《音视频技术介绍》课件

音视频技术介绍了解音视频技术的发展，探索其背后的原理和应用，开启音频和视频世界的大门什么是音视频声音视频声音是一种机械波，通过介质的振动传播，被我们的耳朵感知视频是将一系列静止图像以一定速率播放，形成动态影像，并结合声音音视频的历史发展早期电影1895年，路易·卢米埃尔兄弟发明了电影摄影机和放映机，标志着电影时代的开端黑白电影早期的电影都是黑白的，因为当时的彩色胶片技术尚未成熟彩色电影20世纪30年代，彩色电影开始出现，并在随后的几十年中得到广泛应用数字电影20世纪90年代，数字电影技术开始兴起，它取代了传统的胶片电影，并为电影制作提供了新的可能性声音的形成声音是由物体振动产生的物体振动时会带动周围的空气分子一起振动，形成声波声波是一种机械波，需要介质才能传播声波的传播介质传播1声波需要介质才能传播，例如空气、水、固体等机械波2声波是机械波，需要通过介质中的粒子振动来传播波长频率3声波的传播速度、波长和频率密切相关声音的参数频率振幅音色声音的频率决定了音调的高低声音的振幅决定了声音的响度音色是声音的独特特征，取决于声音的谐波成分人耳的工作原理123外耳中耳内耳收集声音，将声音传递到中耳将声音振动放大，传递到内耳将声音信号转化为神经信号，传递到大脑人眼的工作原理角膜和虹膜1光线首先通过角膜，然后通过虹膜进入眼球晶状体2晶状体就像一个透镜，可以调节光线聚焦在视网膜上视网膜3视网膜包含光感受器，将光信号转换为神经信号视神经4视神经将神经信号传送到大脑，从而形成视觉视频的基础知识帧分辨率视频由一系列静止图像组成，称视频的分辨率指的是视频图像的为帧每秒显示的帧数决定了视像素数量，决定了视频的清晰度频的流畅度码率帧率视频的码率是指每秒传输的比特视频的帧率是指每秒显示的帧数数，决定了视频的质量和文件大，决定了视频的流畅度小视频的采集设备视频采集设备是将现实世界中的影像转换为数字信号的设备，主要包括以下几种摄像机常见的视频采集设备，分为专业摄像机和消费级摄像机专业摄•像机画质更高，功能更强大，适用于影视制作等专业领域消费级摄像机则更便携，价格更低，适合日常使用手机现代智能手机内置的高清摄像头，可以拍摄高质量的视频，并支持•多种视频格式和分辨率电脑摄像头用于视频通话、直播等应用，通常集成在笔记本电脑或台式•电脑上网络摄像头安装在网络设备上的摄像头，可以远程监控，例如家用监控•摄像头视频的编码技术压缩视频数据降低带宽需求提高视频质量视频编码技术将原始视频数据压缩，以编码技术通过去除冗余信息来减少数据编码技术可以优化视频质量，提高清晰便有效地存储和传输量，从而降低网络带宽使用量度和流畅度视频的压缩算法减少文件大小提高传输效率12视频压缩算法通过去除冗余信压缩后的视频文件更小，可以息来减少文件大小，以便更有更快地下载和播放，提高用户效地存储和传输体验多种压缩算法3常用的视频压缩算法包括、、等，每种算法都有不同H.264VP9AV1的压缩效率和画质表现视频的传输技术有线传输无线传输通过电缆或光纤进行数据传输，具有利用无线电波进行数据传输，具有灵稳定性高、带宽大等优点，常用于电活性和便捷性，常用于移动设备、无视广播、网络视频等领域线网络视频等卫星传输利用卫星作为中继站进行数据传输，覆盖范围广，常用于电视广播、远程教育等视频的显示设备平板电视投影仪手机和电脑屏幕平板电视是目前最常见的视频显示设备，投影仪可以将图像投射到屏幕上，适合用手机和电脑屏幕也越来越多地用于视频播具有轻薄、节能、画质清晰等优点，常见于大型会议、家庭影院等场景，可以实现放，方便携带、随时观看，但画面尺寸有类型包括液晶电视、等离子电视、OLED更大的画面尺寸，提供更具震撼的视觉效限，体验不如大型屏幕电视等果音频的采集设备音频采集设备将声音信号转换为电信号，常见的设备包括麦克风将声波转换为电信号，常见类型有动圈式、电容式、驻极体式等•录音笔内置麦克风，可以录制音频，方便携带•声卡将音频信号进行处理，并将数字音频信号转换为模拟音频信号，以•便输出到音箱或耳机音频的编码技术编码压缩编码PCM最基础的音频编码方式，直接通过去除冗余信息，降低音频将模拟信号转换为数字信号文件大小，提高传输效率无损压缩有损压缩保留原始音频信号信息，在压通过去除部分音频信息，大幅缩过程中不丢失任何音频数据降低文件大小，但会造成一定程度的音质损失音频的压缩算法有损压缩无损压缩通过去除部分音频数据，以达到压缩的目的常见的有损压缩算不丢失任何音频数据，只是对音频数据进行更有效的存储或传输法包括、、等常见的无损压缩算法包括、、等MP3AAC VorbisFLAC ALACAPE音频的传输技术数字音频传输音频压缩技术数字音频信号通过网络或其他数使用音频压缩算法来减少音频数字通道进行传输，确保信号质量据的大小，以便更高效地传输和不受干扰存储音频编码标准网络传输协议如、、等标准，使用网络协议如、MP3AAC FLACTCP/IP UDP定义了音频数据的编码和解码方等，将音频数据包传输到目的地法音频的播放设备音频播放设备是指将数字音频信号转换为模拟音频信号，并将其传递到扬声器或耳机等输出设备的装置常见的音频播放设备包括音箱•耳机•智能手机•电脑•音频播放器•模拟与数字信号模拟信号数字信号模拟信号是连续变化的信号，可数字信号是由离散的数值组成的以表示为连续的曲线它通常用信号，它通常用来表示计算机中来表示自然界的物理量，例如声的数据，例如图像、音频、视频音、光线、温度等等采样与量化采样将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程量化将采样得到的离散信号值映射到有限的数字范围内有损与无损编码无损编码有损编码无损编码在压缩过程中不会丢失任何原始数据例如，FLAC有损编码在压缩过程中会舍弃一些数据，以换取更高的压缩比和格式能够还原音频文件到原始状态例如，和格式，压缩后的文件更小，但无法完全还ALAC MP3AAC原原始数据网络视频的传输协议HTTP RTMP12超文本传输协议是最实时消息传输协议HTTP RTMP常用的网络协议之一，用于在是一个专为实时视频和音频流网络上传输网页和数据式传输而设计的协议，它通常HTTP可以用于流式传输视频用于直播和点播视频服务数据，例如通过或YouTubeNetflixHLS DASH34实时流是动态自适应流是一HTTP HLSDASHApple开发的一种流式传输种开放的流式传输协议，它可协议，它使用HTTP传输视频以根据网络条件动态地调整视数据，并将其分成多个较小的频质量，以确保最佳的观看体片段，以便更有效地进行流式验传输视频编解码器的种类H.264/AVC VP9广泛应用于互联网视频和广播电视由Google开发，用于YouTube等平台AV1开放标准，旨在提供更高质量的视频压缩标准H.264/AVC高效压缩广泛应用支持多种分辨率以其出色的压缩效率而闻名，能够被广泛应用于各种视频应用，包括支持从标准清晰度到超高清视频的H.264H.264H.264在给定比特率下提供更高的视频质量广播电视、互联网视频、移动设备和视频各种分辨率，满足不同的视频需求会议与标准VP9AV1VP9AV1由开发，开源免费，支持、超高清视频由联盟开发，开源免费，支持、高帧率视频Google4K8K AOMediaHDR音视频同步技术音频延迟视频帧速率网络延迟确保音频信号与视频帧保持一致，避免根据视频帧速率调整音频播放速度，确通过网络传输时，数据包可能会出现延出现音频滞后或超前的情况保音频与视频同步进行迟或丢失，需要进行缓冲和补偿与接口HDMI SDIHDMISDI高清晰度多媒体接口，适用于消费类电子产品，例如电视机、电串行数字接口，主要用于专业视频设备，例如广播电视、电影制脑、游戏机等作等、超高清视频4K8K分辨率更高画面更细腻4K视频分辨率为3840×2160更高的分辨率意味着画面细节像素，8K视频分辨率为更丰富，更加清晰逼真，带给7680×4320像素，比传统观众更强的视觉冲击力视频分辨率高出倍和1080P4倍16体验更沉浸超高清视频可以展现更加丰富的细节，让观众仿佛身临其境，获得更强的沉浸式体验度全景视频360度全景视频，也称为沉浸式视频，通过使用多个摄像头或专门的全景相机360进行拍摄，捕捉周围环境的完整画面观看者可以通过鼠标或移动设备，自由旋转观看角度，仿佛身临其境地体验周围环境，为观众带来更具临场感的视觉体验与技术VR AR虚拟现实增强现实VR AR技术使用头戴式显示器，将技术将虚拟信息叠加到现实VR AR用户沉浸在完全模拟的虚拟环境世界中，通过智能手机或平板电中用户可以在虚拟环境中进行脑等设备，将虚拟物体、信息、互动，例如行走、抓取物体等，图像等叠加到现实场景中，让用为用户带来身临其境的体验户体验到现实世界与虚拟世界的融合未来音视频技术发展音视频技术不断发展，未来将更加智能化、沉浸式和个性化人工智能虚拟现实12赋能音视频，实现智能剪技术将带来更具沉浸感的AI VR辑、自动字幕、内容推荐等功视听体验，应用于游戏、教育能等领域增强现实3技术将现实世界与虚拟信息融合，在直播、购物等场景中带来新体AR验。