是DV产品发展的一个趋势,但不是惟一方向。
防抖:
由于大多数非专业DV都是便携产品,用户在使用过程中手的抖动对于图像的稳定性和清晰度都有很大影响,因此防抖功能对于DV产品非常重要。防抖功能有数码防抖和光学防抖两种方式。数码防抖依靠CCD的周边像素,通过软件方式对图像进行补偿,进而实现图像防抖。而光学防抖是一套安装在镜头中的特殊装置,检测机身抖动,并改变相关镜头移动,实现图像的光学校正。光学防抖对于抖动的监测和补偿响应速度更快,补偿效果也更出色。但是光学防抖需要增加额外的光学部件,大大增加产品的成本,目前一些高端机型开始配备光学防抖功能。
LCD屏和取景器:
大多数DV产品都同时配备了LCD屏和取景器,大多数用户习惯于采用LCD屏监视拍摄过程和回放图像。目前DV产品大都配备了2.5英寸和3.5英寸的LCD屏,在其他指标相同的情况下,采用3.5英寸LCD屏的产品价格要比2.5英寸产品贵。其实用户在关注LCD屏尺寸的同时,更应该关注LCD屏的分辨率和亮度,较高的分辨率可以使图像更真实更清晰,而较高的亮度可以保证在室外光线充足的环境中也可以使用. LCD屏方便直观,但同时也增加了DV的耗电量,因此要保证长时间拍摄,用户可以使用取景器,取景器不仅可以省电,而且在任何环境下都可以使用。不过在测试中我们发现,随着DV产品体积的不断缩小,尤其是一些掌上型产品,采用取景器开始有些不方便。
数字视频
数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备,将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号,再记录到储存介质。播放时,视频信号被转变为帧信息,并以每秒约30幅的速度投影到显示器上,使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。电影播放的帧率大约是每秒24帧。如果用示波器(一种测试工具)来观看,未投影的模拟电信号看起来就像脑电波的扫描图像,由一些连续锯齿状的山峰和山谷组成。为了存储视觉信息,模拟视频信号的山峰和山谷必须通过数字/模拟(D/A)转换器来转变为数字的“0”或“1”。这个转变过程就是我们所说的视频捕捉(或采集过程)。如果要在电视机上观看数字视频,则需要一个从数字到模拟的转换器将二进制信息解码成模拟信号,才能进行播放。
DV概念
DV为新一代的数位录影带的规格,体积更小、时间更长。使用6.35mm带宽的录影带,以数位讯号来录制影音,录影时间为60分钟,有LP模式可延长拍摄时间至带长的1.5倍,全名为Digital Video简称DV。目前市面上的DV录影带有两种规格,一种是标准的DV带,另一种则是缩小的mini DV带,一般家用的摄影机所使用的录影带都是属于这种缩小的mini DV带。另外同为6.35mm带宽的录影带,还有专业等级的DVCAM和DVCPRO,他们分别为SONY公司及Panasonic公司专业数位摄影机专用的录影带规格。
编码解码器
编码解码器的主要作用是对视频信号进行压缩和解压缩。计算机工业定义通过24位测量系统的真彩色,这就定义了近百万种颜色,接近人类视觉的极限。现在,最基本的VGA显示器就有640*480像素。这意味着如果视频需要以每秒30帧的速度播放,则每秒要传输高达27MB的信息,1GB容量的硬盘仅能存储约37秒的视频信息。因而必须对信息进行压缩处理。通过抛弃一些数字信息或容易被我们的眼睛和大脑忽略的图像信息的方法,使视频的信息量减小。这个对视频压缩解压的软件或硬件就是编码解码器。编码解码器的压缩率从一般的2:1-100:1不等,使处理大量的视频数据成为可能。
动静态图像压缩
静态图像压缩技术主要是对空间信息进行压缩,而对动态图像来说,除对空间信息进行压缩外,还要对时间信息进行压缩。目前已形成三种压缩标准:
1.JPEG标准:用于连续色调、多级灰度、彩色/单色静态图像压缩。具有较高压缩比的图形文件(一张1000KB的BMP文件压缩成JPEG格式后可能只有20-30KB),在压缩过程中的失真程度很小。目前使用范围广泛(特别是Internet网页中)。这种有损压缩在牺牲较少细节的情况下用典型的4:1到10:1的压缩比来存档静态图像。动态JPEG(M-JPEG)可顺序地对视频的每一帧迸行压缩,就像每一帧都是独立的图像一样。动态JPEG能产生高质量、全屏、全运动的视频,但是,它需要依赖附加的硬件。
2.H.261标准:主要适用于视频电话和视频电视会议。
3.MPEG标准:包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统(视音频同步)三个部分。MPEG压缩标准是针对运动图像而设计的、基本方法是在单位时间内采集并保存第一帧信息,然后就只存储其余帧相对第一帧发生变化的部分,以达到压缩的目的。MPEG压缩标准可实现帧之间的压缩,其平均压缩比可达50:1,压缩率比较高,且又有统一的格式,兼容性好。在多媒体数据压缩标准中,较多采用MPEG系列标准,包括MPEG-1、2、4等。
复合视频和S-Video
NTSC和PAL彩色视频信号是这样构成的——首先有一个基本的黑白视频信号,然后在每个水平同步脉冲之后,加入一个颜色脉冲和一个亮度信号。因为彩色信号是由多种数据“叠加”起来的,故称之为“复合视频”。S-Video则是一种信号质量更高的视频接口,它取消了信号叠加的方法,可有效避免一些无谓的质量损失。它的功能是将RGB三原色和亮度进行分离处理。
NTSC、PAL和SECAM
基带视频是一种简单的模拟信号,由视频模拟数据和视频同步数据构成,用于接收端正确地显示图像。信号的细节取决于应用的视频标准或者制式-——NTSC(美国全国电视标准委员会,National Television Standards Committee)、PAL(逐行倒相,Phase Alternate Line)以及SECAM(顺序传送与存储彩色电视系统,法国采用的一种电视制式)。在PC领域,由于使用的制式不同,存在不兼容的情况。就拿分辨率来说,有的制式每帧有625线(50Hz),有的则每帧只有525线(60Hz)。后者是北美和日本采用的标准,统称为NTSC。通常,一个视频信号是由一个视频源生成的,比如摄像机、VCR或者电视调谐器等。为传输图像,视频源首先要生成垂直同步信(VSYNC)。这个信号会重设接收端设备(PC显示器),保征新图像从屏幕的顶部开始显示。发出VSYNC信号之后,视频源接着扫描图像的第一行。完成后,视频源又生成一个水平同步信号,重设接收端,以便从屏幕左侧开始显示下一行。并针对图像的每一行,都要发出一条扫描线,以及一个水平同步脉冲信号。另外,NTSC标准还规定视频源每秒钟需要发送30幅完整的图像(帧)。假如不作其它处理,闪烁现象会非常严重。为解决这个问题,每帧又被均分为两部分,每部分262.5行。一部分全是奇数行,另一部分则全是偶数行。显示的时候,先扫描奇数行,再扫描偶数行,就可以有效地改善图像显示的稳定性,减少闪烁。目前世界上彩色电视主要有三种制式,即NTSC、PAL和SECAM制式,三种制式目前尚无法统一。我国采用的是PAL-D制式。
摄像机的CCD画素
所谓CCD简单的说就是摄影机的灵魂之窗,而CCD本身样子长的相一块IC chip,chip的上方有许多的感光微细元件,感光元件的多寡则直接影响摄影机画质的好坏,而其上的感光元件则称之为“画素”。3CCD一般的摄影机只有一个CCD,而3CCD则有3个CCD chip,并且R、G、B(红、绿、蓝)3原色分别由3个chip来处理,因此它的色彩饱和度及解析度会比一般单CCD摄影机高很多。如果你有留意过业务等级的摄影机,你会发现,清一色皆为3CCD机种。
-------关于CCD的补充------
CCD,它完成图像的光学信号向电信号的转换。与数码相机一样,CCD的像素数也是DV的一个重要指标,CCD像素数有CCD总像素、动态有效像素和静态有效像素三个指标。CCD总像素是指DV采用的感光元件CCD所具备的像素值,这一数值的大小基本就决定了DV的档次,如80万像素级的DV便是指这类产品采用了总像素为80万的CCD成像;动态有效像素是指DV在拍摄动态影像时可以达到的像素值,对于DV来说这是最重要的指标之一;而静态有效像素则表示用DV进行静态照片拍摄时可以达到的像素值,有些产品会在拍摄静态影像时通过插值方式来提高这一数值,所以在选择时须注意清楚这一数值是否是通过插值方式来实现的。 68万像素级的DV拍摄的动态视频就可以达到DVD所需要的500电视线的水平清晰度要求,而采用更高像素CCD的产品,除了满足拍摄静态照片需求外,还可以在色彩和精度方面对动态图像进行补偿,另外DV中使用的数码防抖技术也需要额外的CCD像素数来支持。
光学Zoom和数位Zoom
记得早期的摄影机的伸缩放大倍数最大也不过是6倍,如今的伸缩倍数是大的惊人,两三百倍的机器比比皆是,但是其中隐藏的玄机就是在“光学”与“数位”中了。所谓的光学倍数就是摄影机的真实倍数,因为它的倍数产生是靠着光学镜片移动来达成,因此光学Zoom是最漂亮的画质,目前摄影机最大的光学倍数约为20倍,但是一般机种都在10—18倍间。而数位Zoom是将所拍到的影片局部放大的结果,试想若是把一张3*5的照片放大50倍,那么局部画面的画质一定会变得粗糙不堪,而且放的愈大愈粗糙。同样摄影机的数位Zoom的倍数愈大表示画质愈差。有很多人在选购摄影机时,常将摄影机的倍数大小列入重要的考虑之一,其实倍数并不是最重要的,一台拥有光学10倍的摄影机已经约和一支400mm照相机望远镜头倍数相当了,所以一味的追求倍数是不实际的。对于笔者而言,数位倍数只不过是厂商的噱头罢了。
防震功能
“防震”不是说机器不怕摔,而是于手持拍摄时可以增加影片的稳定性。目前防震可以分为两种系统,一为光学防震、另一为数位防震。光学防震是以镜片浮动的原理产生稳定的效果,画质相当好,几乎与原来不用防震时的画质一样,但是防震的效果不明显。另外数位防震为将影片放大,取中间部份的影相成为主影像,其余周边的影像则为防震产生时的运动空间,因为影像被放大,所以画质变差,但是防震效果较好。
自动对焦
目前所有的家用摄录影机,都具有此项功能,它是以红外线测距的方式来完成对焦的动作。装置在镜头内下方的一组红外线发射器,当镜头对准目标时,红外线也同时感应到与目标间的距离,同时驱动调焦机构进行对焦动作。
附:关于DV的历史
上世纪90年代初期,Sony、Panasonic等世界知名厂商都发布了各自的高画质家用视频数字化规格,但为避免重蹈Beta和VHS规格战的历史教训,Panasonic、Sony、JVC、Philips、N.V、Sanyo、Hitachi、Sharp、Thompson Multimedia、Mitsubishi和Toshiba等十多家厂商召开了HD数字化VCR协议会议,并于1994年4月同意了家用数字VCR规格,这就是所谓的Mini DV规格,也就是家用数字摄像机DV规格,现在全世界已有超过60家的厂商加入此协议。 一般所称DV,采用1/4英寸(6.35mm)金属蒸发型磁带。在系统采用的是图像信号是4∶1∶1的8 位数字复合信号,其中亮度信号取样频率为13.5MHz,色差信号取样频率为3.375MHz。NTSC采用全画面720x480像素分辨率@30帧/s(PAL采用720x576@25帧/s) ,有效的数据传输速率为125Mbps,压缩技术规范与JPEG一样,使用DCT(Discrete Cosine Transform)计算法,以Intrafield图场内压缩,类似Motion-JPEG作法,压缩比固定约5∶1,所以DV的实际数据传输速率为25Mbps,也就是说约3.6MB/s。
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