视频基础知识

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一、视频信号

1.1 模拟信号

连续信号，它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值

电压值，可以精确的调整

模拟信号处理简单

容易受到杂讯的干扰,传输会有一定的损失

模拟电视往往比较容易产生雪花，并且只有标清

1.2 数字信号

离散信号，一般由模拟信号的数字抽样产生

量化，是后续一系列运算的基础。

数字信号处理比较复杂，会有一系列抽样，编码，压缩，加密等等算法

带宽容量高，易存储，不易失真

数字电视效果清晰，HD,FHD,UHD（4k)

二、视频扫描格式

1.隔行扫描（Interlaced Scan）
每秒传送25幅（帧）画面用每秒传送50次的方法来消除闪烁感，即一面传送两次，第一次扫描奇数行，第二次扫描偶数行，因而称为隔行扫描。采用这一制式的缺点是画面清晰度稍差，且有轻微的闪烁感。
2.逐行扫描（Progression Scan）
逐行扫描就是每幅画面按1、2、3……行的顺序扫描方式完成一幅画面,消除闪烁感，提高了画面的清晰度。

三、视频图像基础

像素：图像的基本单元，即一个带有颜色的小块。

PPI（Pixels Per Inch）是每英寸的像素数量，它用于描述显示设备或打印设备的像素密度。PPI值越高，图像的细节就越清晰。智能手机、计算机显示器和打印机通常会指定其PPI值。

分辨率：图像的大小或尺寸，用像素个数来表示。原始图像分辨率越高，图像就越清晰
位深：存储每位像素需要的二进制位数；位深越大，能够表示的颜色值就越多，色彩越丰富真实
跨距（Stride）：图像存储时内存中每行像素所占用的空间。需要正确的设置，否则会出现花屏
帧率：1秒中内图像的数量，单位FPS
码率：视频在1s内的数据量的大小。一般码率越高，视频清晰度越高，存储时占用内存空间就越大，传输时使用流量越多，但还需要结合压缩算法和压缩速度综合考虑
GOP（Group of Pictures）：GOP是视频编码中一组连续的帧。GOP包含一个I帧，后面跟着一系列的P帧和B帧。GOP的大小对视频压缩效率和视频播放的随机访问能力有影响。

四、图像颜色空间

1、颜色空间分类

RGB：指图像的每一个像素都是分别存储R、G、B三个值，且三个值依次排列存储。顺序不一定是R-B-G，RGB三个颜色有相关性，采集和渲染的时候是RBG
YUV：图像将亮度信息 Y 与色彩信息 U、V 分离开来。Y 表示亮度，是图像的总体轮廓，称之为 Y 分量。U、V 表示色度，主要描绘图像的色彩等信息，分别称为 U 分量和 V 分量

2、YUV分类

YUV 4:4:4，每一个 Y 对应一组 UV
YUV 4:2:2，每两个 Y 共用一组 UV
YUV 4:2:0，每四个 Y 共用一组 UV

3、YUV存储方式

Planar：先连续存储所有像素点的Y，然后接着存储所有像素点的U/V，之后再存储所有像素点的V/U
Packed：先存储完所有像素的Y，然后U、V连续的交错存储
Tips：U和V在一张图片中顺序固定，不同图片U和V谁在前不一定

4、YUV类型和存储类型关系

I444：YUV顺序
YV24：YVU顺序
NV16：先存储完 Y，之后 U、V 连续交错存储
NV61：先存储完 Y，之后 V、U 连续交错存储
YU16（I422）：YUV顺序
YV16：YVU顺序
NV12：先存储完 Y，之后 U、V 连续交错存储
NV21：先存储完 Y，之后 V、U 连续交错存储
YU12（I420）：YUV顺序
YV12：YVU顺序

5、Color Range

Full Range：R、G、B取值范围都是0～255
Limited Range：R、G、B取值范围是16～235

6、RBG与YUV互转规范

BT709：高清的标准
BT601：标清的标准

7、RBG与YUV转换公式

五、视频信号显示格式

1、标清SD

480i,隔行扫描,60HZ,分辨率720x480

480p,逐行扫描,60HZ,分辨率720x480

576i,隔行扫描,50HZ,分辨率720x576

576p,逐行扫描,50HZ,分辨率720x576

2、高清HD

720p, 逐行扫描,60HZ,分辨率1280x720

3、全高清FHD

1080i,隔行扫描,60(50)HZ,分辨率1920x1080

1080p,逐行扫描,60(50)HZ,分辨率1920x1080

4、QHD

2K,逐行扫描,60HZ,分辨率2560*1440F，HD也会被说成是2K。

5、UHD

4K ,逐行扫描,60HZ,分辨率4096×2160

参考资料

[1]、视频技术基础知识
[2]、视频基础知识