【文章內(nèi)容簡介】 容 ...................................................................................... 51 系統(tǒng)測試環(huán)境 ...................................................................................... 52 系統(tǒng)測試用例及結果 ...................................................................................... 52 播放功能測試 ...................................................................................... 52 窗口大小設置 ...................................................................................... 57 IV 目 錄 幀率設置測試 ...................................................................................... 57 跳轉到指定幀測試 .............................................................................. 58 本章小結 .......................................................................................................... 58 第六章 總結與展望 ...................................................................................................... 59 總結 .............. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. 59 對未來工作展望 .............................................................................................. 60 致 謝 .......... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 61 參考文獻 ................................................................................................................... 62 V 第一章 引言 第一章 引言 與靜態(tài)信息相比，動態(tài)信息可以分為動化 (animation) 信息和視頻 (video) 信 息。這兩種形式的媒體都具有實時運動感和自然真實感。所攜帶的信息量更豐富， 也更易于被人們所接受。在信息時代。網(wǎng)絡和數(shù)字信息化應 用日益滲透人們的生 活，多媒體技術的發(fā)展也從平面化轉向立體化，從單純的文本到視頻、音頻的結 合，從單幀圖象到連續(xù)的動態(tài)信息顯示。而其中視頻文件的應用，已廣泛進入各 個領域。 研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢 視頻也稱為影象視頻，它的運動序列中的每幀畫面是由實時攝取的自然景觀 或者活動對象轉換成數(shù)字形式而形成的，一般占用很大的比特數(shù)據(jù)量 [1]。 “視頻采 集 ” 的名稱實際上并不準確，因為它并不單單只包含 “采集 ”的過程，采集進來的視 頻流還必須進行一系列加工處理，譬如視頻壓縮，色系轉換，噪音剔除等必要的 步驟 ，然后才能形成一個標準的數(shù)字視頻文件。為了長久保存，這些視頻文件通 常都會被刻錄到光盤中或制成可播放的 VCD／ DVD 光盤。 電視信號或錄象帶 (videotape) 上記錄的是連續(xù)的圖像或視像 (visual image)以 及伴隨視像的聲音 (audio)或成為伴音信號。同樣，數(shù)字視頻 (digital video)也包括運 動圖像 (visual) 和伴音 (audio)兩部分 [2] 。一般說來，視頻包括可視圖像和可聽的聲 音，由于伴音處于輔助位置，并且在技術上視像和伴音是同步合成在一起的，因 此具 體討論時常常把視頻和視像等同，而聲音或伴音則總是用 audio 來表示。 隨著數(shù)字化信息的發(fā)展，數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等高科技產(chǎn)品的日益更新推 動了視頻采集信息手段的多元化、簡潔化和個性化的發(fā)展。隨著技術的迅速發(fā)展， 圖像、視頻等多媒體數(shù)據(jù)已逐漸稱為信息處理領域中主要的信息媒體形式。尤其 是視頻數(shù)據(jù)，由于它能記錄、保留空間和實踐上的對各種信息，使得人們能夠以 更逼近自然的方式獲得更多的細節(jié)內(nèi)容。它沒有對信息源進行過多的抽象，從而 不像文本描述，雖然刻畫了事物某一方面的特征信息，卻丟失了許多具體的細節(jié) 信 息。 數(shù)字視頻技術是國家重點發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)領域的重要組成部分，隨著寬帶網(wǎng) 絡和數(shù)字電視的迅速發(fā)展，視頻點播、交互電視、視頻網(wǎng)站等應用需求越來越廣 泛，這些應用都將共同面臨大量涌現(xiàn)的數(shù)字化視頻數(shù)據(jù)。 1 電子科技大學碩士學位論文 選題依據(jù)及意義 數(shù)字視頻處理技術正在高速發(fā)展，利用先進的數(shù)字技術實施處理視頻信號是 必然的發(fā)展方向。在數(shù)字視頻處理中，通常利用人眼對色度信號不敏感的特性， 將 RGB 基色信號表示為 YUV 色差信號，這樣可以適當去掉一些色度信號分量， 而對圖像質(zhì)量不 會產(chǎn)生較大的影響，從而減少圖像的數(shù)據(jù)量。圖像數(shù)據(jù)存在冗余， 特別是存在的空間冗余使得圖像壓縮成為可能。 YUV 主要用于優(yōu)化彩色視頻信號的傳輸，使其向后相容老式黑白電視。與 RGB 視頻信號傳輸相比，它最大的優(yōu)點在于只需占用極少的頻寬（ RGB 要求三個 獨立的視頻信號同時傳輸） [3]。其中 “Y” 表示明亮度（ Luminance 或 Luma），也就 是灰階值；而 “U”和 “V”表示的則是色度（ Chrominance 或 Chroma），作用是描述影 像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。 “亮度 ”是透過 RGB 輸入信號來建立的， 方法是將 RGB 信號的特定部分疊加到一起。 “色度 ”則定義了顏色的兩個方面 ─色 調(diào)與飽和度，分別用 U 和 V 來表示。其中， U 反映了 RGB 輸入信號紅色部分與 RGB 信號亮度值之間的差異。而 V 反映的是 RGB 輸入信號藍色部分與 RGB 信號 亮度值之間的差異 [4] 。 采用 YUV 色彩空間的重要性是它的亮度信號 Y 和色度信號 U、 V 是分離的。 如果只有 Y 信號分量而沒有 U、 V 分量，那么這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像 [5]。 彩色 電視采用 YUV 空間正是為了用亮度信號 Y 解決彩色電視機與黑白電視機的兼 容問題，使黑白電視機也能接收彩色電視信號。 隨著多媒體技術的飛速發(fā)展，各種各樣的圖像壓縮方法不斷涌現(xiàn)，如 DCT 編 碼，小波變換編碼，分型編碼等，但是由于缺乏對圖像本質(zhì)屬性，特別是圖像控 件冗余度的分析和研究，類似的壓縮方法的選擇和使用具有較大的盲目信。目前 YUV 格式是最常用的視頻信號播放格式。 雖然目前市面上有很多種功能強大的播放器，但是任然沒有一種能夠直接播 放 YUV 格式的視頻源序列，這對研究視頻壓縮編碼率 的工作帶來了很大不便，使 得他們不能直接用肉眼觀察到視頻源序列的內(nèi)容而只能用程序分析其中的數(shù)據(jù)。 本次設計的播放器可以讓研究人員直觀地感受視頻源序列經(jīng)過編碼和解碼后 與未處理時產(chǎn)生的差異，而不僅僅只能看到一串串數(shù)據(jù)。 研究思路及方法 在研究方法方面，論文研究綜合采用文獻理論研究、實驗設計驗證對比等研 究方法對視頻源播放軟件系統(tǒng)設計深入分析研究，實現(xiàn)了基于 MFC 的視頻源序列 播放器的軟件設計，論文主要研究思路如下： 2 第一章 引言 （一）視頻源播放軟件系統(tǒng)文獻理論研 究 主要對視頻源播放軟件系統(tǒng)設計原理、 YUV 格式技術、 MFC 技術框架、系統(tǒng) 架構技術等相關技術進行分析研究。通過互聯(lián)網(wǎng)和圖書館查閱了有關視頻源播放 軟件系統(tǒng)設計方面的研究文獻，掌握了國內(nèi)外以往的研究成果及最新的研究動態(tài)， 獲取了相關的資料，為論文寫作提供了理論基礎和參考依據(jù)。 （二）視頻源播放軟件系統(tǒng)實驗驗證對比 主要是對視頻源播放軟件系統(tǒng)需求、信息處理業(yè)務流程、存在問題及信息發(fā) 布主要需求進行實地調(diào)查研究，基于視頻源播放軟件系統(tǒng)需求，詳細闡述了如何 實現(xiàn)顏色空間轉換模塊，分辨率設置模塊和播放等功 能，并給出了關鍵部分的代 碼，在此基礎上進行實驗論證對比。 論文總體研究內(nèi)容示意圖如圖 11 所示： 圖 11 論文總體研究內(nèi)容示意圖 本文內(nèi)容結構安排 本論文的研究工作為 MFC 為基礎，設計一個視頻源序列的播放軟件。先詳細 分析研究視頻播放所要設涉及的一些基礎知識，然后完成軟件設計及實現(xiàn)。論文 包括引言、系統(tǒng)設計理論與技術、系統(tǒng)概要設計、系統(tǒng)功能模塊詳細設計實現(xiàn)以 及系統(tǒng)測試章節(jié)，論文各章節(jié)主要研究內(nèi)容如下： 第一章為引言部分， 包括研究背景及意義、論文主要研究內(nèi)容與意義、研究 思路及方法以及論文的總體結構安排。 第二章為系統(tǒng)設計相關技術研究章節(jié)，簡要介紹視頻播放技術的預處理知識， 3 電子科技大學碩士學位論文 YUV 格式技術、 MFC 技術框架、系統(tǒng)架構技術等相關技術。 第三章系統(tǒng)地介紹了視頻源序列播放器的構成，并為各模塊功能的實現(xiàn)提出 了解決辦法，為詳細設計做好了準備。 第四章為論文核心章節(jié)，詳細設計實現(xiàn)視頻源序列播放器各模塊功能如何實 現(xiàn)，并給出了關鍵部分的代碼。 第五章完成了對程序各功能的測 試，包括測試內(nèi)容及環(huán)境，測試用例及結果 情況。 第六章對全文進行了總結。簡要概述軟件已經(jīng)達到的主要功能，并對論文下 一步研究進行了展望。 4 第二章 系統(tǒng)設計相關技術研究 第二章 系統(tǒng)設計相關技術研究 視頻播放技術 系統(tǒng)圖像分辨率 包括設備分辨率、網(wǎng)屏分辨率、圖形分辨率、掃描分辨率和位分辨率。 設備分辨率 (Device Resolution)：又稱輸出分辨 率 ,指的是各類輸出設備每英寸 上可 設備分辨率 產(chǎn)生的點數(shù)，如顯示器、噴墨打印機、激光打印機、熱蠟打印 機、繪圖儀的分辨率。這種分辨率通過 DPI 這個單位量來衡量，一般來講， PC 顯 示器的設備分辨率在 60 至 120DPI 之 間。而打印設備的分辨率則在 180 至 720DPI 之間。 網(wǎng)屏分辨率 (Screen Resolution):又稱網(wǎng)屏幕頻率，指的是打印灰度級圖形或分 色所用 網(wǎng)屏分辨率 的網(wǎng)屏上每英寸的點數(shù)。這種分辨率通過每英寸的行數(shù) (RPI) 來標定。 圖形分辨率 (Image Resolution):指的是圖形中存儲的信息量。這種分辨率有多 種衡量方 圖形分辨率 法，典型 圖像數(shù)字化 人類傳遞信息的主要媒介是語音和圖像。據(jù)統(tǒng)計，在人類接受的信息中，聽 覺信息占 20%，視覺信息占 60%，其他如味道。嗅覺總的加起來不過 20%。所以， 作為傳遞信息的重要媒體和手段一圖像信息是十分重要的，俗話說 “百聞不如一見 ” “一目了然 ”，這都反應了圖像在傳遞信息中的重要地位。 具有視覺效果的畫面都可以稱為圖象。根據(jù)記錄方式的不同，圖像可以分為 兩大