導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇計(jì)算機(jī)視頻處理技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：音視頻技術(shù) 舞蹈教學(xué) 應(yīng)用 

音樂(lè)是舞蹈的靈魂，舞蹈離不開(kāi)音樂(lè)，但它并不是被音樂(lè)所主宰，舞蹈的動(dòng)感變化及種類不同要求有合適的音樂(lè)能與之匹配。 

一節(jié)好的舞蹈課，除了合適的教學(xué)方法、教學(xué)手段外，還需要有合適的音樂(lè)，才能達(dá)到良好的教學(xué)效果。很多學(xué)校由于條件有限，舞蹈課的教學(xué)一直是喊拍子、打鼓點(diǎn)，學(xué)生在教學(xué)中得不到來(lái)自音樂(lè)的感染與熏陶，缺乏對(duì)音樂(lè)的理解，很難把音樂(lè)融入舞蹈之中，條件較好的學(xué)校用磁帶或者VCD光盤作為伴奏，但這兩者的音樂(lè)都是固定的，音樂(lè)的段落、速度、長(zhǎng)短、音量大小，都與教學(xué)設(shè)想不一定吻合，甚至可能對(duì)課堂訓(xùn)練及組合編排產(chǎn)生障礙。 

作為一名多年從事舞蹈教學(xué)的教師，一直希望課堂上的伴奏音樂(lè)能真正符合舞蹈的要求。隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的更新，網(wǎng)絡(luò)資源的不斷豐富，這一困擾多年的問(wèn)題終于得到解決，這就是利用計(jì)算機(jī)的音頻視頻處理技術(shù)，合成舞蹈教學(xué)需要的音樂(lè)。 

一、常見(jiàn)音視頻文件格式簡(jiǎn)介 

（一）音頻文件格式 

音頻文件格式是指存放音頻數(shù)據(jù)的文件格式，存在多種不同的格式，根據(jù)聲音制作中信息是否損失可以將它分為兩類：有損格式和無(wú)損格式。 

無(wú)損格式，例如WAV，AU，APE，CAD，PCM，TTA，F(xiàn)LAC，TAK，WavPack（WV）。 

有損格式，例如MP3，Windows Media Audio（WMA），Ogg Vorbis（OGG），AAC。 

（二）視頻文件格式 

視頻其實(shí)是把圖像信息和聲音信息放在一起的文件，根據(jù)文件開(kāi)發(fā)公司的不同，我們把常見(jiàn)的視頻文件分類如下： 

微軟視頻：wmv、asf； 

Real Player視頻：rm、rmvb； 

MPEG視頻：mpg、mpeg； 

手機(jī)視頻：3gp； 

Apple視頻：mov； 

Sony視頻：mp4； 

其他常見(jiàn)視頻：avi、dat、mkv、flv、vob等。 

AVI格式主要用于光盤，其生成的文件較大，圖像和音樂(lè)的質(zhì)量很好。MPEG文件是運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有三個(gè)版本：MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，VCD光盤是MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)，它生成的是DAT文件，是VCD的具體格式：DVD使用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，MPEG-4主要應(yīng)用于視像電話，其壓縮比例很高，圖像和音樂(lè)的質(zhì)量相對(duì)較差，RM是大名鼎鼎的Real Networks公司開(kāi)發(fā)的視頻格式，它在壓縮比方面做得非常出色，在保證一定質(zhì)量的同時(shí)生成的文件較小，它是網(wǎng)絡(luò)直播的通用格式。 

二、舞蹈教學(xué)中伴奏音樂(lè)的選用原則 

舞蹈教學(xué)是舞蹈教師通過(guò)口傳身授的方式向?qū)W生傳授專業(yè)技能的過(guò)程，課堂中不能缺少音樂(lè)的伴奏，舞蹈教學(xué)的舞種，包括芭蕾舞、古典舞、民族民間舞、幼兒舞蹈等等，不同的舞蹈需要與之特點(diǎn)相適應(yīng)的音樂(lè)。 

芭蕾舞訓(xùn)練最好的配樂(lè)方式是現(xiàn)場(chǎng)鋼琴伴奏，但很少有這樣的條件，我們常用電子音樂(lè)來(lái)配合，一般選用四三拍和四四拍的音樂(lè)，在不同的情況，比如基本動(dòng)作和跳躍動(dòng)作，音樂(lè)要跟隨動(dòng)作的特點(diǎn)發(fā)生變化，注意節(jié)奏感和動(dòng)作起伏。 

中國(guó)民族民間舞蹈的音樂(lè)極為豐富，大量的器樂(lè)曲牌、民歌小調(diào)、鼓點(diǎn)與民族民間舞蹈相互結(jié)合，形成了民俗文化，跳什么樣的舞，用什么樣音樂(lè)伴奏，基本形成了規(guī)矩。比如蒙古舞，音樂(lè)伴奏經(jīng)常選用酒歌、牧歌、情歌、頌歌、馬步音樂(lè)、摔跤音樂(lè)，朝鮮舞用節(jié)奏鮮明的3/4或6/8拍音樂(lè)，云南花燈中的“威”的動(dòng)作連續(xù)性較強(qiáng)，需要用舒緩悠長(zhǎng)、平穩(wěn)流暢的音樂(lè)，等等。 

中國(guó)古典舞的節(jié)奏鮮明，因此，選用的伴奏音樂(lè)要根據(jù)舞者的動(dòng)作、呼吸、力度、幅度等方面的要求，使音樂(lè)能與舞者動(dòng)作的抑揚(yáng)頓挫、剛?cè)岽旨?xì)和諧地統(tǒng)一。 

兒童舞蹈的特點(diǎn)是動(dòng)作舒展，節(jié)奏歡快，在音樂(lè)的使用上，選擇節(jié)奏鮮明、生動(dòng)活潑、動(dòng)感很強(qiáng)的音樂(lè)，容易被孩子接受，動(dòng)漫歌曲、流行兒歌都是較好的題材。 

三、音視頻處理軟件在舞蹈教學(xué)中的應(yīng)用 

舞蹈教學(xué)需要的音樂(lè)很多，教學(xué)過(guò)程的片段化也要求有許多長(zhǎng)短不一的音樂(lè)，這樣的音樂(lè)需要量身定做，常用AVI MPEG WMV RM to MP3 Converter、Cool Edit Pro、SONAR等軟件，將音視頻素材按照舞蹈的意圖，通過(guò)轉(zhuǎn)換提取、剪切編輯，制作成合適的音樂(lè)，完成舞蹈教學(xué)或舞蹈表演。 

（一）舞蹈教學(xué)音樂(lè)的采集與提取 

我們需要的音樂(lè)可能不一定都是音頻格式，有的存在于視頻之中。視頻轉(zhuǎn)換MP3軟件AVI MPEG WMV RM to MP3 Converter能幫助我們從視頻中提取音頻文件，轉(zhuǎn)換成MP3，WAV等格式，它支持AVI，MPEG，RM/RMVB，WMV/ASF，MOV的視頻和幾乎所有的音頻格式。 

下面以芭蕾基訓(xùn)小踢腿音樂(lè)的提取為例，介紹AVI MPEG WMV RM to MP3 Converter軟件的使用。 

第一步：打開(kāi)軟件，點(diǎn)擊打開(kāi)圖標(biāo)，從電腦里選擇需要提取的視頻文件“小踢腿”。 

第二步：教學(xué)中需要小踢腿音樂(lè)從00：00：51開(kāi)始到00：02：18結(jié)束，選擇好開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。 

第三步：點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換圖標(biāo)，設(shè)定好剪輯文件的存儲(chǔ)位置，點(diǎn)擊確定，軟件開(kāi)始存儲(chǔ)它為MP3文件。 

這樣“小踢腿”的音頻提取就完成了，這個(gè)軟件界面友好，使用方便，操作簡(jiǎn)單，能將全部或者部分片斷按自己的意愿剪裁并且轉(zhuǎn)換成MP3文件，不足之處是不能將不同的音頻文件混合編輯?！。ǘ┪璧附虒W(xué)音樂(lè)編輯軟件Cool Edit Pro 2.1的應(yīng)用 

Cool Edit Pro 2.1是一個(gè)集聲音錄制、混音合成、編輯處理于一體的多軌數(shù)字音頻編輯軟件。它能進(jìn)行剪接、降噪、擴(kuò)音等處理，還可以實(shí)現(xiàn)合唱、淡入淡出、立體環(huán)繞聲、3D回響等奇妙音效，合成的音頻文件可以保存為WAV、SND和VOC等格式，也可以直接壓縮為mp3或RM文件。 

我們以一個(gè)舞蹈教學(xué)音樂(lè)剪輯的實(shí)例來(lái)介紹該軟件的使用。這是一首3分鐘的新疆風(fēng)格的MP3音樂(lè)《快樂(lè)的跳吧》，通過(guò)Cool Edit Pro剪接編輯成一首約1分37秒的新疆舞手位組合教學(xué)音樂(lè)。 

第一步：新建文件。運(yùn)行該軟件，新建一個(gè)波形文件，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，包括采樣頻率參數(shù)、聲道選擇、采樣深度，一般都默認(rèn)為采樣頻率參數(shù)44100HZ、立體聲雙聲道、采樣深度16位。 

第二步：打開(kāi)文件。打開(kāi)選中的音樂(lè)素材MP3音樂(lè)《快樂(lè)的跳吧》。 

第三步：音樂(lè)的復(fù)制、粘貼。局部改動(dòng)或加工音頻文件時(shí)，先要進(jìn)行段落選定，否則程序默認(rèn)為整個(gè)顯示區(qū)域。按住鼠標(biāo)左鍵往兩邊任意拖動(dòng)即可選定，需要精確選定時(shí)可先選定大致區(qū)域，然后點(diǎn)擊波形縮放鈕，再反復(fù)地精細(xì)調(diào)整選定和試聽(tīng)，還可分別放大選區(qū)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)以精確定位，其定位精度誤差僅為千分之一秒。 

《快樂(lè)的跳吧》時(shí)長(zhǎng)3分21秒，有前奏、伴奏和演唱部分，根據(jù)新疆舞手位組合編排的要求，從11秒到46.9秒的主題音樂(lè)剛好是四個(gè)八拍，和舞蹈組合節(jié)奏很吻合，將其作為起止時(shí)間，復(fù)制。雙擊新建的音軌，將剛才復(fù)制的音樂(lè)片段粘貼，試聽(tīng)，修改，直到合適為止。 

選擇的音樂(lè)片段只有四個(gè)八拍，教學(xué)組合要求的是十二個(gè)八拍，重復(fù)以上粘貼操作。為了使兩個(gè)音樂(lè)片段連接處過(guò)渡自然，對(duì)上一條音軌的結(jié)尾做淡出，下一條音軌的開(kāi)始做淡入處理。 

第四步：音量大小的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)所有編輯完的波形進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以使波形振幅的最大值調(diào)整到最大電平處。按效果欄中的波形振幅下的音量標(biāo)準(zhǔn)化，輸入合適數(shù)值調(diào)整音量大小。 

第五步：升降調(diào)或速度快慢的處理。剪輯的這段音樂(lè)節(jié)奏稍快，選擇效果菜單下的變速/變調(diào)中的伸長(zhǎng)工具，微調(diào)一下，速度從87調(diào)到85，這首原有1分23秒的音樂(lè)就變成了1分37秒了。 

（三）舞蹈教學(xué)音樂(lè)合成軟件SONAR的應(yīng)用 

有些教學(xué)音樂(lè)并不是現(xiàn)成的，要根據(jù)舞蹈需要自己制作，SONAR軟件正有此功能。它可以制作單聲部和多聲部音樂(lè)，還可以使用多種音色。使用者只要有簡(jiǎn)單的樂(lè)理知識(shí)，會(huì)識(shí)譜、記譜、知道調(diào)式調(diào)號(hào)就可以制作舞蹈教學(xué)音樂(lè)。 

我們以制作中國(guó)舞基訓(xùn)音樂(lè)《擦地》為例（樂(lè)譜如下圖），介紹該軟件的使用。 

第一步：打開(kāi)Sonar軟件。 

第二步：執(zhí)行菜單命令“Options/MIDI Devices”，在彈出的窗口內(nèi)選擇MIDI輸入、輸出設(shè)備。 

第三步：點(diǎn)擊新建按鍵，建立一個(gè)有兩條MIDI音軌和兩條音頻的新文件，取名《擦地》。用鼠標(biāo)上下移動(dòng)音軌條，讓相同性質(zhì)的音軌條集中在一起，以利于以后音軌音樂(lè)的編輯管理。 

第四步：設(shè)定拍節(jié)、調(diào)號(hào)和譜號(hào)。激活Transport（Large）工具條，然后用鼠標(biāo)單擊工具條右邊的五線譜標(biāo)記，彈出節(jié)拍、調(diào)號(hào)設(shè)置窗口，節(jié)拍為2/4拍，調(diào)號(hào)為C。 

第五步：設(shè)定樂(lè)曲的速度。在“Tempo”工具條里把速度設(shè)為80。 

第六步：設(shè)置音軌屬性。音軌屬性設(shè)置主要包括分配音軌名稱、輸出輸入端口、通道號(hào)、音源、音色等參數(shù)。用鼠標(biāo)單擊音軌，打開(kāi)參數(shù)窗口設(shè)置參數(shù)。音軌名稱為“Stringl”，使用第三MIDI通道，音源GM音色庫(kù)，音色是“Acoustic Grand Pion”（大鋼琴聲學(xué)鋼琴），其余均采用缺省設(shè)置。 

第七步：錄制音樂(lè)旋律。錄制有兩種方式，一是鼠標(biāo)輸入，它操作簡(jiǎn)單，制件精確，二是MIDI鍵盤輸入，它速率較快，需要有一定的鋼琴演奏技巧。 

我們用鼠標(biāo)輸入的方式，打開(kāi)五線譜窗口，選擇鉛筆工具，再根據(jù)音符的要求選擇音符值，最后把鼠標(biāo)放到音符音高與節(jié)拍的地方點(diǎn)擊左鍵即可完成音符輸入。當(dāng)輸入出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以用橡皮工具擦除，或?qū)?zhǔn)音符點(diǎn)擊右鍵，調(diào)出音符屬性菜單，進(jìn)行修改。 

按照提供的樂(lè)譜將音樂(lè)旋律輸入到五線譜窗口，在這首樂(lè)曲中，有兩條旋律聲部，所以要設(shè)定雙音譜表，點(diǎn)擊圖標(biāo)，選擇兩條音軌，一條是Stringl音軌，一條是MIDI音軌。另外，我們要注意音軌五線譜的譜號(hào)，在默認(rèn)的情況下是高音譜號(hào)，如需要修改，可點(diǎn)擊圖標(biāo)，在彈出的“Staff View Layout”菜單中設(shè)置。第一譜表為高音譜號(hào)，第二譜表為低音譜號(hào)。根據(jù)樂(lè)曲的旋律要求，第一條旋律聲部是從第一小節(jié)進(jìn)入的，音色選用Acoustic Grand Pion”（大鋼琴聲學(xué)鋼琴），第二條聲部從第二小節(jié)進(jìn)入的，音色也選用Acoustic Grand Pion”（大鋼琴聲學(xué)鋼琴）。 

第八步：旋律的量化。使用菜單命令“Process/Quantize”，在彈出的量化對(duì)話框中設(shè)定效果，以增強(qiáng)音樂(lè)旋律的藝術(shù)性，使輸入的音樂(lè)旋律在一個(gè)容許的誤差范圍內(nèi)。   本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一論 文 網(wǎng)專業(yè)教育教學(xué)論文和以及服務(wù)，歡迎光臨dYlw.nET

第九步：音頻文件導(dǎo)出。 

以上就是利用Sonar軟件制作中國(guó)古典舞基訓(xùn)音樂(lè)《擦地》的過(guò)程。 

篇2

關(guān)鍵詞： 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤； 三維虛擬平臺(tái)； 視頻處理器； 三維坐標(biāo)視頻文件

中圖分類號(hào)： TN911?34； TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）02?0039?04

Abstract： The traditional 3D virtual platform for the moving vision tracking can't accurately restore the pictures from moving object tracking， may make a bigger decision error because of the randomness and diversity characteristics of moving vision tracking object. Therefore， the 3D moving visual tracking virtual platform with high restoring precision and applicability was built. The platform is composed of moving visual tracking monitoring module， video processing display module， moving visual 3D conversion module and computer. Of vision tracking detection module in The camera in moving the visual tracking monitoring module is utilized to simulate human eye to perform the moving visual tracking， and convert the tracking results into a 3D coordinate video files. The video processing display module is used to process and display for 3D coordinate video files， and transmit the codes of video files to the moving visual 3D conversion module. The moving visual 3D conversion module is adopted to convert the video codes into 3D virtual images for providing the user with decision?making information. The 3D flow chart of the virtual image generation in the nonlinear tracking is given by the software. The algorithmic language for correcting the moving visual tracking pictures by AM209mm video processor is offered. The experimental result shows that the platform has high restoring precision and applicability.

Keywords： moving visual tracking； 3D virtual platform； video processor； 3D coordinate video file

0 引 言

隨著科技水平的不斷進(jìn)步，人們漸漸了解到，在實(shí)際生活中人眼所能觀察到的物體運(yùn)動(dòng)涵蓋了龐大的信息，這些視覺(jué)信息能虬鎦人們更好的生活[1?3]。為了將運(yùn)動(dòng)視覺(jué)信息完整捕捉，為使用者提供更好的決策信息，科研組織研究出運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)。由于運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤對(duì)象有著隨機(jī)性和多樣性的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)無(wú)法準(zhǔn)確還原運(yùn)動(dòng)物體跟蹤畫面，決策誤差較大[4?6]。因此，構(gòu)建出還原精度與可應(yīng)用性均高的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)，已成為科研組織的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。

以往研究的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)均存在一定的問(wèn)題，文獻(xiàn)[7]提出基于自適應(yīng)視覺(jué)服務(wù)器的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)，該平臺(tái)模擬了人眼視覺(jué)原理，選取合適的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體的矩陣運(yùn)算，運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的效果較好。但該平臺(tái)運(yùn)算極其復(fù)雜，需要大量的人力和時(shí)間，開(kāi)發(fā)難度較大。文獻(xiàn)[8]提出在運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)上添加智能傳感器的方法，修正傳感器探測(cè)到的運(yùn)動(dòng)物體初始畫面，并進(jìn)行畫面分離的函數(shù)運(yùn)算。該平臺(tái)可以預(yù)測(cè)出運(yùn)動(dòng)物體在高速狀態(tài)下的軌跡參數(shù)，供決策者使用，但平臺(tái)運(yùn)行結(jié)果的決策誤差較大，平臺(tái)整體的可應(yīng)用性也不高。文獻(xiàn)[9]提出基于人眼立體坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)跟蹤三維虛擬平臺(tái)，主要分析運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤畫面的灰度值和視覺(jué)的極限值，并通過(guò)構(gòu)建立體空間坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)三維虛擬畫面的轉(zhuǎn)換。該平臺(tái)的可應(yīng)用性較高，在各領(lǐng)域的口碑較好，但開(kāi)發(fā)成本較高，不適合大面積推廣。

為了解決上述問(wèn)題，構(gòu)建了運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)平臺(tái)擁有較高的還原精度與可應(yīng)用性。

1 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)整體設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)由運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤監(jiān)測(cè)模塊、視頻處理顯示模塊、運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊和計(jì)算機(jī)組成，如圖1所示。

運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)視覺(jué)畫面的跟蹤，并對(duì)跟蹤畫面進(jìn)行處理，進(jìn)而將所采集到的畫面還原成虛擬的三維畫面。整個(gè)過(guò)程均受計(jì)算機(jī)管控。

1.2 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊的核心組成元件是攝像機(jī)，圖2是攝像機(jī)成像原理圖。

由圖2可知，利用“小孔成像”方法構(gòu)建攝像機(jī)的坐標(biāo)系，模擬人眼視覺(jué)。坐標(biāo)系給出運(yùn)動(dòng)物體的坐標(biāo)點(diǎn)，坐標(biāo)點(diǎn)的位置決定了成像的色彩度。

攝像機(jī)跟蹤運(yùn)動(dòng)視覺(jué)的方式分為線性跟蹤和非線性跟蹤。線性跟蹤適合拍攝運(yùn)動(dòng)物體的簡(jiǎn)單行為，而非線性跟蹤則可以全方位、多角度地拍攝運(yùn)動(dòng)物體行為，此時(shí)需要多臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)進(jìn)行工作。由于“小孔成像”可以避免攝像機(jī)鏡頭因光源變化造成的畫面扭曲，因此，線性跟蹤和非線性跟蹤這兩種方式可以在絕大部分場(chǎng)所對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤，滿足了使用者的使用需求。

攝像機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)拍攝到的畫面，經(jīng)由坐標(biāo)系給出坐標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而組成運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)的二維畫面序列。二維畫面序列中運(yùn)動(dòng)物體的變化參數(shù)用畫面彩色度表示。運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊利用“光流法”對(duì)攝像機(jī)拍攝到的二維畫面序列進(jìn)行檢測(cè)，以獲取運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維坐標(biāo)點(diǎn)。

運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊將獲取到的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維坐標(biāo)點(diǎn)生成視頻文件，傳輸?shù)揭曨l處理顯示模塊進(jìn)行解析。

1.3 視頻處理顯示模塊設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)利用“運(yùn)動(dòng)評(píng)估”技術(shù)，精準(zhǔn)分析運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊的視頻文件。在運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊工作中，需要對(duì)攝影機(jī)拍攝畫面的抖動(dòng)以及噪音等影響因素進(jìn)行修正。因此，運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)構(gòu)建了視頻處理顯示模塊，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤畫面的修正。

視頻處理顯示模塊由視頻處理器和顯示屏組成。視頻處理器對(duì)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊傳輸來(lái)的視頻文件進(jìn)行壓縮、畫面篩選和字幕添加，處理后的視頻文件會(huì)傳輸?shù)斤@示屏進(jìn)行顯示。

使用AM209mm視頻處理器作為視頻處理顯示模塊的核心部件。AM209mm視頻處理器能夠同步處理16方視頻文件，實(shí)現(xiàn)視頻文件的畫面修正。配備了遠(yuǎn)程操縱接口和實(shí)時(shí)更新入口，有效保證了運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。圖3是AM209mm視頻處理器結(jié)構(gòu)圖。

由圖3可知，視頻處理顯示模塊中AM209mm視頻處理器的工作流程為：運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊將視頻文件直接傳輸?shù)紸M209mm視頻處理器中，AM209mm視頻處理器將視頻解碼后，監(jiān)控端開(kāi)始介入進(jìn)行視頻處理的監(jiān)管。解碼后的視頻經(jīng)由同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器監(jiān)管宏運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行攝像機(jī)畫面的修正，隨后生成處理日志。視頻處理顯示模塊在初始的視頻文件中注入處理日志，輸出到顯示屏進(jìn)行顯示。在監(jiān)控端進(jìn)行監(jiān)管的過(guò)程中，若視頻處理顯示模塊的處理流程無(wú)錯(cuò)誤，視頻處理顯示模塊會(huì)將視頻編碼傳遞到運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊。

1.4 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤視頻編碼轉(zhuǎn)換成三維虛擬圖像。使用者可利用該模塊進(jìn)行三維虛擬圖像的解析，以獲取重要的決策信息，其解析流程為：使用者在所生成的三維虛擬圖像中選取需要被跟蹤的運(yùn)動(dòng)物體，運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊會(huì)給出該運(yùn)動(dòng)物體的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并自動(dòng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)預(yù)測(cè)出該運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，并提供給使用者決策信息，如圖4所示。

圖4中，對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)位置和參數(shù)的獲取在運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊的低級(jí)解析區(qū)域進(jìn)行，運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)對(duì)低級(jí)解析區(qū)域的運(yùn)行條件要求不高，可以選取成本低廉但運(yùn)行穩(wěn)定的芯片。而參數(shù)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)的獲取工作歸屬于運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊高級(jí)解析區(qū)域，運(yùn)動(dòng)物體的大量數(shù)據(jù)均在該區(qū)域中進(jìn)行測(cè)量、解析和分類。

2 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)軟件算法的管控下，運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)的三維虛擬畫面得以完美生成。圖5為非線性跟蹤下三維虛擬畫面生成流程圖。

由圖5可知，非線性跟蹤下，運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)的三維虛擬畫面生成流程為：將非線性跟蹤下的運(yùn)動(dòng)物體三視圖進(jìn)行色彩參數(shù)分離，分離參數(shù)后的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤面為單色。單色畫面的幀參數(shù)在三維坐標(biāo)系可自動(dòng)進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，進(jìn)而生成三維虛擬畫面。運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)會(huì)將三維虛擬畫面和與其相對(duì)應(yīng)的原始畫面共同存儲(chǔ)，方便日后進(jìn)行平臺(tái)的完善工作。

同時(shí)，運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)的軟件給出了使用AM209mm視頻處理器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤數(shù)據(jù)處理的算法語(yǔ)言：

#XSD AM209mm_MOV（）； _MOV_（）；_MOV_（）；

#XSD TXD_MHZ t1；

%連接視頻處理器

firm MCSB_AM209mm=t3^1；

%AM?209M功能敲定

firm GOVERN_AM209mm=t3^0；

%讀取視頻處理器的控制命令

firm A_AM209D=t3^3；

%讀取控制命令方位

firm B_AM209D=P2^3；

%讀取視頻處理器的控制命令

hollow Byte_w%r_AM209mm（unsign ASCII AM209mm_site，unsign ASCII AM209mm_account）

{

EA=0；

TXD_MHZ=0xFF；

A_AM209D=0；

GOVERN_AM209D=1；

AM209D_MOV（）；

MCSB_AM209D=0；

%讀取視頻處理器芯片的控制命令

TXD_MHZ=AM209D_site；

%輸出指令作用方位

AM209D_MOV（）；

A_AM209D=1；

AM209D_MOV（）；

A_AM209D=0；

AM209D_MOV（）；

MDTA_MHZ=AM209mm account；

AM209D_MOV（）；

GOVERN_AM209D=0；

AM209D_MOV（）；

GOVERN_AM209D=1；

AM209D_MOV（）；

MCSB_AM209D=1；

AM209D_MOV（）；

EA=1；

}

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)還原精度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證本文所提的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)能夠準(zhǔn)確還原出物體運(yùn)動(dòng)的三維虛擬畫面，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在某商場(chǎng)安全通道處安裝了2臺(tái)相同的攝像機(jī)，令2臺(tái)攝像機(jī)的光軸在同一水平線上，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不更改攝像機(jī)位置。在特定時(shí)間區(qū)域內(nèi)，每隔5 min截取運(yùn)動(dòng)物體的實(shí)際畫面，將其組成畫面序列，并輸出運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)輸出的對(duì)應(yīng)三維虛擬畫面序列。圖6是運(yùn)動(dòng)物體實(shí)際畫面序列，圖7是本文平臺(tái)輸出的三維虛擬畫面序列。

圖7中的線條代表人體。對(duì)比分析圖6和圖7可知，圖6中的人體運(yùn)動(dòng)主要集中在腿部。當(dāng)圖6中人體變換運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)時(shí)，圖7中的三維畫面虛擬線條也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的改變，驗(yàn)證了本文平臺(tái)擁有較高的畫面還原精度。為進(jìn)一步驗(yàn)證本文所提運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)的畫面還原精度，實(shí)驗(yàn)將運(yùn)動(dòng)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與本文平臺(tái)的三維虛擬運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了對(duì)比，如圖8所示。

圖8中，實(shí)線部分代表運(yùn)動(dòng)物體的實(shí)際運(yùn)行軌跡，虛線部分代表本文三維虛擬運(yùn)動(dòng)軌跡?？煽闯觯瑑蓷l曲線的重合率較高，即本文所提平臺(tái)能夠較好地對(duì)運(yùn)動(dòng)物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行三維虛擬還原。

結(jié)合以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出：本文所提的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)擁有較高的還原精度。

3.2 運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)可應(yīng)用性分析

決策誤差是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)應(yīng)用性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。使用者在選購(gòu)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)時(shí)，往往對(duì)平臺(tái)的應(yīng)用性能較為看中。應(yīng)用性較高的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)能夠?yàn)槭褂谜咛峁┹^為有力的決策信息，這在實(shí)際生活中具有重要意義。產(chǎn)生決策誤差的原因一般是運(yùn)動(dòng)物體與空間的相容性較高，即兩者的色彩度較為相近。這使得運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)在處理運(yùn)動(dòng)物體跟蹤畫面的三維坐標(biāo)時(shí)，無(wú)法分辨精準(zhǔn)，導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。此類誤差能夠通過(guò)提高攝像機(jī)鏡頭分辨率消除。

基于第3.1節(jié)所做的實(shí)驗(yàn)，計(jì)算本文所提運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)的決策誤差，其結(jié)果如表1所示。

由表1可知，本文所提運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤三維虛擬平臺(tái)的決策誤差遠(yuǎn)低于實(shí)際應(yīng)用中約定俗成的決策誤差標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證了本文平臺(tái)擁有較高的可應(yīng)用性。

4 結(jié) 論

本文構(gòu)建了運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤的三維虛擬平臺(tái)，其由運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤監(jiān)測(cè)模塊、視頻處理顯示模塊、運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊和計(jì)算機(jī)組成。利用運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤檢測(cè)模塊中的攝像機(jī)模擬人眼，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤，并將其轉(zhuǎn)換成三維坐標(biāo)視頻文件。視頻處理顯示模塊進(jìn)行三維坐標(biāo)視頻文件的處理和顯示工作，并將視頻文件的編碼傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊。運(yùn)動(dòng)視覺(jué)三維轉(zhuǎn)換模塊將視頻編碼轉(zhuǎn)換成三維虛擬圖像，為使用者提供決策信息。軟件給出了非線性跟蹤下，三維虛擬畫面的生成流程圖，以及AM209mm視頻處理器修正運(yùn)動(dòng)視覺(jué)跟蹤畫面的算法語(yǔ)言。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提平臺(tái)擁有較高的還原精度與可應(yīng)用性。

參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞:GIS 多傳感器 聯(lián)合 監(jiān)控

中圖分類號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9416(2010)05-0000-00

1 引言

隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展,監(jiān)控越來(lái)越受到重視,各種類型的傳感器大量安裝在重要口岸和敏感地區(qū),執(zhí)行維護(hù)國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定的重任。其中,視頻和坐標(biāo)類傳感器(發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的坐標(biāo)為主的傳感器,如雷達(dá)、聲納、AIS、微傳感器等)是常用的監(jiān)視手段,而GIS系統(tǒng)是監(jiān)控中常用的平臺(tái)[1,5,6],它們各有各的特點(diǎn)。

目前視頻傳感器主要有基于CMOS和CCD的可見(jiàn)光、紅外、可見(jiàn)光/紅外綜合(EO/IR)和微光夜視儀等。視頻信息直觀性強(qiáng),實(shí)時(shí)性好,易于判讀和理解,但監(jiān)視的距離較近,而且光電和可見(jiàn)光傳感器容易受到環(huán)境的影響,在惡劣天候下難以施行有效監(jiān)測(cè);而坐標(biāo)類傳感器,一般具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、能夠全天候工作、穿透性強(qiáng)、能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別與跟蹤等特點(diǎn),但其直觀性差,難以判讀且容易出現(xiàn)誤判等現(xiàn)象[3,4]。

GIS系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形學(xué)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)融合的產(chǎn)物,是一種利用計(jì)算機(jī)對(duì)有關(guān)地理、空間位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢和顯示的計(jì)算機(jī)支持系統(tǒng),主要用來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中地物在空間上的分布及其屬性。GIS系統(tǒng)可借助計(jì)算機(jī),將傳感器及監(jiān)控目標(biāo)的空間特征信息進(jìn)行可視化表達(dá),為監(jiān)控系統(tǒng)提供直觀、清晰、全面的信息表達(dá)式,GIS系統(tǒng)能夠快速獲取某一空間地物的基本特征。雖然GIS數(shù)據(jù)詳細(xì)準(zhǔn)確,但其更新周期長(zhǎng),一般適合描述固定的地物等,對(duì)動(dòng)目標(biāo)描述困難[6]。

目前,上述傳感器及GIS平臺(tái)在監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍,針對(duì)每一類傳感器甚至是同一類傳感器中的不同型號(hào)產(chǎn)品,往往都需要采用一套專門的處理系統(tǒng)[2,7]。這些專門的處理系統(tǒng)由于信息格式不統(tǒng)一、控制方式不一致,導(dǎo)致系統(tǒng)間難以實(shí)現(xiàn)信息共享,無(wú)法充分發(fā)揮多傳感器聯(lián)合監(jiān)控的優(yōu)勢(shì),造成設(shè)備和資源的嚴(yán)重浪費(fèi),本文針對(duì)現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問(wèn)題及監(jiān)控系統(tǒng)中常用傳感設(shè)備的特點(diǎn),提出基于GIS平臺(tái)的多傳感器聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)以GIS平臺(tái)為依托,以空間位置為中介,可實(shí)現(xiàn)多種傳感設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)視與控制,從而大幅提高監(jiān)控的效果。

2 多傳感器聯(lián)合監(jiān)控的原理及實(shí)現(xiàn)方法

2.1多傳感器聯(lián)合監(jiān)控的原理

視頻傳感器自身的位置是絕對(duì)的,其方位角以及俯仰角也是可以確定的,如果視頻傳感器帶測(cè)距功能,則可以得出目標(biāo)的具體方位;也可以確定目標(biāo)的位置;而GIS數(shù)據(jù)則是空間和時(shí)間上的結(jié)構(gòu)體。因此,可以考慮以空間位置作為鈕帶,將多種傳感器有機(jī)結(jié)合在一起。各種監(jiān)控設(shè)備雖然工作原理及流程都不盡相同,但它們的共同點(diǎn)是可以提供或者利用目標(biāo)的位置信息,因此,本文提出一種以地理信息平臺(tái)為依托,實(shí)現(xiàn)多傳感器的聯(lián)合監(jiān)控的方案,其流程如圖1所示。

當(dāng)傳感設(shè)備1發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并獲取目標(biāo)坐標(biāo)后,傳感設(shè)備1將目標(biāo)位置提供給地理信息系統(tǒng),地理信息系統(tǒng)在地圖上顯示出該目標(biāo)并計(jì)算出目標(biāo)相對(duì)于傳感設(shè)備2的方位,并將此方位轉(zhuǎn)換為傳感設(shè)備2的引導(dǎo)控制信息,傳感設(shè)備2可根據(jù)此引導(dǎo)控制信息,自動(dòng)轉(zhuǎn)向該目標(biāo),這樣就實(shí)現(xiàn)了傳感器備1與傳感設(shè)備2的聯(lián)合監(jiān)控,同理可實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)控設(shè)備間的聯(lián)合監(jiān)控。

2.2經(jīng)緯度與坐標(biāo)信息的轉(zhuǎn)換方式

多傳感器聯(lián)合監(jiān)控的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)多傳感器空間位置、目標(biāo)空間位置的統(tǒng)一描述,具體的處理方式主要表現(xiàn)為經(jīng)緯度與空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。假定其他傳感器與視頻傳感器自身的經(jīng)緯度已知,分別為 , ,經(jīng)緯度分別為 C點(diǎn)為其他傳感器發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)的位置,其中 C相對(duì)A方位 ,距離, 問(wèn)題就轉(zhuǎn)換為了求取目標(biāo)C相對(duì)視頻傳感器B點(diǎn)的方位 以及距離 ,其關(guān)系如圖2所示。

根據(jù)求出的距離及角度,就可以計(jì)算出視頻傳感器轉(zhuǎn)向該目標(biāo)點(diǎn)所需要轉(zhuǎn)動(dòng)的方位角高低角以及鏡頭相關(guān)參數(shù),從而可以建立目標(biāo)與傳感器控制的映射關(guān)系。

3 基于GIS多傳感器聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

基于GIS多傳感器聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)主要包括兩大部分,即傳感器和聯(lián)合監(jiān)控平臺(tái),其結(jié)構(gòu)如圖3所示。該結(jié)構(gòu)可以作為一個(gè)中心作用,也可根據(jù)實(shí)際需要靈活擴(kuò)展為多級(jí)。從圖中可以看出,多傳感器聯(lián)合監(jiān)控平臺(tái)主要包括三個(gè)模塊,即視頻處理與控制模塊、目標(biāo)處理與控制模塊和GIS綜合處理模塊,其中視頻處理與控制模塊與視頻傳感器相連,坐標(biāo)傳感器與目標(biāo)處理與控制模塊相連,GIS綜合處理模塊與視頻處理與控制模塊,以及目標(biāo)處理與控制模塊均相連,每個(gè)模塊的具體功能如下:

視頻處理與控制模塊:視頻處理與控制模塊主要分為視頻處理子模塊和傳感器控制子模塊,其中視頻處理子模塊主要完成視頻的采集、處理、壓縮、存儲(chǔ)、回放、編輯等功能,傳感器控制子模塊主要完成對(duì)多種視頻傳感器的統(tǒng)一控制。

目標(biāo)處理與控制模塊:主要包括兩個(gè)部分,即目標(biāo)處理子模塊以及傳感器控制子模塊。目標(biāo)處理子模塊完成目標(biāo)信息的獲取、分類、判別、存儲(chǔ)、編輯等功能,而傳感器控制子模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)傳感器的統(tǒng)一控制。

GIS綜合處理模塊:GIS綜合處理模塊以空間數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐,接收視頻處理與控制模塊、目標(biāo)處理與控制模塊的傳感器、視頻及目標(biāo)信息并在電子地圖上統(tǒng)一顯示,并對(duì)這兩個(gè)模塊發(fā)送傳感器控制信息或者視頻信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)另外兩個(gè)模塊的交互進(jìn)行管理與協(xié)調(diào),從而實(shí)現(xiàn)多傳感器的聯(lián)合監(jiān)控。

基于GIS的多傳感器聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程為視頻傳感器將獲取的視頻信息以及視頻傳感器的參數(shù)狀態(tài)傳送至視頻處理與控制模塊,由視頻處理子模塊處理后交給GIS綜合處理模塊,在電子地圖上進(jìn)行顯示。同樣,目標(biāo)處理與控制模塊接收來(lái)自坐標(biāo)傳感器的目標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理后交給GIS綜合處理模塊并進(jìn)行統(tǒng)一顯示。GIS綜合處理模塊即可以接收各種信息,也可以通過(guò)視頻處理與控制模塊、目標(biāo)處理與控制模塊對(duì)各種傳感器進(jìn)行控制。

4 聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)的典型功能及應(yīng)用

4.1 監(jiān)控點(diǎn)優(yōu)化配置

多傳感器聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)需要根據(jù)監(jiān)控區(qū)域及監(jiān)控任務(wù)設(shè)置監(jiān)控點(diǎn),僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)置,一般難以達(dá)到最佳效果。該系統(tǒng)可以利用GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能,實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的優(yōu)化配置。在電子地圖上輸入監(jiān)控點(diǎn)位置、傳感器數(shù)量及通視條件要求等相關(guān)參數(shù),通過(guò)GIS分析,可以獲取傳感器的監(jiān)控范圍,明確監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控能力。采用該方法可以靈活更改傳感設(shè)備的地點(diǎn)以及數(shù)據(jù),從而獲取最優(yōu)的監(jiān)控點(diǎn)配置方案,為監(jiān)控點(diǎn)的準(zhǔn)確設(shè)置提供科學(xué)依據(jù)。此外,通過(guò)該系統(tǒng)還可對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控區(qū)域、熱點(diǎn)區(qū)域、監(jiān)控設(shè)備的重復(fù)度、監(jiān)控區(qū)域的重合度等情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.2 同類傳感器聯(lián)合監(jiān)控

同類傳感器聯(lián)合監(jiān)控,可以有效擴(kuò)大傳感器的監(jiān)控范圍,提高監(jiān)控的效能,例如多視頻監(jiān)控鏡頭、多雷達(dá)監(jiān)控等。采用多視頻鏡頭監(jiān)控,在一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)安裝多個(gè)視頻傳感器,可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)周圍360度全方位監(jiān)控。此外,當(dāng)發(fā)現(xiàn)重要目標(biāo)后,僅從一個(gè)方向?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行監(jiān)控可能是不夠的,這時(shí)可以由GIS進(jìn)行分析,找出一些最合適的傳感器對(duì)目標(biāo)從各個(gè)方位進(jìn)行監(jiān)控,從而確保對(duì)重點(diǎn)目標(biāo)的全方位無(wú)間斷監(jiān)控。同類傳感器聯(lián)合監(jiān)控實(shí)現(xiàn)方便,易于操作。

4.3 異類傳感器聯(lián)合監(jiān)控

異類傳感器聯(lián)合監(jiān)控,可以充分發(fā)揮各種傳感器的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)多傳感器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。例如雷達(dá)和視頻傳感器的聯(lián)合監(jiān)控中,當(dāng)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后,可以控制視頻傳感器轉(zhuǎn)向該目標(biāo),通過(guò)目標(biāo)的視頻信息進(jìn)行驗(yàn)證,從而對(duì)目標(biāo)的屬性進(jìn)行正確的判斷,有利于后續(xù)處理;同理,當(dāng)視頻傳感器發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后,也可以通知具有跟蹤功能的坐標(biāo)傳感器鎖定該目標(biāo)并進(jìn)行跟蹤,視頻傳感器可以繼續(xù)對(duì)其他目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。采用該方法,各監(jiān)控點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際需要配置傳感器,進(jìn)而充分發(fā)揮監(jiān)控的效能。

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4.4 GIS與傳感器結(jié)合

4.4.1 利用GIS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控內(nèi)容的判讀

當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)后,如果無(wú)法確定是地物還是目標(biāo),此時(shí)可以利用GIS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控內(nèi)容的判讀,具體有兩種措施:一是直接借助GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,如果在該位置上沒(méi)有固定地物,則可認(rèn)為該可疑目標(biāo)是一個(gè)目標(biāo),否則,可以認(rèn)為該目標(biāo)是一個(gè)地物;二是根據(jù)該區(qū)域的特性進(jìn)行判斷,例如在一個(gè)陸地上一般不會(huì)出現(xiàn)船只,而在海洋上則可能是一個(gè)船只。

4.4.2 利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行更新

GIS的數(shù)據(jù)一般更新較慢,很難體現(xiàn)周圍境況的實(shí)時(shí)變化,當(dāng)?shù)匚锇l(fā)生變化后,可能影響監(jiān)控效果。而根據(jù)監(jiān)控獲取的數(shù)據(jù),在經(jīng)過(guò)人工判定確認(rèn)后,可以對(duì)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行更新,從而形成一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)。

4.5 熱點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控

有時(shí)需要對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控,因此,需要多個(gè)傳感器進(jìn)行聯(lián)合監(jiān)控。如果所有的傳感器一直對(duì)該區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控,會(huì)照成監(jiān)控設(shè)備的浪費(fèi),甚至導(dǎo)致某些區(qū)域成為監(jiān)控的盲區(qū),而采用本系統(tǒng),可以從全局的角度出發(fā),根據(jù)熱點(diǎn)區(qū)域的位置及監(jiān)控任務(wù)的改變而靈活地對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)度,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域的準(zhǔn)確監(jiān)控,同時(shí)提高監(jiān)控設(shè)備的利用效率。

4.6 多傳感器聯(lián)合監(jiān)控綜合顯示

該系統(tǒng)可以將多種傳感器自身及其發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)標(biāo)注在電子地圖上形成綜合態(tài)勢(shì),供用戶在宏觀上進(jìn)行把握;此外,當(dāng)用戶關(guān)注某一目標(biāo)時(shí),可以將相關(guān)的視頻信息、目標(biāo)屬性信息以及地理坐標(biāo)信息統(tǒng)一顯示,從而提高目標(biāo)判讀與識(shí)別的準(zhǔn)確性;還可在人工的干預(yù)下,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、屬性信息、相關(guān)地理坐標(biāo)信息以及視頻信息的關(guān)聯(lián),供用戶在查看時(shí)更加容易。

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種基于GIS平臺(tái)的多傳感器聯(lián)合監(jiān)控方案,以GIS為平臺(tái),以空間位置為中介,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種傳感器的統(tǒng)一控制,并將多種傳感器(視頻傳感器、坐標(biāo)類傳感器)采集的信息進(jìn)行GIS平臺(tái)級(jí)的融合,實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)域的無(wú)縫監(jiān)視,有效了提高多種傳感器聯(lián)合監(jiān)控的效果。目前,該方案已經(jīng)應(yīng)用于某大型監(jiān)控系統(tǒng),效果較好。

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篇4

關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù)；應(yīng)用；設(shè)計(jì)

一、 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)簡(jiǎn)單論述

（一）多媒體的概念

多媒體技術(shù)是可以將文本、圖形、圖像、音頻、視頻等多媒體信息，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備的獲取、操作、編輯、存儲(chǔ)等終合處理后，以單獨(dú)或合成的形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)的技術(shù)和方法。

（二）計(jì)算機(jī)多媒體的幾個(gè)主要特點(diǎn)

1、多樣化

多樣化指的是信息媒體的多樣化，如早期的計(jì)算機(jī)處理的信息，主要形式是文本，比較單一；多媒體技術(shù)使計(jì)算機(jī)處理的信息呈現(xiàn)出多樣化，不僅有文本，還有圖形、圖像和聲音；

2、交互性

交互性指提供人們多種交互控制能力，如電視雖然也是以圖、文、聲、像作媒體，但電視觀賞的全過(guò)程人均是被動(dòng)的，而多媒體的相互交流的，是主動(dòng)的；

3、集成性

集成性是指不同媒體信息、不同視聽(tīng)設(shè)備及軟、硬件的有機(jī)結(jié)合。

二、 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用及意義

在教學(xué)中使用多媒體技術(shù)，主要內(nèi)容包括多媒體文字、圖像、音頻、視頻信息的采集，靜態(tài)圖片、動(dòng)畫、視頻圖像的處理、加工和存儲(chǔ)方法，寬帶網(wǎng)絡(luò)信息化環(huán)境下多媒體技術(shù)的應(yīng)用等。

（一）數(shù)字圖像處理技術(shù)

圖像處理是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)字化圖像改變形態(tài)、尺寸，色彩調(diào)整，編輯調(diào)整，文件格式轉(zhuǎn)換等，被廣泛地應(yīng)用于多媒體產(chǎn)品制作、平面廣告設(shè)計(jì)、教育教學(xué)等領(lǐng)域。

在計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)教學(xué)中的可視化內(nèi)容，展現(xiàn)在課堂教學(xué)上，基本出發(fā)點(diǎn)展示形象、逼真的自然現(xiàn)象，自然規(guī)律，科普知識(shí)，以及各個(gè)領(lǐng)域的尖端技術(shù)等。能夠強(qiáng)化形象思維模式，使其性質(zhì)和概念更易于接受。

（二）數(shù)字音頻處理技術(shù)

數(shù)字音頻信號(hào)是多媒體技術(shù)經(jīng)常采用的一種形式，它的主要表現(xiàn)形式是語(yǔ)音、自然聲和音樂(lè)。通過(guò)這些媒介，能夠有力地烘托主題的氣氛，尤其對(duì)于自學(xué)型系統(tǒng)和多媒體廣告、視頻特技等領(lǐng)域，數(shù)字音頻信號(hào)顯得更加重要。

（三）視頻處理技術(shù)

動(dòng)畫是多媒體產(chǎn)品中最具吸引的素材，具有表現(xiàn)力豐富、直觀、易于理解、吸引注意力、風(fēng)趣幽默等特點(diǎn)。動(dòng)畫制作需要?jiǎng)赢嫷睦L畫、制作知識(shí)和動(dòng)畫制作軟件的使用技巧。

    課堂上的演示動(dòng)畫和課件等等另外，學(xué)生受到教師的控制而能夠認(rèn)真觀看教師機(jī)的演示；在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，學(xué)生能夠培養(yǎng)豐富的想象力，動(dòng)手及制作的欲望，師生之間的互動(dòng)效果非常好；教師使用電子黑板和電子白板，能夠方便教學(xué)。

（四）CAI遠(yuǎn)程教育的應(yīng)用

根據(jù)一定的教學(xué)目標(biāo)，在計(jì)算機(jī)上編制一系列的程序，設(shè)計(jì)和控制學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程，使學(xué)習(xí)者通過(guò)使用該程序，完成學(xué)習(xí)任務(wù)，這一系列計(jì)算機(jī)程序稱為教育多媒體軟件或稱為CAI(Computer Assist Instruction計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))。

  CAI的應(yīng)用，使學(xué)生真正打破了校園界限，改變了傳統(tǒng)的“課堂教學(xué)”的概念，突破時(shí)空的限制，接受到來(lái)自不同國(guó)家、教師的指導(dǎo)，可獲得除文本以外更豐富、直觀的多媒體教學(xué)信息，共享不同學(xué)校的教學(xué)資源，它可以按學(xué)習(xí)者的思維方式來(lái)組織教學(xué)內(nèi)容，也可以由學(xué)習(xí)者自行控制和檢測(cè)，使傳統(tǒng)的教學(xué)由單向轉(zhuǎn)向雙向，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程教學(xué)中師生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的雙向交流。

三、 計(jì)算機(jī)多媒體的設(shè)計(jì)提議

（一）完善和制作多媒體的操作系統(tǒng)

要實(shí)現(xiàn)多媒體技術(shù)，計(jì)算機(jī)不僅需要大容量存儲(chǔ)器、處理速度快的CPU（中央處理器）、CD-ROM、高效聲音適配器，以及視頻處理適配器等多種硬件設(shè)備，而且需要計(jì)算機(jī)軟件。借助計(jì)算機(jī)軟件，人們才能在多領(lǐng)域、多學(xué)科中使用計(jì)算機(jī)，從而充分地利用多媒體技術(shù)解決相關(guān)問(wèn)題。

（二）教學(xué)素材的多方收集和合理化選擇

文字素材：文字是非常重要的一種素材，其主要在于教學(xué)內(nèi)容、名稱、目錄、注釋、提問(wèn)、幫助信息等，藝術(shù)化的文字還起著美化版面的作用。為了教學(xué)中文字信息的美觀多樣，應(yīng)在W indows中盡可能多地安裝一些中文字體。

動(dòng)畫素材：教學(xué)中使用動(dòng)畫能夠增色不少。常見(jiàn)的做二維動(dòng)畫的軟件有AnimatorPro，三維動(dòng)畫多用3DStudio、3DStudioMAX，兩維變形動(dòng)畫多用Morph等。動(dòng)畫是用計(jì)算機(jī)制作的動(dòng)態(tài)圖像，其常見(jiàn)格式有*. flc文件、*. gif文件(常用于網(wǎng)頁(yè)制作)等。

視頻素材：是指在教學(xué)中播放的一種既有聲音、又有活動(dòng)畫面的文件，視頻素材的來(lái)源大多是VCD或DVD，一般通過(guò)視頻捕捉卡，用Video forW indows的工具VidCap和VidEdit采集和編輯。

圖形素材：處理圖形圖像的軟件最常用的有Photoshop、CorelDraw、Photostyle、iphotos等?；驈木W(wǎng)絡(luò)上獲取圖片、通過(guò)掃描儀獲取圖片、捕捉DVD上的圖象。

（三）素材信息的優(yōu)化、整合

多媒體使用素材是多媒體教學(xué)的基本元素。按照預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)及要求，利用創(chuàng)作工具把各種媒體素材整合創(chuàng)作為一個(gè)具有交互性的教學(xué)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)試運(yùn)行檢驗(yàn)和使用評(píng)價(jià)，必要時(shí)還要作修改與完善。能否達(dá)到預(yù)想的效果，取決于所用的創(chuàng)作工具和創(chuàng)作者對(duì)軟件使用的熟悉程度。

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[2] 鐘玉琢、沈洪、冼偉銓等編.多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社,2009.

篇5

傳統(tǒng)的廣播電視制作技術(shù)主要采用的是線性編輯的制作方案,此方案的主要實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)將視頻信號(hào)在磁帶上進(jìn)行順序記錄。因此在進(jìn)行視頻制作與編輯的時(shí)候,需要能夠按照順序進(jìn)行圖片的查找以及替換,采用線性編輯的方案會(huì)不可避免地產(chǎn)生于原圖片時(shí)序不等問(wèn)題,因此隨著編輯次數(shù)的增加,圖像、視頻的質(zhì)量都有明顯的下降,出現(xiàn)了信號(hào)缺失等方面的問(wèn)題。目前隨著高速硬件處理器的不斷發(fā)展以及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步,非線性技術(shù)逐步取代了傳統(tǒng)的線性編輯方案,在現(xiàn)代廣播電視技術(shù)中取得了重要的應(yīng)用。

非線性編輯的主要特征是無(wú)需將素材在存儲(chǔ)介質(zhì)上進(jìn)行操作,相對(duì)于傳統(tǒng)的線性編輯技術(shù),非線性編輯不關(guān)注素材存儲(chǔ)的思緒,能應(yīng)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻的編輯以及諸如特技之類的多種處理效果。非線性編輯技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于高速處理硬件的發(fā)展以及數(shù)字圖形處理技術(shù)的突破,形成了一個(gè)軟硬件構(gòu)成的綜合處理系統(tǒng)。目前一個(gè)完整的非線性編輯系統(tǒng)的硬件一般由計(jì)算機(jī)、視頻卡、聲卡以及專用板卡和設(shè)備構(gòu)成,系統(tǒng)還包含視頻信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出口(如SDI標(biāo)準(zhǔn)接口)。系統(tǒng)可以完成視頻信號(hào)的A/D或者D/A轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字形式視頻信號(hào)的處理。目前廣泛應(yīng)用的軟件主要有二維、三維動(dòng)畫處理軟件以及聲音處理軟件,目前軟件主要是面向?qū)ο蟮能浖?對(duì)于軟件類別的依賴明顯減少,具備了充分的通用性,目前軟件技術(shù)成為非線性編輯系統(tǒng)的關(guān)鍵。

2非線性編輯的在廣播電視應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

非線性編輯技術(shù)與數(shù)字圖形技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展都具有直接的關(guān)系,是一門新興的應(yīng)用學(xué)科。非線性編輯在廣播電視技術(shù)應(yīng)用中具有較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及特點(diǎn)。首先非線性編輯具有較為良好的實(shí)時(shí)性,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)音頻以及視頻采集時(shí),可以做到編輯字幕等操作完全實(shí)時(shí);其次,非線性編輯的后期制作較為方便,非線性編輯是建立在數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)上,素材都以數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上,因此可以方便實(shí)現(xiàn)信號(hào)的共享以及傳輸,在后期制作方面具有明顯的優(yōu)勢(shì);同時(shí)傳統(tǒng)的線性編輯技術(shù)需要進(jìn)行審閱、比對(duì)、對(duì)接等重復(fù)的機(jī)械勞動(dòng),而且工作效果不能夠盡如人意,非線性編輯系統(tǒng)可以通過(guò)控制系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)用,方便實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)幀的搜索;最后基于良好的交互式軟件,非線性編輯能夠極為方便的實(shí)現(xiàn)各種編輯,使得制作的劇目豐富多彩,表現(xiàn)力極強(qiáng)。非線性系統(tǒng)的高度集成的特點(diǎn)也有效降低了視頻編輯傳播設(shè)備投資。非線性視頻編輯的處理對(duì)象是經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理數(shù)字視頻信號(hào),因此可以與處理其他的數(shù)字信號(hào)一樣使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行反復(fù)、自由的各種處理。在非線性編輯系統(tǒng)中,編輯過(guò)程實(shí)際上是編輯點(diǎn)以及特級(jí)效果的數(shù)字記錄,因此對(duì)于幀的編輯以及順序調(diào)整等都不會(huì)引起畫面質(zhì)量的下降,從而有效克服了傳統(tǒng)線性編輯的缺點(diǎn)。非線性編輯技術(shù)中,系統(tǒng)硬件高度集成,同時(shí)可以與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成,有效實(shí)現(xiàn)資源共享以及數(shù)據(jù)的傳播。由于數(shù)字信號(hào)的壓縮率較高,因此在同等的硬件系統(tǒng)中,圖像的效果會(huì)得到進(jìn)一步的加強(qiáng),對(duì)于簡(jiǎn)單應(yīng)用,只需要一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)以及視頻卡等,綜合應(yīng)用Premiere等處理軟件就可以輕松實(shí)現(xiàn)。

在廣播視頻處理中,非線性編輯的工作流程氛圍輸入、編輯以及輸出三個(gè)基本步驟。與具體的系統(tǒng)對(duì)應(yīng),其工作流程可以進(jìn)一步細(xì)化。一般而言,首先是對(duì)于是視頻、音頻等信號(hào)的采集,需要采用A/D方式實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)、音頻信號(hào)的數(shù)字化,使得素材成為處理器能夠處理的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào);第二部是編輯,主要是對(duì)素材的入點(diǎn)以及出點(diǎn)進(jìn)行分析處理,同時(shí)還需要進(jìn)行諸如轉(zhuǎn)場(chǎng)、特效等特技的處理,并進(jìn)行效果合成。在視頻技術(shù)處理中,非線性的編輯方式可以完美實(shí)現(xiàn)字幕的制作,保證字幕的實(shí)時(shí)效果,在制作中也具有充分的現(xiàn)行模板可以使用,最后就是視頻的輸出,要將處理完成的處理信號(hào)生成可以觀看的視頻文件,完成全部的制作過(guò)程。整個(gè)過(guò)程在處理過(guò)程中主要是實(shí)現(xiàn)了編輯對(duì)象的數(shù)字化,因此處理的一般流程就包含素材的數(shù)字化以及數(shù)字化的處理技術(shù),由于目前圖像處理技術(shù)領(lǐng)域中新技術(shù)、新理論的不斷出現(xiàn),非線性編輯進(jìn)行視頻處理在廣播電視技術(shù)應(yīng)用就越來(lái)越廣泛。

4結(jié)語(yǔ)

非線性編輯技術(shù)是高速處理器以及數(shù)字圖形技術(shù)不斷發(fā)展的新技術(shù),在進(jìn)行廣播電視編輯技術(shù)中克服了傳統(tǒng)線性編輯技術(shù)在實(shí)時(shí)性、畫面質(zhì)量、操作性等方面的缺點(diǎn),能夠高效率、高質(zhì)量完成視頻的編輯全過(guò)程,具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)的非線性編輯技術(shù)在目前的廣播電視系統(tǒng)中獲得了越來(lái)越重要的應(yīng)用。

作者:高彥秋 張海媛 單位:吉林省梨樹(shù)廣播電視臺(tái)

參考文獻(xiàn):

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篇6

電子攝像系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于軍用及民用測(cè)繪系統(tǒng)中，但是效果受到其載體不同時(shí)刻姿態(tài)變化或震動(dòng)的影響。當(dāng)工作環(huán)境比較惡劣，尤其是在航空或野外操作時(shí)，支撐攝像機(jī)平臺(tái)的震動(dòng)會(huì)引起圖像畫面的抖動(dòng)，令觀察者視覺(jué)疲勞，從面產(chǎn)生漏警和虛警。所以在運(yùn)行中，如何穩(wěn)像成為十分重要的問(wèn)題，特別是在長(zhǎng)焦距、高分辨力的監(jiān)視跟蹤系統(tǒng)中更加突出。具璞蒿、實(shí)性性強(qiáng)、體積小巧等特點(diǎn)，得到更廣泛的應(yīng)用。

圖1

    穩(wěn)像系統(tǒng)的反應(yīng)速度是電子穩(wěn)像要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的基于“攝像機(jī)-圖像采集卡-計(jì)算機(jī)”模式的穩(wěn)像系統(tǒng)、圖像檢測(cè)和匹配算法全部由計(jì)算機(jī)以軟件方式實(shí)現(xiàn)。盡管當(dāng)今計(jì)算機(jī)的性能很高，能夠部分滿足單傳感器電子穩(wěn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理要求，但在以下幾個(gè)方面有著難以解決的問(wèn)題：首先，其固有的串行工作方式使得單計(jì)算機(jī)難以適應(yīng)其于多傳感器視頻處理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)穩(wěn)像，阻礙了在實(shí)際中的應(yīng)用adw欠，傳統(tǒng)的圖像采集卡中能將采集圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算機(jī)，而不能傳輸給標(biāo)準(zhǔn)接口的視頻監(jiān)視設(shè)備lk之很多應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)聽(tīng)要求很高。因此，研制專用的電子穩(wěn)像平臺(tái)，既能實(shí)時(shí)地高速獲取視頻數(shù)據(jù)，又能將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳后續(xù)的圖像處理系統(tǒng)，既有實(shí)際意義又有工程價(jià)值。

1 系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)

攝像頭輸入的PAL制式電視信號(hào)首先通過(guò)視頻處理接口完成對(duì)其解碼、同步和數(shù)字化的工作，數(shù)字化后的圖像信息進(jìn)入到由FPGA實(shí)現(xiàn)的幀存控制器中，完成數(shù)據(jù)的交換（數(shù)據(jù)的緩沖），同時(shí)完成系統(tǒng)要求的去隔行和放大的操作，最后處理好的數(shù)據(jù)通過(guò)VGA控制器，完成時(shí)序變化，經(jīng)視頻、A變?yōu)槟M信號(hào)送到VGA監(jiān)視器上實(shí)時(shí)顯示。

圖3

    1.1 視頻處理接口

由于在進(jìn)行視頻處理時(shí)，多為從攝像頭輸入模擬信號(hào)，如NTSC或PAL制式電視信號(hào)，除圖像信號(hào)外，還包括行同步信號(hào)、行消隱信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)、場(chǎng)消隱信號(hào)以及槽脈沖信號(hào)等。因而對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的電路也非常復(fù)雜。Philips公司將這些轉(zhuǎn)換電路集成到了一塊芯片中，從而生產(chǎn)出功能強(qiáng)大的視頻輸入處理芯片SAA7111，為視頻信號(hào)的數(shù)字化應(yīng)用提供了極大的方便。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用SAA7111對(duì)復(fù)合信號(hào)進(jìn)行采樣、同步產(chǎn)生、亮色分離并輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化信號(hào)。SAA7111輸出的數(shù)字化圖像信息符合CCIR.601建議，PAL制式的模擬信號(hào)數(shù)字化后的圖像分辨率為720×572，像素時(shí)鐘13.5MHz。在本穩(wěn)像系統(tǒng)中要求圖像輸出符合VGA（640×480，60Hz）標(biāo)準(zhǔn)，因此在采集數(shù)據(jù)時(shí)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，避開(kāi)行、場(chǎng)消隱信號(hào)和部分有效像素信息，在較大的圖像中截取所需要的大小。SAA7111向幀存控制電路輸出像素時(shí)鐘（LCC2）、水平參數(shù)（HREF）、垂直參考（VREF）、奇偶場(chǎng)標(biāo)志信號(hào)（ODD）和16位像素信息（RGB565）.其中LCC2用來(lái)同步整個(gè)采集系統(tǒng)；HREF高電平有效，對(duì)應(yīng)一行720個(gè)有效像素；VREF高電平有效，對(duì)應(yīng)一場(chǎng)信號(hào)中的286個(gè)有效行；ODD=1時(shí)，標(biāo)志當(dāng)前場(chǎng)為奇數(shù)場(chǎng)；ODD=0時(shí)，標(biāo)志當(dāng)前場(chǎng)為偶數(shù)場(chǎng)。采用16位RGB表示每個(gè)像素的彩色信息。圖1（a）為數(shù)字化圖像中的一行像素的時(shí)序圖。其中兩個(gè)HREF分別表示有效行的起始與結(jié)束位置，實(shí)際為一個(gè)信號(hào)；可以清楚地看到一行中有效的720個(gè)像素與像素時(shí)鐘LLC2的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在采集時(shí)通過(guò)幀存器控制電路選擇其中部的640個(gè)像素進(jìn)行采集。圖1（b）為一幀數(shù)字圖像的輸出時(shí)序圖?？梢钥吹皆诘?24～22行時(shí)，VREF處于無(wú)效狀態(tài)，因此在后續(xù)的采集中，這部分的信息不予處理并通過(guò)ODD的電平區(qū)分奇偶場(chǎng)數(shù)據(jù)。

圖4

    1.2 去隔行支持

PAL制電視信號(hào)采用隔行掃描機(jī)制，采用人眼的視覺(jué)暫留來(lái)實(shí)現(xiàn)兩場(chǎng)1/50s掃描312.5行的圖像構(gòu)成625行（一幀）圖像。而標(biāo)準(zhǔn)的VGA顯示模式采用逐行掃描方式，在一個(gè)掃描周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的完全掃描。因此需要對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行去隔行處理。視頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)緩沖后，按照取樣時(shí)鐘把經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)送入存儲(chǔ)器緩存，通過(guò)數(shù)據(jù)內(nèi)插的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展，即相鄰行之間按照一定的算法進(jìn)行加權(quán)，從而得到內(nèi)插行的數(shù)據(jù)，再以適當(dāng)?shù)乃俣茸x取處理后的數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)倍行頻/倍場(chǎng)頻的掃描。倍行頻掃描可以消除行間的閃爍現(xiàn)象，倍場(chǎng)頻掃描雖然行掃描頻率不變，但是場(chǎng)頻加倍，即能消除行間閃爍現(xiàn)象，還可以消除場(chǎng)間的大面積閃爍。去隔行問(wèn)題的實(shí)質(zhì)就是在每一場(chǎng)中填補(bǔ)被跳過(guò)的那些行，其過(guò)程如圖2所示。

實(shí)際上為實(shí)現(xiàn)去隔行已經(jīng)提出了很多簡(jiǎn)單的濾波器。一種選擇是用同一場(chǎng)中的垂直內(nèi)插值，這是個(gè)一維二倍上轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。理想的垂直濾波器是一個(gè)半帶低通濾波器。然而，這個(gè)濾波器要求無(wú)限長(zhǎng)度沖擊響應(yīng)是不可實(shí)現(xiàn)的。實(shí)際應(yīng)用中使用的是短得多的濾波器。最簡(jiǎn)單的是行平均，它用丟失行的上一行和下一行的平均來(lái)估計(jì)該丟失行。在圖2中，對(duì)于第t場(chǎng)，D=(C+E)/2。由于沒(méi)有使用時(shí)域?yàn)V波，所以它沿時(shí)間頻率軸具有全通特性。為了改進(jìn)性能，另一種選擇是使用更長(zhǎng)的垂直內(nèi)插濾波器，其頻率響應(yīng)更接近理想的半帶低通濾波器。對(duì)于第t場(chǎng)的行，滿意的內(nèi)插方法是D=(A+7C+7E+G)/16。以上兩種方法都是只用了垂直內(nèi)插。一種替代方法是使用時(shí)間內(nèi)插。值得注意的是，對(duì)于一場(chǎng)中每個(gè)丟失行，在同一幀的另一場(chǎng)中有一個(gè)對(duì)應(yīng)行。一個(gè)簡(jiǎn)單的時(shí)間內(nèi)插方案是復(fù)制此對(duì)應(yīng)行，即D=K，J=C。這種方法稱為場(chǎng)合并。因?yàn)槊恳粋€(gè)去隔行幀都由合并兩場(chǎng)獲得,但是這兩場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插是相反的（對(duì)于某些特殊圖案可能會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)人為失真）。由于只在時(shí)間方向上進(jìn)行了濾波，因此在垂直方向上是全通的。

    為了改進(jìn)性能，可以使用一種對(duì)稱的濾波器，例如，對(duì)前一場(chǎng)和后一場(chǎng)中的對(duì)應(yīng)行去平均以獲得當(dāng)前場(chǎng)中丟失的行，即D=(K+R)/2。這種方法稱為場(chǎng)平均。然而這種辦法內(nèi)插任何一場(chǎng)需要涉及三個(gè)場(chǎng)，需要兩幀存儲(chǔ)器。與場(chǎng)合并的方法相比，在存儲(chǔ)器容量和延時(shí)上有不可忽視的增加。為了在時(shí)間和空間人為失真方面達(dá)到折衷，較好的方法是既用垂直內(nèi)插也用時(shí)間內(nèi)插。例如，通過(guò)對(duì)同一場(chǎng)中上一個(gè)和下一個(gè)像素以及前一場(chǎng)和后一場(chǎng)取平均進(jìn)行內(nèi)插的辦法得到一個(gè)丟失的像素。綜上所述，當(dāng)成像的景物在相鄰兩場(chǎng)之間靜止時(shí)，在奇數(shù)場(chǎng)中丟失的偶行數(shù)應(yīng)該與前一個(gè)和后一個(gè)偶場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的偶數(shù)行完全一樣。因此時(shí)間內(nèi)插將產(chǎn)生精確的估計(jì)。另一方面，當(dāng)景物中存在運(yùn)動(dòng)時(shí)，相鄰場(chǎng)中對(duì)應(yīng)行可能不在同一個(gè)物置上，時(shí)間內(nèi)插將產(chǎn)生不可接受的人為失真。而同時(shí)使用空間和時(shí)間平均的方法將產(chǎn)生不太嚴(yán)重的人為失真，但在存儲(chǔ)器容量和反應(yīng)時(shí)間方面作出犧牲。

通過(guò)上述方案的對(duì)比及系統(tǒng)的具體要求，設(shè)計(jì)中采用了場(chǎng)合并的辦法，具體實(shí)現(xiàn)由幀存控制器完成。

1.3 幀存控制器

幀存儲(chǔ)器是圖像處理器與顯示設(shè)備之間的通道，所有要顯示的圖形數(shù)據(jù)先存放到幀存儲(chǔ)器中，然后再送到顯示設(shè)備進(jìn)行顯示，因此幀存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)是圖形顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。傳統(tǒng)上，可以實(shí)現(xiàn)幀存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器件有多種，如DRAM、SDRAM及SRAM等。DRAM、SDRAM屬于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，容量大、價(jià)格全家但速度較慢，且在使用中需要定時(shí)刷新。對(duì)于基于FPGA的視頻處理器，需要設(shè)計(jì)專用的刷新電路，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。SRAM速度高、接口簡(jiǎn)單、容量較小。隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，容量不斷增大，價(jià)格也不斷下降。在需要高速實(shí)時(shí)顯示的視頻處理系統(tǒng)中的使用越來(lái)越普遍。

    幀存控制器的設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)兩種不同視頻系統(tǒng)之間的圖像信號(hào)的存儲(chǔ)、采集和顯示顯得非常重要。為了保證數(shù)據(jù)處理與采集的連續(xù)，設(shè)計(jì)中使用了兩組幀存儲(chǔ)器（FRAM1、FRAM2），由于數(shù)字化的圖像每幀大小為640×480=307200（16bit）共300K×16bit的數(shù)據(jù)量，筆者使用每組512K×16bit的靜態(tài)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)時(shí)間為12ns，可以保證快速地讀出和寫入圖像數(shù)據(jù)。圖3為幀存控制器的邏輯框圖。

由于輸入信號(hào)為隔行掃描的圖像數(shù)據(jù)，顯示輸出需要逐行掃描數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)存入幀存儲(chǔ)器時(shí)需要進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)中采用場(chǎng)合并行法，將兩場(chǎng)的數(shù)據(jù)寫入一個(gè)幀存中，構(gòu)成一幅完整的逐行掃描圖像，系統(tǒng)利用VREF信號(hào)對(duì)此進(jìn)行控制，產(chǎn)生的幀切換控制信號(hào)控制數(shù)據(jù)在兩個(gè)幀存中的切換。當(dāng)VREF信號(hào)有效時(shí)，表明新的一場(chǎng)開(kāi)始了，此時(shí)無(wú)效行計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，控制不需要采集的圖像行，計(jì)數(shù)到閾值后，有效行計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，控制所要采集的圖像行，并發(fā)出高位地十信號(hào)A[18..11]；同樣，當(dāng)HREF有效后，無(wú)效像素計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)每行中的無(wú)效像素，然后有效像素計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)需要采集的行聽(tīng)有效像素；每次計(jì)滿640個(gè)像素后，等待下一次有效行信號(hào)的到來(lái)，同時(shí)將有效行計(jì)數(shù)器加1。由于系統(tǒng)選用的幀存容量較大，因此利用ODD的反相信號(hào)作為幀存地址的A10，為每行圖像提供了1024個(gè)存儲(chǔ)空間（實(shí)際使用640個(gè)），可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)寫入與讀出的控制電路。隔行的視頻信號(hào)就會(huì)被逐行地存儲(chǔ)到幀存體中?？偩€隔離與控制電路用來(lái)完成數(shù)據(jù)在幀存中的寫入與讀出的同步。由于采用SRAM作為幀存體，有效像素的寫入與后續(xù)視頻接口的讀出不能在一個(gè)幀存體中同時(shí)進(jìn)行，系統(tǒng)采用雙幀存輪流操作的方法，系統(tǒng)采用雙幀存輪流操作的方法：當(dāng)數(shù)字化后的圖像信息寫入其中的一個(gè)幀存時(shí)，幀存控制器將另一個(gè)幀存中的像素順序讀出，送到顯示設(shè)備，反之亦然。

1.4 視頻圖像的放大變換

應(yīng)用柵格理論幾何變換處理過(guò)程可以按下面方式進(jìn)行描述：給定一個(gè)定義于點(diǎn)陣Λ1上已采樣信號(hào)，需要產(chǎn)生一個(gè)定義于另一個(gè)點(diǎn)陣Λ2上的信號(hào)。如果，Λ1中的每一個(gè)點(diǎn)也在Λ2中，那么此問(wèn)題是上轉(zhuǎn)換（或內(nèi)插）問(wèn)題，可以先將那些在Λ2中而不在Λ1中的點(diǎn)添零（即零填充），然后用一個(gè)作用于Λ2上的內(nèi)插濾波器估計(jì)這些點(diǎn)的值；若Λ1）Λ2，即為下轉(zhuǎn)換（或抽取）問(wèn)題，可以簡(jiǎn)單地從Λ1中取出那么也在Λ2中的點(diǎn)。然而，為避免下采樣信號(hào)中出現(xiàn)混疊，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波，以將其帶寬限制到Λ2*的沃格納晶體。上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換的過(guò)程示于圖4（a）、(b)中。更一般的情況，如果Λ1和Λ2互相不包含，就需要找到另一個(gè)即包括Λ1又包括Λ2的點(diǎn)陣Λ3，可以先將Λ1上采樣到Λ3，然后再下采樣到Λ2。此過(guò)程示于圖4（c）。圖4（c）中Λ3中的中間濾波器完成兩個(gè)任務(wù)：首先，內(nèi)插出Λ1中漏下的采樣點(diǎn)；其次把Λ3中的信號(hào)頻譜限制于Λ2*的沃格納晶格。

由于系統(tǒng)中進(jìn)行放大變換采用FPGA實(shí)現(xiàn)，因此本文討論的重點(diǎn)在于如何簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)并提高轉(zhuǎn)換速度，上轉(zhuǎn)換中的上采樣過(guò)程為：

（1）式中Ψs,1和Ψs,3分別為原理圖像和上采樣信號(hào)；U（.）為上采樣運(yùn)算；Λ2＼Λ1表示在Λ2而不在Λ1內(nèi)的點(diǎn)的集合。插值濾波器的定義如下：

（2）式中，d(Λ)為柵格Λ的采樣密度；v*表示柵格Λ的轉(zhuǎn)逆柵格的Voronoi單元，即柵格Λ原點(diǎn)的單位元，它向所有柵格點(diǎn)平移將會(huì)無(wú)重疊地覆蓋整個(gè)連續(xù)空間。最簡(jiǎn)單的插值濾波為線性插值，也可以采用二加權(quán)濾波的方法。圖像的縮放還可以采用3次樣條插值和小波分解的方法，雖然這些方法在理論上可以取得很好的圖像縮放效果，但計(jì)算復(fù)雜，即使采用快速算法，也難以實(shí)現(xiàn)視頻圖像的實(shí)時(shí)顯示。

針對(duì)視頻信號(hào)數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)流速度的特點(diǎn)，采用FPGA設(shè)計(jì)，可以完成幀存控制、視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)放大與疊加功能?；谶\(yùn)算速度與算法實(shí)現(xiàn)的難易程度分析，對(duì)視頻信號(hào)的放大采用了簡(jiǎn)單的線性插值的辦法，原理如圖5所示。視頻信號(hào)是以場(chǎng)或幀進(jìn)行存儲(chǔ)的，由于數(shù)據(jù)寫入時(shí)存儲(chǔ)地址與圖像顯示的空間位置有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此系統(tǒng)需要的放大處理就變?yōu)閷?duì)幀存儲(chǔ)體的地址線的控制問(wèn)題。

對(duì)于本系統(tǒng)具體的4倍放大要求，將行同步信號(hào)先進(jìn)行二倍行使能運(yùn)算，并利用場(chǎng)同步信號(hào)對(duì)該寄存器進(jìn)行復(fù)位，將生成后的二分頻行同步信號(hào)控制行地址發(fā)生器，也就是產(chǎn)生幀存儲(chǔ)器所需的高位地址；類似地利用像素時(shí)鐘、行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)就可以得到所需的低位地址。由于在幀存控制器向幀存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)時(shí)采用了一行點(diǎn)1024個(gè)位置的辦法，所以在低位地址后連接了一個(gè)比較器，當(dāng)產(chǎn)生的低位地址小于640時(shí)，幀存儲(chǔ)器的讀信號(hào)有效，否則無(wú)效，以保證不會(huì)混疊入無(wú)效的數(shù)據(jù)。

1.5 VGA接口控制器

標(biāo)準(zhǔn)的VGA（640×480，60Hz）接口需要提供以下幾組信號(hào)：3個(gè)RGB模擬信號(hào)、行同步信號(hào)HS和場(chǎng)同步信號(hào)VS。它的信號(hào)時(shí)序如圖6所示。

圖7

    圖6中VS為場(chǎng)同步信號(hào)，場(chǎng)周期為16.683ms，每場(chǎng)有525行，其中480行為有效顯示行，45行為場(chǎng)消隱區(qū)，場(chǎng)同步信號(hào)每場(chǎng)有一個(gè)脈沖，該脈沖的低電平寬度為63μs（2行）。行周期為31.78μs，每顯示行包括800點(diǎn)，其中640點(diǎn)為有效顯示區(qū)，160點(diǎn)為行消隱區(qū)（非顯示區(qū)）。行同步信號(hào)HS每行有一個(gè)脈沖。該脈沖的低電平寬度為3.81μs（即96個(gè)脈沖）。因此，VGA控制器的任務(wù)就是按要求產(chǎn)生所需要的時(shí)序。

DISCLK為視頻顯示時(shí)鐘，頻率為25MHz，首先輸入到模等于800的像素計(jì)數(shù)器中，輸出的計(jì)數(shù)值與一個(gè)預(yù)先設(shè)好的比較器進(jìn)行比較，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值大于160時(shí)，輸出高電平，反之輸出低電平，作為行同步信號(hào)；同理，利用一個(gè)模等于525的計(jì)數(shù)器對(duì)行同步信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)和一個(gè)閾值為45的比較器可以產(chǎn)生所需要的場(chǎng)同步脈沖VS。

產(chǎn)生的行、場(chǎng)同步信號(hào)和像素顯示時(shí)鐘分別被送到兩個(gè)地址發(fā)生器中，產(chǎn)生所需要的控制幀存儲(chǔ)器的地址信號(hào)。由于前面介紹的幀存控制器中采用為每行數(shù)據(jù)提供1024個(gè)存儲(chǔ)空間的辦法，因此在數(shù)據(jù)讀出時(shí)也要進(jìn)行相應(yīng)管理。低位地址發(fā)生器產(chǎn)生的地址數(shù)據(jù)與一個(gè)比較器進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)刂沸∮?40時(shí)，幀存儲(chǔ)器的讀信號(hào)MEMRD位低電平有效，否則無(wú)效，這樣有效像素?cái)?shù)據(jù)就被完整地提出。由于VGA是一個(gè)模擬的接口標(biāo)準(zhǔn)，RGB彩色信息需要輸入模擬量，因此幀存儲(chǔ)器輸出的數(shù)字信息還要經(jīng)過(guò)D/A變換。系統(tǒng)先用飛利浦公司出品的TDA8771AH，它內(nèi)部集成了三個(gè)視頻D/A轉(zhuǎn)換器，基于電阻網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，轉(zhuǎn)換速率最高可達(dá)35MHz。由于它專用于數(shù)字電視、視頻處理等相關(guān)領(lǐng)域，因此使用十分簡(jiǎn)單，只需要提供24bit數(shù)字信息和一個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)鐘即可。VGA控制器原理圖如圖7所示。

圖8

2 系統(tǒng)集成

綜上所述，完整的電子穩(wěn)像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。攝像頭輸入的信號(hào)采用PAL制式，經(jīng)過(guò)視頻處理接口后形成RGB565格式的數(shù)字視頻信號(hào)和控制信息；幀存控制器作為整個(gè)平臺(tái)的核心，在將數(shù)據(jù)寫入幀存儲(chǔ)器的同時(shí)，對(duì)數(shù)字化的圖像信息進(jìn)行去隔行處理，再將數(shù)據(jù)讀出送往VGA控制器時(shí)進(jìn)行放大變換。VGA控制器則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)按照VGA標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序送往顯示器上。

篇7

>> 基于Directshow的VMR視頻捕獲的實(shí)現(xiàn) 基于DirectShow的視頻處理Filter組件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于directshow的視頻播放器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于Directshow的H.264網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控客戶端實(shí)現(xiàn) 基于Directshow的視頻縮放分析研究 基于DirectShow架構(gòu)的無(wú)線視頻服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 基于VPN技術(shù)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn) 基于VPN的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn) 基于WiFi的遠(yuǎn)程視頻測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于DirectShow的無(wú)線音視頻采集與傳輸系統(tǒng)的研究 基于VPN的全數(shù)字化遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)與實(shí)現(xiàn) 基于DM642DSP的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于OMAP912遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于DirectShow的目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)研究 基于DirectShow技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)媒體點(diǎn)播系統(tǒng) 建筑施工現(xiàn)場(chǎng)中基于3G技術(shù)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程移動(dòng)視頻接訪的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于簡(jiǎn)易視頻展示臺(tái)的教學(xué)設(shè)計(jì)案例 基于Linux的遠(yuǎn)程訪問(wèn)VPN實(shí)現(xiàn) 基于Android的SIP遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l.

[2] 王安,仲麗媛,孫加軍. 基于DirectShow和UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2010,31(12).

[3] 張振.基于DirectShow的P2P視頻會(huì)議系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D].武漢:武漢理工大學(xué),2009.

[4] 曾華山,宋鈺.基于DirectShow的VMR視頻捕獲的實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2010,9(25):7110-7111.

篇8

一、背景

當(dāng)前，高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課主要面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的大學(xué)一年級(jí)新生，教學(xué)以提升大學(xué)生信息素養(yǎng)為目標(biāo)。隨著電腦的普及和信息技術(shù)的發(fā)展，高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課不斷面臨新的挑戰(zhàn)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的改革也在不斷的探索中前行。為提升高校大學(xué)生的信息素養(yǎng)和應(yīng)用能力，2012年教育部啟動(dòng)了大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革項(xiàng)目，批準(zhǔn)了“以計(jì)算思維為導(dǎo)向的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研究”等22個(gè)項(xiàng)目，推動(dòng)以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革。當(dāng)前，各大高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課改革主要圍繞計(jì)算思維和創(chuàng)新思維展開(kāi)[1，2]。

二、體育系課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

在國(guó)外，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課實(shí)行不分級(jí)的差異型教學(xué)。教師可以開(kāi)設(shè)各類計(jì)算機(jī)個(gè)性化課程以滿足學(xué)生的各種需求，且課程內(nèi)容可以由學(xué)生與教師商定，每門課設(shè)以若干學(xué)分，班級(jí)主要為10人左右的小班。然而，在我國(guó)，由于初等教育中的信息技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)水平極為不平衡，高校生源復(fù)雜，以及目前高校的學(xué)生人數(shù)眾多等的情況，如何有效地開(kāi)展計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革則是一個(gè)亟待解決的難題[3]。

以筆者所在的學(xué)校為例，近兩年來(lái)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課不斷改革，取消了以往的分級(jí)教學(xué)，各專業(yè)初步建立了1+3的學(xué)習(xí)模式，第一學(xué)期各專業(yè)統(tǒng)一學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的內(nèi)容包括：PPT、Excel、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與網(wǎng)頁(yè)制作；第二學(xué)期分為3個(gè)模塊：多媒體技術(shù)應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理。體育系通常選擇多媒體技術(shù)應(yīng)用模塊，主要包括圖像處理、動(dòng)畫設(shè)計(jì)、音頻編輯與視頻處理。

經(jīng)過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)體育系的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)仍存在以下三個(gè)方面的不足。

1.學(xué)生剛?cè)雽W(xué)時(shí)的計(jì)算機(jī)水平和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力差異大。我校體育系的生源面向全國(guó)，其中東南沿海省市的同學(xué)在初中或高中就已學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)，對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)有一定的了解，而有些偏遠(yuǎn)地區(qū)的同學(xué)可能極少接觸過(guò)電腦，學(xué)生計(jì)算機(jī)水平存在嚴(yán)重的不平衡給教學(xué)帶來(lái)了很大的困難。例如，若教學(xué)內(nèi)容選擇較為簡(jiǎn)單的內(nèi)容，則對(duì)于那些基礎(chǔ)較好的同學(xué)來(lái)說(shuō)，所學(xué)的東西太簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)積極性降低；這部分內(nèi)容若不講，對(duì)于基礎(chǔ)差的同學(xué)來(lái)說(shuō)，他們很難跟上教學(xué)進(jìn)度，也會(huì)挫傷他們的學(xué)習(xí)積極性，對(duì)后面的學(xué)習(xí)產(chǎn)生抵觸情緒。因此，如何選擇教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生提高對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性起著很重要的作用。

2.傳統(tǒng)授課模式由教師在講臺(tái)前根據(jù)PPT逐條進(jìn)行講解或示范，學(xué)生在各自電腦前按照教師講解的步驟一步一步地跟著學(xué)習(xí)或者操作，教學(xué)過(guò)程比較簡(jiǎn)單機(jī)械。對(duì)于一個(gè)半小時(shí)的課堂教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生往往難以消化，也很難一直集中注意力，容易被網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等轉(zhuǎn)移注意力，學(xué)習(xí)興趣較低；同時(shí)，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生缺乏自己思考的過(guò)程，得不到計(jì)算思維能力的訓(xùn)練。

3.在學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自學(xué)能力方面，體育系的同學(xué)與其他專業(yè)同學(xué)相比，有一定的差距。例如，目前Windows和Word部分，不再進(jìn)行課堂講授，而是開(kāi)設(shè)自選的網(wǎng)絡(luò)課程讓學(xué)生自學(xué)，由于體育系的課程設(shè)置及體育系同學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣等因素，學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺(jué)主動(dòng)性沒(méi)有其他專業(yè)好，因此，體育系的同學(xué)在網(wǎng)絡(luò)課程中的受益程度很有限。

三、基于任務(wù)的教學(xué)新模式的探索

總結(jié)多年給體育系學(xué)生的授課經(jīng)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)與其他專業(yè)的同學(xué)相比較，體育系的同學(xué)性格活潑好動(dòng)，有很好的團(tuán)隊(duì)合作精神，圍繞任務(wù)進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式更加適合體育系學(xué)生。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)、難度適中并融入計(jì)算思維的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題、完成任務(wù)，并啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維的相關(guān)概念方法解決專業(yè)中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題；在設(shè)計(jì)和實(shí)施任務(wù)時(shí)，注意培養(yǎng)學(xué)生間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，設(shè)立2～3人的學(xué)習(xí)小組，共同完成任務(wù)，引導(dǎo)小組成員在交流中探究解決問(wèn)題的思路；任務(wù)完成后，按小組進(jìn)行成果展示和評(píng)價(jià)，交流心得。在明確任務(wù)、完成任務(wù)、合作交流等教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，鞏固已有知識(shí)，拓展新知識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算思維能力，培養(yǎng)解決問(wèn)題和實(shí)踐創(chuàng)新的能力[4]。

基于以上模式，針對(duì)體育系教學(xué)中的現(xiàn)存問(wèn)題，本文在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容與考核三個(gè)方面提出了一些改進(jìn)建議，并在實(shí)際教學(xué)中開(kāi)始初步的探索。

（一）教學(xué)內(nèi)容

目前兩個(gè)學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容涉及的軟件較多，每種軟件的教學(xué)時(shí)間較短，學(xué)生還沒(méi)來(lái)得及深入其中具有實(shí)用性的知識(shí)，就要開(kāi)始學(xué)習(xí)下一個(gè)軟件，經(jīng)過(guò)一年的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于每一種軟件的掌握都很膚淺，即便在日常生活中需要使用某一種軟件，也無(wú)法靈活使用。因此，建議每一學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容中只講授兩到三種軟件，比如第一學(xué)期講授Word、PPT、Excel，刪除網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)部分；第二學(xué)期講授Photoshop、Flash以及簡(jiǎn)單的音頻、視頻處理知識(shí)，同時(shí)，加深現(xiàn)有的學(xué)習(xí)深度，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)案例，基于案例的任務(wù)來(lái)開(kāi)展學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如：Word部分，開(kāi)展簡(jiǎn)歷制作、畢業(yè)論文編排等案例；Excel部分，設(shè)計(jì)與體育專業(yè)相關(guān)的“體育比賽成績(jī)管理與分析”等案例，要求學(xué)生充分利用Excel的功能來(lái)解決與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的信息管理、數(shù)據(jù)處理與分析等問(wèn)題；在PowerPoint中，設(shè)計(jì)制作“自我介紹”或者制作體育課講義等案例；PhotoShop中設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)會(huì)海報(bào)制作等案例；音頻處理中設(shè)計(jì)錄制歌曲等案例；視頻處理中設(shè)計(jì)電子相冊(cè)制作等案例；Flash部分設(shè)計(jì)體育課件制作等案例。

（二）教學(xué)方法

傳統(tǒng)授課模式由教師在屏幕前講解或示范，學(xué)生跟著學(xué)習(xí)或者操作，教學(xué)以教師為中心，而學(xué)生只是被動(dòng)接受知識(shí)。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，需要改變這一傳統(tǒng)模式。今后教學(xué)要以學(xué)生為主體，教師設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的生動(dòng)案例，引導(dǎo)學(xué)生在完成案例任務(wù)的同時(shí)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；同時(shí)，積極與學(xué)生保持良好的交流，充分了解體育專業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)的需求點(diǎn)來(lái)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，將計(jì)算機(jī)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合[5]。

采用案例教學(xué)法，教師組織學(xué)生對(duì)教學(xué)案例進(jìn)行思考、分析，促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念和操作的理解。以PPT為例，為某知名運(yùn)動(dòng)品牌公司制作一個(gè)PPT宣傳作品，學(xué)生需要首先確立設(shè)計(jì)理念，為作品立意，根據(jù)立意收集相關(guān)素材，在制作過(guò)程中，學(xué)生會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)并使用PPT制作技巧。通過(guò)該案例，首先，可以讓學(xué)生了解PPT作品的制作流程；其次，可以引導(dǎo)學(xué)生分析思考、展開(kāi)討論，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；最后，可以讓學(xué)生知道用如何用計(jì)算機(jī)知識(shí)解決與自己專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生解決問(wèn)題的思路。

發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性進(jìn)行教學(xué)。例如，針對(duì)某一教學(xué)內(nèi)容，可以請(qǐng)對(duì)這部分知識(shí)掌握得較好的同學(xué)來(lái)講解。一方面，基礎(chǔ)好的學(xué)生為了能講好這部分教學(xué)內(nèi)容，通常要在課下學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，從而也不再認(rèn)為這部分教學(xué)內(nèi)容太簡(jiǎn)單而對(duì)上課產(chǎn)生消極的情緒；另一方面，也讓基礎(chǔ)差的學(xué)生了解到自己和好同學(xué)之間的差距，需要更加努力的學(xué)習(xí)才能迎頭趕上，這樣，整個(gè)班級(jí)的學(xué)習(xí)積極性就能很好得被調(diào)動(dòng)起來(lái)。

建立學(xué)習(xí)小組并以小組的形式完成作業(yè)、課堂演示或答辯。將完成的出色的學(xué)生作業(yè)進(jìn)行展示并表?yè)P(yáng)，良好的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)起著不可忽視的作用。

（三）考核

好的考核方式對(duì)學(xué)生有激勵(lì)和導(dǎo)向作用。目前，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課上下兩個(gè)學(xué)期的最終成績(jī)以期末考試成績(jī)?yōu)橹?，通常期末?0%，平時(shí)成績(jī)占40%。建議今后成績(jī)的組成分散在整個(gè)學(xué)期的教學(xué)過(guò)程中，將學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)和實(shí)際操作都劃入有效的評(píng)定范圍內(nèi)。例如，整個(gè)學(xué)期中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)一些具體實(shí)用的文字處理、課件制作、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等作業(yè)，最終的總成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（包括學(xué)習(xí)態(tài)度、考勤等）、筆試和作業(yè)成績(jī)組成，在作業(yè)成績(jī)和平時(shí)成績(jī)中，加入對(duì)學(xué)生參與的態(tài)度以及解決問(wèn)題能力的考核，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)形成認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)習(xí)態(tài)度，并逐漸養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、培養(yǎng)其自學(xué)能力等，從而提升學(xué)生各方面的綜合素質(zhì)。

四、結(jié)語(yǔ)

篇9

關(guān)鍵字：數(shù)字媒體 數(shù)字媒體應(yīng)用 數(shù)字技術(shù)

數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)是當(dāng)代科技和藝術(shù)高度結(jié)合并涉及多學(xué)科交叉，它包含了計(jì)算機(jī)、藝術(shù)、文化、教育、科技、現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)管理等廣泛內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及應(yīng)用的發(fā)展，在世界信息化、國(guó)際化的背景下，數(shù)字影像、數(shù)字圖書(shū)等數(shù)字出版、網(wǎng)絡(luò)信息和文化傳播、網(wǎng)絡(luò)教育、網(wǎng)絡(luò)推廣等數(shù)字媒體應(yīng)用在商業(yè)和教育中的應(yīng)用日益增強(qiáng)。與此同時(shí)，動(dòng)漫開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、游戲開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、影視特效等數(shù)字媒體藝術(shù)中的應(yīng)用也得到了前所未有的發(fā)展。

1、數(shù)字媒體與數(shù)字媒體藝術(shù)

1.1數(shù)字媒體定義

有國(guó)家科技部組織863專家制定的《2005中國(guó)數(shù)字媒體藝術(shù)發(fā)展白皮書(shū)》在2005年12月份，白皮書(shū)中從新定義了“數(shù)字媒體”的概念。數(shù)字媒體是以信息科學(xué)和數(shù)字技術(shù)為主導(dǎo)，以大眾傳播理論為依據(jù)，以現(xiàn)代藝術(shù)為指導(dǎo)，將信息傳播技術(shù)應(yīng)用到文化、藝術(shù)、商業(yè)、教育和管理領(lǐng)域的科學(xué)與藝術(shù)高度融合的綜合交叉學(xué)科。數(shù)字媒體包含了圖像、文字以及音頻、視頻等各種形式，以及傳播形式和傳播內(nèi)容中采用數(shù)字化，即信息的采集、存取、加工和分發(fā)的數(shù)字化過(guò)程。數(shù)字媒體已經(jīng)成為繼語(yǔ)言、文字和電子技術(shù)之后的最新的信息載體。

1.2數(shù)字媒體藝術(shù)

數(shù)字媒體藝術(shù)主要包括研究數(shù)字媒體的表示，處理、顯示、記錄、存儲(chǔ)、傳輸、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)的軟件與藝術(shù)相結(jié)合的一門學(xué)科，融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信息處理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)和字通信等現(xiàn)代計(jì)算和通信手段，綜合處理聲音、圖形、圖像、文字等信息，使抽象的信息變成可感知、管理和交互的信息的軟硬件技術(shù)。

2、數(shù)字媒體藝術(shù)研究的主要方向

數(shù)字化、信息化時(shí)代不斷深入也迫使了媒體傳播方式的本質(zhì)的改革，誕生了包括數(shù)字圖像、數(shù)字音頻、數(shù)字影像、網(wǎng)絡(luò)媒體和移動(dòng)媒體等在內(nèi)的多種數(shù)字傳播媒介形式。這種變革給現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、生活也帶來(lái)了極大的促進(jìn)，使之成為科學(xué)與藝術(shù)、媒體與設(shè)計(jì)、各媒體形式學(xué)科間交叉與綜合的新的藝術(shù)形式，數(shù)字媒體藝術(shù)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)的劃分，使得諸如動(dòng)畫、DV、電影、電視、因特網(wǎng)和流媒體等“技術(shù)的藝術(shù)”首次有了統(tǒng)一的技術(shù)形態(tài)和視覺(jué)藝術(shù)語(yǔ)言。

2.1數(shù)字圖像處理技術(shù)

圖像處理就是將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字矩陣存放在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備中，并采用一定的算法對(duì)其加工處理。圖像處理技術(shù)的根本是數(shù)學(xué)，其核心不費(fèi)為各種算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。圖像處理技術(shù)涉及眾多領(lǐng)域。如計(jì)算機(jī)科學(xué)、醫(yī)療、教育、科技、各業(yè)等領(lǐng)域。因各領(lǐng)域?qū)?shù)字圖像處理的應(yīng)用方向不一，大致分為：圖像數(shù)字化：通過(guò)計(jì)算機(jī)采樣和量化將圖像變成能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)處理的數(shù)字形式；圖像的增強(qiáng)和復(fù)原：是指放大圖像中的需要的信息，剔除圖像中不需要的部分，讓圖像更接近所需；圖像編碼：在滿足一定的保真條件下，對(duì)圖像進(jìn)行編碼處理，達(dá)到壓縮圖像信息量，簡(jiǎn)化圖像的目的。以便于存儲(chǔ)和傳輸；圖像重建：實(shí)現(xiàn)從新采樣來(lái)構(gòu)建圖像。圖像重建有代數(shù)法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等算法；模式識(shí)別：用于圖像的識(shí)別。例如：人臉鑒別、指紋識(shí)別等是模式識(shí)別的內(nèi)容。目前主流的模式識(shí)別方法有：統(tǒng)計(jì)識(shí)別法、句法結(jié)構(gòu)模式識(shí)別法和模糊識(shí)別法。

2.2數(shù)字音頻處理技術(shù)

數(shù)字音頻處理技術(shù)主要是指通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)音頻的采樣、量化、編碼將音頻轉(zhuǎn)化為數(shù)字方式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字音頻編碼壓縮技術(shù)主要包括：基于音頻數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性的編碼技術(shù)；基于音頻的聲學(xué)參數(shù)的編碼技術(shù)；基于人的聽(tīng)覺(jué)特性的編碼技術(shù)。數(shù)字語(yǔ)音處理同樣也是數(shù)字音頻目前研究和應(yīng)用的主要領(lǐng)域，主要包括語(yǔ)音識(shí)別、處理技術(shù)。

2.3數(shù)字圖形技術(shù)

計(jì)算機(jī)圖形就是指使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的技術(shù)。主要研究?jī)?nèi)容就是研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。目前應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如曲線曲面造型、、實(shí)體造型、圖形硬件、光柵圖形生成算法、圖形標(biāo)準(zhǔn)、圖形交互技術(shù)真實(shí)感圖形計(jì)算與顯示算法，以及計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算、可視化自然景物仿真等。

2.4數(shù)字視頻處理技術(shù)

數(shù)字視頻是以數(shù)字形式記錄的視頻，和模擬視頻相對(duì)的。數(shù)字視頻有不同的產(chǎn)生方式，存儲(chǔ)方式和播出方式。比如通過(guò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)直接產(chǎn)生數(shù)字視頻信號(hào)，存儲(chǔ)在數(shù)字帶，P2卡，藍(lán)光盤或者磁盤上，從而得到不同格式的數(shù)字視頻。然后通過(guò)PC，特定的播放器等播放出來(lái)。它視頻壓縮壓縮技術(shù)分為有損、無(wú)損兩種?？梢杂枚喾N不同的方法和策略壓縮數(shù)字視頻文件，使之達(dá)到便于管理的大小。下面是幾種最常用的方法：心理聲學(xué)音頻壓縮、心理視覺(jué)視頻壓縮等方法。

2.5數(shù)字媒體存儲(chǔ)技術(shù)

數(shù)字媒體存儲(chǔ)對(duì)計(jì)算機(jī)性能較高，經(jīng)過(guò)處理后圖形、圖像、語(yǔ)音、視頻等通過(guò)數(shù)據(jù)量較大，同時(shí)具備實(shí)時(shí)性和并發(fā)性，所以在考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)不僅僅要考慮存儲(chǔ)介質(zhì)，還需考慮存儲(chǔ)算法。正是數(shù)字媒體對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸、讀取有高標(biāo)準(zhǔn)和高要求，這也使得計(jì)算機(jī)媒介相關(guān)控制接口、技術(shù)等方面得到了快速的發(fā)展，各種快捷的接口、高速大容量的存儲(chǔ)設(shè)備不斷出現(xiàn)并得到了大量的使用，這也恰恰促進(jìn)了數(shù)字媒體藝術(shù)的發(fā)展。

3、數(shù)字媒體藝術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

目前3億多中國(guó)網(wǎng)民常常觀看在線視頻的現(xiàn)狀，預(yù)示著在線視頻即將成為產(chǎn)生數(shù)字媒體廣告預(yù)算的主力引擎之一。在我國(guó)社交網(wǎng)站（SNS）注冊(cè)用戶已經(jīng)超過(guò)1.5億人次，大約1/3的網(wǎng)民都在使用SNS；各大主流互聯(lián)網(wǎng)媒體紛紛向社交化轉(zhuǎn)型，眾多SNS新平臺(tái)和產(chǎn)品競(jìng)相登場(chǎng)。社交媒體和視頻類平臺(tái)成為數(shù)字媒體藝術(shù)未來(lái)發(fā)展的新方向。將數(shù)字媒體的產(chǎn)品服務(wù)和創(chuàng)新技術(shù)融入品牌的市場(chǎng)推廣體系，最大化數(shù)字媒體的營(yíng)銷效果；現(xiàn)有廣告主、商、媒體主以及其他各方角色如何在新媒體市場(chǎng)中迅速找準(zhǔn)定位，利用現(xiàn)有業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)拓展新市場(chǎng)，成為當(dāng)前數(shù)字媒體行業(yè)持續(xù)發(fā)展亟需回答的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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1 引言

在現(xiàn)代教學(xué)尤其是高等教育過(guò)程中?多媒體教學(xué)因其交互性強(qiáng)、高效靈活而逐漸成為一種普及的教學(xué)方式。

為方便多媒體教學(xué)的開(kāi)展，筆者選用AIT2139視頻轉(zhuǎn)換芯片設(shè)計(jì)了一個(gè)VGA—TV視頻轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器可將計(jì)算機(jī)的VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換為廣播質(zhì)量的NTSC制或PAL制視頻信號(hào)輸出到大屏幕電視機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)畫面的凍結(jié)、縮放和平移等輔助功能。同時(shí)，其視頻信號(hào)也可通過(guò)轉(zhuǎn)換器提供的接口輸出到計(jì)算機(jī)顯示器上。

2　AIT2139芯片簡(jiǎn)介

AIT2139是一種單片、晶控、全數(shù)字視頻信號(hào)處理器，可以支持多種輸入格式（如640×480、85 Hz，800×600、85 Hz，1024×768、60 Hz等）．AIT2139具有3通道、8－Bit ADC輸入和16．7M 色彩轉(zhuǎn)換功能；其內(nèi)部有專門的存儲(chǔ)壓縮電路，外部有 EDO ?256k×16Bit? 存儲(chǔ)器接口和 SDRAM ?1M ×16Bit? 存儲(chǔ)器接口；AIT2139 控制方式簡(jiǎn)單，可采用HOST接口或I2 C總線進(jìn)行控制。該芯片可自動(dòng)檢測(cè)輸入模式和當(dāng)前的TV模式，輸出格式則可從合成、S－視頻、 YCbCr 或 RGB／SCART中選擇；所有的視頻處理都可在數(shù)字域內(nèi)完成，因而不需要轉(zhuǎn)換電路，其數(shù)字編碼器采用過(guò)采樣技術(shù)，并以AITech 算法進(jìn)行濾波，因而能輸出高質(zhì)量的NTSC和PAL制式信號(hào)。AIT2139芯片的內(nèi)部功能框圖如圖1所示。

3　系統(tǒng)工作原理

該VGA－TV視頻轉(zhuǎn)換器主要由視頻轉(zhuǎn)換、視頻轉(zhuǎn)換控制和遙控三部分組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

VGA－TV視頻轉(zhuǎn)換器的組成核心是視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換和視頻轉(zhuǎn)換控制部分，因此?設(shè)計(jì)的核心是對(duì)視頻信號(hào)的處理和對(duì)視頻轉(zhuǎn)換芯片的控制。筆者采用AIT2139視頻信號(hào)處理器，并配以當(dāng)前成熟的外圍電路設(shè)計(jì)了一種視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換電路來(lái)完成視頻前端的處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換；同時(shí)以八位單片機(jī)EM78P156EP 為核心，再配以鍵盤檢測(cè)、I2C通信、遙控接收等電路組成了轉(zhuǎn)換控制部分。該系統(tǒng)是典型的模擬數(shù)字混合系統(tǒng)，電源質(zhì)量對(duì)視頻信號(hào)的輸出影響較大，為此，設(shè)計(jì)時(shí)采用單獨(dú)的電源板卡并以背板的形式嵌入到系統(tǒng)中，從而取得了較好的效果。

4　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4．1 視頻轉(zhuǎn)換部分設(shè)計(jì)

作為系統(tǒng)核心的視頻轉(zhuǎn)換部分的主要功能是把計(jì)算機(jī)輸出的RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換為電視的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)。視頻前端的RGB放大信號(hào)采用門電路處理后，送到AIT2139進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸出兩種格式的電視信號(hào)：一個(gè)是經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、選頻和濾波得到的全電視信號(hào)，另一個(gè)是亮度和色度分離的電視信號(hào)，即S端子信號(hào)。因此，計(jì)算機(jī)輸出的RGB信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合、緩沖、放大可直接接計(jì)算機(jī)顯示器，從而使操作者能夠方便的對(duì)畫面進(jìn)行監(jiān)控。而對(duì)全電視信號(hào)輸出則加入了完整的選頻和濾波電路，可以增加電視信號(hào)的穩(wěn)定性。圖3是視頻轉(zhuǎn)換部分電路的方框圖。

（1）視頻前端處理

輸入端通過(guò)AIT2139的三個(gè)8－bit A／D 轉(zhuǎn)換器來(lái)對(duì)R、G、B信號(hào)的每一個(gè)通道按48MHz的采樣率進(jìn)行A／D 轉(zhuǎn)換。其水平同步（HSYNC） 和垂直同步（ VSYNC） 由施密特觸發(fā)器門緩沖。AIT2139的AD轉(zhuǎn)換相當(dāng)靈活，內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換參考電壓可自己設(shè)定。本設(shè)計(jì)中的RGB信號(hào)的電平范圍是0～0．85V，給定的外部參考電壓為Vk，需要注意的是，Vk必須不低于RGB信號(hào)電平的最大值。

數(shù)字視頻處理可以利用YUV 色彩分量來(lái)進(jìn)行，因此，可利用AIT2139芯片中RGB－YUV矩陣將輸入的RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換為4:2:2 格式的YUV分量信號(hào)，每分量輸出8位，總的輸出信號(hào)在數(shù)據(jù)總線上以24位工作。實(shí)際設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)：YUV輸出閃爍較大，為此，筆者利用了芯片內(nèi)部AITech算法構(gòu)造的有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器，從而有效地降低了輸出閃爍。

（2）工作模式設(shè)定

AIT2139有兩種工作模式，主模式和從模式。本設(shè)計(jì)選擇主模式。AIT2139可產(chǎn)生所有的時(shí)鐘和同步信號(hào)，并可以給外部的存儲(chǔ)設(shè)備提供水平同步、垂直同步以及內(nèi)部像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)鐘。外部的多路同步輸入、FIFO和存儲(chǔ)器將嚴(yán)格遵循AIT2139提供的這些時(shí)鐘和同步信息。在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，VGA的數(shù)據(jù)讀入時(shí)間可以不與處理器的寫入時(shí)鐘同步。

（3）數(shù)字視頻編碼

AIT2139的核心是其處理器部分，主要用于從外部存儲(chǔ)設(shè)備讀入4：2:2格式的YUV數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行編碼處理。因?yàn)檩斎胄盘?hào)分為亮度和色度分量，色度信號(hào)將通過(guò)復(fù)合數(shù)字副載波調(diào)制。亮度分量和色度分量信號(hào)分別插值為象素速率的兩倍，并通過(guò)兩個(gè)10－bit的D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬 S－視頻信號(hào)，模擬合成視頻信號(hào)在通過(guò)第三個(gè)通道的10－bit轉(zhuǎn)換器輸出后，可調(diào)整AIT2139處理器的格式控制腳以選擇不同的時(shí)鐘參數(shù)，從而將視頻轉(zhuǎn)換器的輸出設(shè)置為NTSC、PAL等電視標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

4．2 視頻轉(zhuǎn)換控制部分的設(shè)計(jì)

該VGA－TV轉(zhuǎn)換器主控板是對(duì)視頻轉(zhuǎn)換部分進(jìn)行控制的主要部分。該板不但可為視頻轉(zhuǎn)換提供電源，同時(shí)也可發(fā)送操作控制信號(hào)。主控板的核心是八位單片機(jī)EM78P156EP，同時(shí)配以鍵盤檢測(cè)、I2C通信、遙控接收等電路組成轉(zhuǎn)換控制部分。主控板的原理框圖如圖4所示。其控制解碼子程序流程如圖5所示。