本節書摘來自華章計算機《嵌入式系統數字視頻處理權威指南》一書中的第1章,作者:（美）Michael Parker Suhel Dhanani 更多章節內容可以訪問云棲社區“華章計算機”公眾號查看。

第1章 現實世界中的視頻

視頻最初作為純粹的模擬技術出現。用相機將連續圖像捕獲在電影流中，通過閃光來播放電影，以顯示運動電影中的每一幀，當幀率足夠高時就顯示連續的動作。然而，容易看見閃爍！

早期的廣播電視中，改進的系統采用亮度（即光強度）信息表示模擬信號。為了傳輸圖像，使用連續的水平掃描發送亮度信息。足夠的水平掃描構成二維圖像。電視和監視器采用陰極射線槍發射電子流，以激發用磷粉涂敷的屏幕。緩慢消褪的熒光粉有助于消除閃爍。陰極射線槍掃描連續的行，通過磁路控制，每一行剛好在前一行的下面。掃描速度如此迅速，因此圖像以每秒鐘25~30幀的速率重現。亮度信號用于控制電子流的強度。

水平同步信號用于分離水平掃描周期。水平同步時間是在每個行掃描線結束后的短脈沖。其時間長度必須確保電子槍能返回到屏幕的左邊，以準備下次掃描。同樣，垂直同步信號出現在最后即最底端掃描結束后，用于分離每個視頻幀。垂直同步間隔時間比水平同步時間要長很多，其使得電子槍能從屏幕的右下角返回到左上角，以開始新的一幀掃描，如圖11所示。

然后，顏色信息以紅和藍色調的形式加入，稱之為色度信息。其疊加于亮度信號之上，因此，彩色電視系統后向兼容于黑白電視系統。

現代電視信號采用數字方式表示、存儲和傳輸。數字表示開創了視頻的各種新應用。數字視頻處理在各種各樣的市場中日益重要，如視頻監控、視頻會議、醫學成像、包含無人機（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）的軍用成像、武器瞄準和夜視、廣播、數碼相機、工業顯示和消費電子。所有的這些都經歷了從標清到高清以及超高清視頻處理的歷程，這些大規模的升級周期長達十年。在某些場合，采用數字技術的系統已經代替了舊式的模擬視頻處理設備。

在許多情況下，傳統的沒有采用視頻處理的行業現在也必須集成視頻技術到他們的產品。例如汽車中的后置攝像頭、娛樂中心、“車道偏離”和“平視顯示器”；網絡服務器和路由器中的視頻數據處理；軍事系統中提供場景意識的視頻共享及合并技術；軍用和商業機載系統中的監控和導引；機器人系統；安全監控系統和很多其他應用中的面部和其他特征識別（如車牌）。這種趨勢對系統設計者和實現工程師提出了理解視頻技術的新要求。本書是專為那些需要理解基本概念和應用的人員編寫，使得他們能夠構建自己的視頻系統，或者集成第三方的視頻技術到他們的產品。

另外的目標讀者來自許多需要視頻技術的行業，他們從事技術性的市場營銷和管理，因此，需要理解基本概念和應用，而不會被細節和實現的復雜性嚇倒。

這些新的視頻應用規模正迅速增長。例如，下面是一些已公開的預測：

● ABI美國著名市場研究公司ABI research?！g者注研究表明，視頻監控市場有望爆炸性增長，公司預測其收入將從2006年的大約135億美元顯著增長到2013年的460億美元。這些數字包含相機、計算機和存儲器、專業服務和硬件基礎結構：所有都實現了端到端的安全系統。

● 依據溫豪斯（Wainhouse）的研究，視頻會議所有的終端市場將從2007年的13億美元增長到2013年的49億美元。視頻會議基礎結構的產品收入，包含微控制器(Micro Control Unit,MCU)、網關和網守，預計將同時增加到725億美元。

● 高清普及率：在美國和歐洲，高清信號的研發、存儲、編輯和傳輸還有許多工作要做。

在接下來的5年，數字影院將會加速增長，在2010～2011年，10 000個美國電影院將要升級。數字影院極大推動了高清和4K（4096×2160）分辨率視頻處理方面的設計。

在2010年，基于技術進步、人口老齡化和保健方法的改變，160億美元的美國醫療圖像產品行業將每年增加6％，其中以電腦斷層（Computerized Tomography，CT）掃描儀、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRT)和正電子發射斷層顯像(Positron Emission Tomography，PET)設備為首，這些將超過消費電子產品。

所有的這些和更多的趨勢讓我們相信，我們非常迫切需要一本書，揭開視頻處理的神秘面紗。無論是專業工程師、市場營銷人員，還是公司高官以及學生，都需要理解：

● 就顏色、比特和分辨率而言，什么是視頻？

● 視頻傳輸的典型方法是什么？

● 什么是視頻處理的典型功能？是縮放、去隔行還是混合？

● 涉及構建視頻處理的設計，如幀緩沖、行緩沖、存儲器帶寬、嵌入式控制等，有哪些典型的挑戰？

● 什么是視頻壓縮？

● 視頻如何調制、編碼和傳輸？

這些概念為讀者擴展他們的視頻知識提供了堅實的理論基礎。這本書將是為這個學科的工程師和學生撰寫的第一本教材。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《嵌入式系统数字视频处理权威指南》——第1章 现实世界中的视频的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。