1、电视中心技术电视中心技术数字视频特技数字视频特技电视中心技术电视中心技术周周 灵灵Contents数字视频特技概述数字视频特技概述1图像变换原理图像变换原理2数字特技机的工作原理数字特技机的工作原理3多通道特技多通道特技4数字特技制作系统数字特技制作系统5切换台与数字特技的实际应用切换台与数字特技的实际应用6电视中心技术电视中心技术周周 灵灵一、数字视频特技概述一、数字视频特技概述（一）数字视频特技基本概念（一）数字视频特技基本概念v数字视频特技又称为数字视频效果系统，英文名数字视频特技又称为数字视频效果系统，英文名称是称是Digital Video Effect，缩写为，缩写为DVE，有的公
2、，有的公司如司如SONY公司又将其称为多功能数字特技系统公司又将其称为多功能数字特技系统（DME）。它是以）。它是以帧同步机帧同步机为基础发展而来的一为基础发展而来的一种数字视频处理设备。种数字视频处理设备。v数字特技运用数字技术将输入的视频在电视屏幕数字特技运用数字技术将输入的视频在电视屏幕的二维或三维空间中进行各种方式的处理，把许的二维或三维空间中进行各种方式的处理，把许多不同的图像元素组成单一的复杂图像或使画面多不同的图像元素组成单一的复杂图像或使画面具有压缩、放大、旋转、油画、裂像、随意轨迹具有压缩、放大、旋转、油画、裂像、随意轨迹移动等处理效果。移动等处理效果。电视中心技术电视中心技
3、术周周 灵灵目标光源（光感效果）目标光源（光感效果）三维阴影效果三维阴影效果曝光效果（图像处理）曝光效果（图像处理）风吹效果（图像处理）风吹效果（图像处理）立方体效果立方体效果飞边效果飞边效果电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵1、与传统的视频切换特技相比、与传统的视频切换特技相比v传统的视频切换特技所能实现的屏幕效果主要是传统的视频切换特技所能实现的屏幕效果主要是两路或若干信号以不同的两路或若干信号以不同的幅度比例幅度比例进行组合，或进行组合，或者用各种形状和大小的分界线在屏幕的不同位置者用各种形状和大小的分界线在屏幕的不同位置上上分割屏幕分割屏幕，分割屏幕的
4、分界线尽管能沿不同方，分割屏幕的分界线尽管能沿不同方向移动，但并向移动，但并不能对各路图像本身进行处理不能对各路图像本身进行处理。v数字视频特技的特点却是能对图像本身的视频信数字视频特技的特点却是能对图像本身的视频信号作出尺寸、位置变化和亮度、色度变化的处理，号作出尺寸、位置变化和亮度、色度变化的处理，这就是数字特技与视频切换系统的特技切换不同这就是数字特技与视频切换系统的特技切换不同的关键之处。的关键之处。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵2、数字视频特技机与软件生成的数字视频特技的、数字视频特技机与软件生成的数字视频特技的区别区别v由软件生成的数字视频特技如，目前非线性编辑由软件生成的数字
5、视频特技如，目前非线性编辑系统上的数字特技。一般来说，数字特技机的特系统上的数字特技。一般来说，数字特技机的特技是软件和硬件结合起来实现的，技是软件和硬件结合起来实现的，速度速度快，而软快，而软件特技靠主机的处理器芯片运算，速度慢，另外件特技靠主机的处理器芯片运算，速度慢，另外由于生产数字特技机的厂商都具有丰富的视频生由于生产数字特技机的厂商都具有丰富的视频生产经验，所以数字特技机的产经验，所以数字特技机的视频指标视频指标都比较高，都比较高，软件特技主要是由计算机完成的，视频质量一般软件特技主要是由计算机完成的，视频质量一般没有数字特技机的好；但软件特技能同时完成特没有数字特技机的好；但软件特
6、技能同时完成特技、动画、字幕、配音工作，在技、动画、字幕、配音工作，在灵活性灵活性这一点上这一点上数字特技机没法与之相比。数字特技机没法与之相比。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵3、二维数字特技与三维数字特技的区别、二维数字特技与三维数字特技的区别v数字特技可分为二维数字特技和三维数字特技。数字特技可分为二维数字特技和三维数字特技。二维数字特技所实现的图像变化和运动仅在二维数字特技所实现的图像变化和运动仅在XY平平面上完成，在反映图像深度的面上完成，在反映图像深度的Z轴轴上并无透视效上并无透视效果发生；果发生；v 三维数字特技实际上是具有一定立体视觉感的特三维数字特技实际上是具有一定立体视觉
7、感的特技，尽管电视图像本身是平面的，但在进行三维技，尽管电视图像本身是平面的，但在进行三维特技变换时，会使变换的图像在屏幕上产生远近特技变换时，会使变换的图像在屏幕上产生远近变化的透视感觉。变化的透视感觉。v因此，图像旋转时在因此，图像旋转时在Z轴上有无透视效果发生，轴上有无透视效果发生，是判别二维数字特技和三维数字特技的一个主要是判别二维数字特技和三维数字特技的一个主要标志。标志。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（二）数字特技的基本组成（二）数字特技的基本组成电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v解码器和解码器和A/D转换器的作用是将转换器的作用是将PAL制彩色全电制彩色全电视信号经模拟机解
8、码器得到视信号经模拟机解码器得到Y、R-Y、B-Y分量信分量信号，然后分别进行号，然后分别进行A/D变换，将模拟信号转换为变换，将模拟信号转换为数字信号。数字信号。v帧存储器的作用是存储数字视频信号。帧存储器的作用是存储数字视频信号。vD/A转换器和编码器的作用是将数字信号转换出转换器和编码器的作用是将数字信号转换出模拟信号，然后由编码器将模拟信号，然后由编码器将Y、R-Y、B-Y三个分三个分量再组合成全电视信号。量再组合成全电视信号。v存储器控制图像参数的存储，改变图像参数写入存储器控制图像参数的存储，改变图像参数写入或改变从存储器中读出的地址。或改变从存储器中读出的地址。电视中心技术电视中
9、心技术周周 灵灵v帧存储器的结构是将数字画面存储器看作是由许多帧存储器的结构是将数字画面存储器看作是由许多小存储单元规律排列组成，每个小存储单元表示一小存储单元规律排列组成，每个小存储单元表示一个像素存储器。每个水平行代表电视的一行，垂直个像素存储器。每个水平行代表电视的一行，垂直矩阵代表电视的一场或一帧的全部像素。矩阵代表电视的一场或一帧的全部像素。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵二、图像变换原理二、图像变换原理v数字特技中的图像变换主要是通过变更数字视频数字特技中的图像变换主要是通过变更数字视频信号的数据流以及改变写入存储器的样值地址或信号的数据流以及改变写入存储器的样值地址或改变存储器
10、中读出样值的地址来实现的。改变存储器中读出样值的地址来实现的。v变更数字视频信号的数据流变更数字视频信号的数据流可以产生油画效果、可以产生油画效果、版画效果、负像效果等，版画效果、负像效果等，改变地址改变地址可以完成图像可以完成图像的放大、缩小、移位以及各种二维、三维特技变的放大、缩小、移位以及各种二维、三维特技变换等，而实现这一切的关键在于对存储器进行控换等，而实现这一切的关键在于对存储器进行控制管理。为此，需要首先了解数字视频信号在存制管理。为此，需要首先了解数字视频信号在存储器中的结构，然后再讨论各种数字特技的图像储器中的结构，然后再讨论各种数字特技的图像变换原理。变换原理。电视中心技术
11、电视中心技术周周 灵灵v通常，把电视画面的位置定义在一个坐标内，如通常，把电视画面的位置定义在一个坐标内，如图所示。电视屏幕的左上角为坐标的原点，水平图所示。电视屏幕的左上角为坐标的原点，水平坐标沿画面的宽度方向，垂直坐标沿画面的高度坐标沿画面的宽度方向，垂直坐标沿画面的高度方向。方向。v在数字特技中，各种图像处理是一场一场进行的，在数字特技中，各种图像处理是一场一场进行的，所以在这里所以在这里一幅图像也就是一场图像一幅图像也就是一场图像。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v在进行数字特技变换时，通常将未变换的图像称在进行数字特技变换时，通常将未变换的图像称为为源图像（源图像（Source P
12、icture）；）；v存放的地址称为存放的地址称为源地址（源地址（Source Address）；）；v变换后的图像称为变换后的图像称为靶图像（靶图像（Target Picture）；）；v变换后的地址称为变换后的地址称为靶地址（靶地址（Target Address）。）。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（一）二维特技变换原理（一）二维特技变换原理1、二维特技基本变换原理、二维特技基本变换原理v把电视画面的位置定义在一个坐标内，这里我们把电视画面的位置定义在一个坐标内，这里我们把这个坐标叫做把这个坐标叫做数字电视坐标数字电视坐标。在数字电视坐标。在数字电视坐标下，设输入图像任一点的坐标值为（
13、下，设输入图像任一点的坐标值为（H，V），该），该点在输出图像中的位置坐标值为（点在输出图像中的位置坐标值为（X，Y）。二维）。二维图像变换时，输入、输出坐标满足下列数学关系：图像变换时，输入、输出坐标满足下列数学关系：v其中，其中，SH、SV分别为水平方向和垂直方向的分别为水平方向和垂直方向的尺尺寸变换系数寸变换系数；K1、K2为为交错运算系数交错运算系数；X0、Y0分别为水平方向和垂直方向的分别为水平方向和垂直方向的位移量位移量（输入图像（输入图像的坐标原点在输出图像中的坐标值）。的坐标原点在输出图像中的坐标值）。(6-1)(6-2)电视中心技术电视中心技术周周 灵灵(1)当当K1=K2=
14、0时，时，v这时，水平和垂直两个方向没有交错的运算关系，这时，水平和垂直两个方向没有交错的运算关系，输入图像在水平和垂直方向各自独立地乘以系数，输入图像在水平和垂直方向各自独立地乘以系数，并分别加上位移量，因此输出图像的视觉效果就并分别加上位移量，因此输出图像的视觉效果就是宽度和高度改变以及在屏幕上的位置移动。是宽度和高度改变以及在屏幕上的位置移动。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v当当|SH|1、|SV|1、|SV|1时，图像在水平、垂直时，图像在水平、垂直方向上均扩大；方向上均扩大；v当当SH 0时，得到左右颠倒的图像效果；时，得到左右颠倒的图像效果；v当当SV 0时，得到上下颠倒的图像
15、效果；时，得到上下颠倒的图像效果；v当当SH=SV=1，X0=Y0=0时，图像没有进时，图像没有进行任何变换。行任何变换。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵(2)当当K1、K2不全为零时不全为零时（a）K1=0，K20，则式（，则式（6-1）和（）和（6-2）变为：）变为：v这时这时Y坐标添加了一个与坐标添加了一个与X成正比的增量，使输入成正比的增量，使输入的矩形图像变换为的矩形图像变换为V轴与轴与Y轴平行而轴平行而H轴与轴与X轴倾轴倾斜的平行四边形，图像如图斜的平行四边形，图像如图6-33（a）所示。）所示。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（b）K1 0，
16、K2=0，则式（，则式（6-1）和（）和（6-2）变为：）变为：v 与第一种情况相比，只是输出的平行四边形倾与第一种情况相比，只是输出的平行四边形倾斜方向发生了变化，图像见图斜方向发生了变化，图像见图6-33（b）。）。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（c）K10，K20，则输出的是随意的四边形，则输出的是随意的四边形，v见图见图6-33（c）。）。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v如果如果K1和和K2之间确定了某种关系，就可使之间确定了某种关系，就可使输出图像在仍保持原图像的情况下，围绕输出图像在仍保持原图像的情况下，围绕垂直于图像平面的垂直于图像平面的
17、Z轴旋转一个角度，如图轴旋转一个角度，如图6-34所示，这种关系可以推定为所示，这种关系可以推定为电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵2、二维特技变换实现原理、二维特技变换实现原理v二维特技变换的具体实现方法就是根据上二维特技变换的具体实现方法就是根据上面的数学表达式对读、写地址进行变换。面的数学表达式对读、写地址进行变换。而且，通过对上面放大、缩小、旋转和位而且，通过对上面放大、缩小、旋转和位移这些的基本变换进行组合或适当的修改，移这些的基本变换进行组合或适当的修改，还可以得到花样百变的二维特技效果。还可以得到花样百变的二维特技效果。电视中心技术电视中心技术周
18、周 灵灵（1）压缩和放大）压缩和放大v类似于摄象机使用变焦镜头的特技效果，图象可类似于摄象机使用变焦镜头的特技效果，图象可以在原有尺寸基础上连续和放大。除了按比例缩以在原有尺寸基础上连续和放大。除了按比例缩放以外，还能单独在行、场方向进行缩放，使图放以外，还能单独在行、场方向进行缩放，使图象看上好象是被压扁或拉长了。这类特技称为图象看上好象是被压扁或拉长了。这类特技称为图象尺寸控制特技。象尺寸控制特技。v 电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v图象压缩的原理很简单，就是采用采样点图象压缩的原理很简单，就是采用采样点抽删抽删的的方法。例如要进行方法。例如要进行1/4画面压缩，就在写入帧存储画面压缩
19、，就在写入帧存储之前，把行方向和场方向的采样点是均匀的删去之前，把行方向和场方向的采样点是均匀的删去一半。一半。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵 如果图像放大，则存在数据不足的问题，这时可如果图像放大，则存在数据不足的问题，这时可以用相邻的采样点进行合成，这个过程称为以用相邻的采样点进行合成，这个过程称为内插内插。连续压缩或放大连续压缩或放大v根据图像压缩原理，使图像每场一次地连续缩小，根据图像压缩原理，使图像每场一次地连续缩小，就可在屏幕上得到从整幅图像连续不断地缩小为就可在屏幕上得到从整幅图像连续不断地缩小为一点的连续缩小效果。同样可得到连续放大的效一点的连续缩小效果。同样可得到连续放大
20、的效果。果。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（2）移位及移进移出）移位及移进移出v移位及移进移出特技又可称为滑动特技。为了实移位及移进移出特技又可称为滑动特技。为了实现这种特技，图像必须逐位偏移显示。这可以用现这种特技，图像必须逐位偏移显示。这可以用改变从存储器读取数字地址改变从存储器读取数字地址的方法来实现。实现的方法来实现。实现沿水平方向滑动的效果，可给写（或读）水平地沿水平方向滑动的效果，可给写（或读）水平地址发生器上加上某个起始地址址发生器上加上某个起始地址AH，就使图像移位，就使图像移位到与到与AH成比例的位置。若使成比例的位置。若使AH每场一次有规律地每场一次有规律地变化，就会得
21、到图像水平滑动的效果变化，就会得到图像水平滑动的效果(比如每场增比如每场增加一个地址，会得到图像向右移的效果加一个地址，会得到图像向右移的效果)。同理，。同理，若给写（或读）垂直地址发生器也加上某个起始若给写（或读）垂直地址发生器也加上某个起始地址地址AV，并按规律变化，便可得到图像在垂直方，并按规律变化，便可得到图像在垂直方向移位或移上移下的效果。向移位或移上移下的效果。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v可将整个画面移进或移出屏幕，前一幅图象移去后显可将整个画面移进或移出屏幕，前一幅图象移去后显现出后一幅图象以实现画面过渡。这和划像特技不同，现出后一幅图象以实现画面过渡。这和划像特技不同，
22、划像移动的是两幅画面的分界线，并未整幅画面的移划像移动的是两幅画面的分界线，并未整幅画面的移动。而在数字特技系统中，通过改变写地址发生器的动。而在数字特技系统中，通过改变写地址发生器的起始地址，就可以将原画移动到所需要的位置上。起始地址，就可以将原画移动到所需要的位置上。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（3）倾斜和旋转效果）倾斜和旋转效果v前面讲了实现倾斜和旋转效果的数学表达式。具前面讲了实现倾斜和旋转效果的数学表达式。具体实现时，给每体实现时，给每行行地址加上一个不同的偏置值就地址加上一个不同的偏置值就可以得到一个可以得到一个水平倾斜效果水平倾斜效果，给每，给每场场地址加上一地址加上一个不
23、同偏置值就得到个不同偏置值就得到垂直倾斜效果垂直倾斜效果。如图所示。如图所示。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（4）冻结效果）冻结效果v输入图象在屏幕上显现为静止画面，称为冻结效输入图象在屏幕上显现为静止画面，称为冻结效果。在图象写入存储器之后，果。在图象写入存储器之后，使写入过程暂停，使写入过程暂停，并反复读取存储器最后存储的两场数据并反复读取存储器最后存储的两场数据，就可得，就可得到静止的画面。到静止的画面。（5）翻转效果）翻转效果v将一幅图像完整地写入存储器，然后使读出地址将一幅图像完整地写入存储器，然后使读出地址发生器由正常计数改为逆计数，即发生器由
24、正常计数改为逆计数，即反序地读出反序地读出，就得到图像翻转的效果。若水平地址反序读出，就得到图像翻转的效果。若水平地址反序读出，就得到水平翻转的效果；垂直地址反序读出，就就得到水平翻转的效果；垂直地址反序读出，就使图像上下翻转。使图像上下翻转。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（6）裂缝效果）裂缝效果v 裂缝效果是指把原输入图像分裂为若干块。裂缝效果是指把原输入图像分裂为若干块。实实现方法是将一幅图像完整地写入存储器，读出时，现方法是将一幅图像完整地写入存储器，读出时，在某一选定时刻上使读出地址叠加上一个常数在某一选定时刻上使读出地址叠加上一个常数（相当于（相当于地址跳跃地址跳跃），再读出，就
25、得到裂缝效果。），再读出，就得到裂缝效果。若在读出水平地址某个值起加上一个常数，就得若在读出水平地址某个值起加上一个常数，就得到水平裂缝，在读出垂直地址某个值起加上一个到水平裂缝，在读出垂直地址某个值起加上一个常数，就得到垂直裂缝，若使该常数每场不断增常数，就得到垂直裂缝，若使该常数每场不断增大，裂缝将随之增宽，如图所示。大，裂缝将随之增宽，如图所示。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（7）多幅活动图像效果）多幅活动图像效果v 这是指输入是满幅图像，经过变换后，在这是指输入是满幅图像，经过变换后，在屏幕上显示同一内容的多幅活动图像。实屏幕上显示同一内容的多幅活
26、动图像。实现方法是正常写入满幅图像，读出时先将现方法是正常写入满幅图像，读出时先将图像压缩到图像压缩到1/m倍，再按压缩系数倍，再按压缩系数m在一场在一场时间内时间内m次移位读出，便可得到显示次移位读出，便可得到显示m幅内幅内容相同的活动图像。容相同的活动图像。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（8）镜像效果）镜像效果 将原输入图象一正一反的同时显现在屏幕上。将将原输入图象一正一反的同时显现在屏幕上。将输入图象未经压缩地写入帧存储器，在读出时改变输入图象未经压缩地写入帧存储器，在读出时改变帧存储器的读出地址即可达到这种效果。帧存储器的读出地址即可达到这种效果。即一场分两次读出，即一场分两次读出
27、，在第二次读出时使在第二次读出时使 水平地址反序读出，水平地址反序读出，就可以在屏幕上得到就可以在屏幕上得到 两幅互为镜像的图象。两幅互为镜像的图象。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（9）动画效果）动画效果v使禁止写入（或读出）脉冲每隔数场后出现使禁止写入（或读出）脉冲每隔数场后出现100ms左右，屏幕上就能呈现出有节奏地间歇动左右，屏幕上就能呈现出有节奏地间歇动作的动画式效果。作的动画式效果。（10）多重冻结效果）多重冻结效果v先按照一定的压缩比先按照一定的压缩比，和位移量写入一幅图像，和位移量写入一幅图像，然后再按照第二组压缩比和位移量写入另一镜头然后再按照第二组压缩比和位移量写入另一镜
28、头图像，再按照第三组压缩比和位移量写入第三个图像，再按照第三组压缩比和位移量写入第三个镜头图像，最后禁止写入，重复读出，就得到三镜头图像，最后禁止写入，重复读出，就得到三幅冻结的图像。幅冻结的图像。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（二）三维特技变换原理（二）三维特技变换原理 在三维特技中，从画面在三维特技中，从画面上看到的具有三维空间运动上看到的具有三维空间运动感觉的图像，实际上是制作感觉的图像，实际上是制作的三维空间运动图像在荧光的三维空间运动图像在荧光屏上的投影，即它屏上的投影，即它仍是平面仍是平面图像图像。在三维图像变换中，输入、在三维图像变换中，输入
29、、输出图像都是平面图像，三输出图像都是平面图像，三维运动效果是通过图像平面维运动效果是通过图像平面坐标和投影平面坐标间的变坐标和投影平面坐标间的变换来实现的。因此，它变换换来实现的。因此，它变换的基础是映射变换学。的基础是映射变换学。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v如上图所示，当观察点如上图所示，当观察点P、投影平面（、投影平面（X，Y）和图像平面（）和图像平面（H，V）在空间上的相互）在空间上的相互位置固定后，这两个平面就确定了一种以位置固定后，这两个平面就确定了一种以几何光学为基础的映射关系。三维数字特几何光学为基础的映射关系。三维数字特技的任务实际上就是用数字形式把输入图技的任务实际
30、上就是用数字形式把输入图像像(H，V)变换成在变换成在(X，Y)平面上的投影，平面上的投影，使观察者看到的就像真的光学投影所造成使观察者看到的就像真的光学投影所造成的图像一样，具有透视感，所以又称其为的图像一样，具有透视感，所以又称其为数字光学效果。数字光学效果。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v由于三维特技的这种特点，可以把三维变由于三维特技的这种特点，可以把三维变换的过程分为两步：坐标变换和投影变换。换的过程分为两步：坐标变换和投影变换。v上图中的上图中的(X，Y)平面可以看成由平面可以看成由(H，V)平平面经空间旋转和位移再投影得到的。即先面经空间旋转和位移再投影得到的。即先把把(H，
31、V)平面想象到三维直角坐标平面想象到三维直角坐标(H，V，W)中去，然后将它绕中去，然后将它绕H轴旋转轴旋转a角，接着再角，接着再绕绕V轴旋转轴旋转b角，再绕角，再绕W轴旋转轴旋转q角，又将得角，又将得到的空间坐标（到的空间坐标（H，V，W）平移）平移X0、Y0、Z0，再投影到，再投影到(X，Y)平面上。平面上。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（三）数据控制特技（三）数据控制特技v用某种方法直接变更输入的视频数据流来实现的用某种方法直接变更输入的视频数据流来实现的特技，例如油画效果、负像效果、马赛克效果等。特技，例如油画效果、负像效果、马赛克效果等。下面就来介绍实现这些效果的基本原理。下面就
32、来介绍实现这些效果的基本原理。（1）油画效果）油画效果v油画效果是人为油画效果是人为降低降低数字信号的数字信号的比特数比特数，强令几，强令几个低比特位为零，减少样值的量化等级，使图像个低比特位为零，减少样值的量化等级，使图像变得粗糙，颜色成为大面积涂色，类似油画效果。变得粗糙，颜色成为大面积涂色，类似油画效果。v如果衰减色度信号，并使亮度信号显现大面积的如果衰减色度信号，并使亮度信号显现大面积的反差层次，则类似于版画效果。图像的粗糙程度反差层次，则类似于版画效果。图像的粗糙程度由低比特位为零的位数决定。由低比特位为零的位数决定。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（2）负像效果）负像效果v负像效
33、果是对输入的视频数据进行负像效果是对输入的视频数据进行反码变反码变换换，相当于模拟信号通过一个倒相器。此，相当于模拟信号通过一个倒相器。此倒相处理可有选择地应用于亮度或色度数倒相处理可有选择地应用于亮度或色度数据通路，或是上述两路都选。据通路，或是上述两路都选。v仅亮度数据倒相，其结果是图像的黑白颠仅亮度数据倒相，其结果是图像的黑白颠倒，而且也可能影响图像的彩色变化。亮倒，而且也可能影响图像的彩色变化。亮度和色度信号两者均倒相将形成真实的补度和色度信号两者均倒相将形成真实的补色。例如，输入一个彩条信号，在水平方色。例如，输入一个彩条信号，在水平方向上将显示出顺序颠倒的图像。向上将显示出顺序颠倒
34、的图像。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（3）马赛克效果）马赛克效果v马赛克效果又称为瓷砖效果，表现为画面上的图像马赛克效果又称为瓷砖效果，表现为画面上的图像变成了一块一块的小方块。它是将画面沿水平和垂变成了一块一块的小方块。它是将画面沿水平和垂直方向分割成为许多小区，直方向分割成为许多小区，每一小区的所有样值都每一小区的所有样值都用小区内某一点的亮度和色度样值来代替用小区内某一点的亮度和色度样值来代替，使整幅，使整幅图像由许多块亮度和色度均一的小像块组成。图像由许多块亮度和色度均一的小像块组成。扩扩大小区的大小可得到更大的马赛克效果。大小区的大小可得到更大的马赛克效果。电视中心技术电视中心
35、技术周周 灵灵（4）散焦效果（）散焦效果（strobe)v散焦效果就是我们经常在照片上看到的模糊效果。散焦效果就是我们经常在照片上看到的模糊效果。将输入的视频信号通过一个将输入的视频信号通过一个低通滤波器低通滤波器，可以容，可以容易地得到水平模糊现象。而垂直散焦则需要一个易地得到水平模糊现象。而垂直散焦则需要一个垂直空间滤波器，并且只能通过对垂直的相邻像垂直空间滤波器，并且只能通过对垂直的相邻像素的处理才能得到。素的处理才能得到。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（四）其他特技效果（四）其他特技效果v数字特技还有一些效果是通过几种效果的组合或数字特技还有一些效果是通过几种效果的组合或与视频切换
36、台连接完成的。与视频切换台连接完成的。（1）连续翻转效果）连续翻转效果v图像连续水平翻转效果是这样实现的：首先以中图像连续水平翻转效果是这样实现的：首先以中轴线为基准使满幅图像连续地水平压缩为一条竖轴线为基准使满幅图像连续地水平压缩为一条竖线，然后仍以中轴线为基准，连续扩大，但反序线，然后仍以中轴线为基准，连续扩大，但反序读出，直至图像扩大到满幅；再把上述过程重复读出，直至图像扩大到满幅；再把上述过程重复一次，就回到翻转图像的正常像。如果进行几次一次，就回到翻转图像的正常像。如果进行几次重复就得到几次连续水平翻转的效果，在翻转过重复就得到几次连续水平翻转的效果，在翻转过程中再加上纵深方向的压缩
37、变换，就得到三维数程中再加上纵深方向的压缩变换，就得到三维数字特技的连续翻转效果。字特技的连续翻转效果。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（2）曲线移动效果）曲线移动效果v这种效果是使一幅图像以某条这种效果是使一幅图像以某条曲线为轨迹从大到小（或从小曲线为轨迹从大到小（或从小到大）地移动。这是连续移位到大）地移动。这是连续移位和连续压缩的组合特技。和连续压缩的组合特技。v它是通过先确定运动轨迹的若它是通过先确定运动轨迹的若干个坐标点，并内插出一条曲干个坐标点，并内插出一条曲线，然后由微处理器每场产生线，然后由微处理器每场产生位置位置X0、Y0，就能使图像沿着，就能使图像沿着预定的轨迹按规定的速
38、率自动预定的轨迹按规定的速率自动进行连续移位、连续缩小（或进行连续移位、连续缩小（或扩大），如图所示。扩大），如图所示。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（3）拖尾效果）拖尾效果v它是将输出图像反馈到存储器的输入端，经延迟并衰它是将输出图像反馈到存储器的输入端，经延迟并衰减后叠加到原输入图像中而形成的，如图所示。图中，减后叠加到原输入图像中而形成的，如图所示。图中，衰减系数衰减系数K小于小于1。设第。设第n场的输出图像以场的输出图像以no表示，它表示，它等于第等于第n场输入图像场输入图像ni与前几场的衰减图像之和，用与前几场的衰减图像之和，用公式表示为：公式表示为：电视中心技术电视中心技术周周
39、 灵灵（4）色键跟踪效果）色键跟踪效果v色键跟踪效果是指应用色键技术时，前景画面由色键跟踪效果是指应用色键技术时，前景画面由于摄像机拍摄参数（推、拉、摇、移）的改变，于摄像机拍摄参数（推、拉、摇、移）的改变，背景画面也同时变化。见下图。背景画面也同时变化。见下图。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（5）反射效果）反射效果v这是将数字特技的输出，经这是将数字特技的输出，经M/E混合放大器后再混合放大器后再返送到返送到DVE输入端而形成的，如图所示。输入端而形成的，如图所示。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵三、数字特技机的工作原理三、数字特技机的工作原理v数字特
40、技系统可分为输入输出处理、数字处理和数字特技系统可分为输入输出处理、数字处理和特技控制三部分。特技控制三部分。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v输入输出处理部分输入输出处理部分是将输入的模拟视频信号转换是将输入的模拟视频信号转换成数字信号，或是将输入的数字信号进行一些必成数字信号，或是将输入的数字信号进行一些必要的处理，以便能进行后面的数字特技变换。在要的处理，以便能进行后面的数字特技变换。在设备的输出端，又将经处理后的信号重新转换成设备的输出端，又将经处理后的信号重新转换成模拟视频信号或所需要的数字信号输出。模拟视频信号或所需要的数字信号输出。v数字处理系统数字处理系统包括帧存储器、数字内
41、插处理器、包括帧存储器、数字内插处理器、地址发生器等，它的工作任务是根据数字特技控地址发生器等，它的工作任务是根据数字特技控制系统提供的数据，完成视频图像的连续处理，制系统提供的数据，完成视频图像的连续处理，即是依照操作人员的指令，通过即是依照操作人员的指令，通过变换存储器地址变换存储器地址的读写顺序的读写顺序，改变样值在图像上的位置，从而得，改变样值在图像上的位置，从而得到各种特技效果。到各种特技效果。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵v控制系统控制系统包括键盘单元、微机控制电路和各种接包括键盘单元、微机控制电路和各种接口器件，主要是将键盘各按键的功能指令及由操口器件，主要是将键盘各按键的功
42、能指令及由操纵杆或数码盘提供的数据参数变换成数字视频处纵杆或数码盘提供的数据参数变换成数字视频处理系统能够接受的控制数据，实现对画面的特技理系统能够接受的控制数据，实现对画面的特技控制。控制。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（一）输入、输出处理系统（一）输入、输出处理系统v目前电视节目的制作系统还处在模拟复合、模拟目前电视节目的制作系统还处在模拟复合、模拟分量和数字分量各种系统混杂并存的阶段，为了分量和数字分量各种系统混杂并存的阶段，为了与原有的电视设备混合使用，数字特技的产品在与原有的电视设备混合使用，数字特技的产品在其输入、输出端设置有以下的输入、输出接口：其输入、输出端设置有以下的输入
43、、输出接口：模拟复合视频，模拟分量视频，模拟复合视频，模拟分量视频，ITU-R BT.601数数字视频。字视频。1、输入处理、输入处理（1）前）前/背面切换器背面切换器v前前/背面切换器是为背面切换器是为A/B画面的切换而设计的，它画面的切换而设计的，它根据计算机控制系统送来的数据，在画面旋转的根据计算机控制系统送来的数据，在画面旋转的关键位置执行对关键位置执行对A、B输入源的准确切换。输入源的准确切换。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（2）钳位放大器）钳位放大器v钳位电路用来恢复丢失的直流成分。钳位电路用来恢复丢失的直流成分。v在钳位放大器中，通过控制面盘还可以对信号幅在钳位放大器中，通过
44、控制面盘还可以对信号幅度进行增益控制，这样做的目的，一方面是使信度进行增益控制，这样做的目的，一方面是使信号幅度尽量覆盖号幅度尽量覆盖A/D转换器的整个编码范围，提转换器的整个编码范围，提高量化信噪比，另一方面要使信号不超过高量化信噪比，另一方面要使信号不超过A/D转转换器的工作范围，避免过载噪声的产生。换器的工作范围，避免过载噪声的产生。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（3）亮色分离器）亮色分离器v亮色分离器的工作就是将输入的复合视频信号进亮色分离器的工作就是将输入的复合视频信号进行亮、色分离，消除副载波对数字通道的影响，行亮、色分离，消除副载波对数字通道的影响，使图像没有亮色串扰，提高图
45、像质量。使图像没有亮色串扰，提高图像质量。（4）低通滤波器）低通滤波器v经过解调或直接从外面输入的经过解调或直接从外面输入的Y、B-Y、R-Y信号信号再送入低通滤波器中，以彻底滤掉不需要的高频再送入低通滤波器中，以彻底滤掉不需要的高频杂波，目前亮度信号的滤波器带宽一般设计为杂波，目前亮度信号的滤波器带宽一般设计为5.5MHz，色度信号的带宽是它的一半，为，色度信号的带宽是它的一半，为2.75MHz。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（5）A/D转换器转换器vA/D转换器通过对模拟信号的取样（时间离散转换器通过对模拟信号的取样（时间离散化）、量化（幅度离散化）、编码（量化的幅值化）、量化（幅度离
46、散化）、编码（量化的幅值用二进制码表示）来实现模数转换作用。用二进制码表示）来实现模数转换作用。v对于广播级的图像质量要求，电视信号的数字化对于广播级的图像质量要求，电视信号的数字化需要高的取样频率和至少需要高的取样频率和至少8比特的量化，这就要比特的量化，这就要求完成求完成A/D转换的器件具有高转换速率和高精度转换的器件具有高转换速率和高精度的特性。的特性。v对于模拟分量视频信号，对于模拟分量视频信号，A/D转换器按照转换器按照ITU-R BT.601标准对信号进行数字化，亮度、色度信号标准对信号进行数字化，亮度、色度信号取样频率分别为取样频率分别为13.5MHz和和6.75MHz，量化比特
47、，量化比特数为数为8bit。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵2、输出处理、输出处理v输出处理电路的作用是获得模拟复合、模拟分量输出处理电路的作用是获得模拟复合、模拟分量的视频输出信号、数字串行分量信号及模拟键信的视频输出信号、数字串行分量信号及模拟键信号等。号等。v输出处理电路对来自数字处理系统的亮度视频数输出处理电路对来自数字处理系统的亮度视频数据直接进行据直接进行D/A转换，经转换，经5.5MHZ低通滤波得到低通滤波得到模模拟亮度信号拟亮度信号Y。v数字处理后的色度信号先送到数字处理后的色度信号先送到B-Y、R-Y信号分离信号分离电路，取出交替的电路，取出交替的B-Y、R-Y数据信号再送
48、到各自数据信号再送到各自的的D/A转换器和转换器和2.75MHz低通滤波器，最后得到低通滤波器，最后得到B-Y及及R-Y模拟视频色度信号模拟视频色度信号。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵 Y、B-Y、R-Y信号各分三路输出，一路直接与设信号各分三路输出，一路直接与设备的模拟分量输出接口连接，一路送到备的模拟分量输出接口连接，一路送到RGB矩阵矩阵电路，得到电路，得到RGB输出信号，还有一路送到编码器，输出信号，还有一路送到编码器，得到得到模拟复合视频信号模拟复合视频信号。v键信号处理电路与亮度信号处理电路相似，键信键信号处理电路与亮度信号处理电路相似，键信号的数据信息通过号的数据信息通过D/
49、A转换器变为模拟信号，经转换器变为模拟信号，经5.5MHz滤波器后送到键信号输出端。滤波器后送到键信号输出端。v数字特技设备中亮色信号是分别单独进行处理的，数字特技设备中亮色信号是分别单独进行处理的，对于有串行数字输出接口的设备，在机器内部要对于有串行数字输出接口的设备，在机器内部要进行进行时分复用时分复用处理，使处理，使Y、U、V信号通过一根电信号通过一根电缆传输缆传输。电视中心技术电视中心技术周周 灵灵（二）特技变换的数字处理系统（二）特技变换的数字处理系统电视中心技术电视中心技术周周 灵灵1、图像处理器、图像处理器v图像处理器就是用来实现前面所述的变更输入视图像处理器就是用来实现前面所述
50、的变更输入视频数据流，使其在屏幕上出现类似马赛克、油画、频数据流，使其在屏幕上出现类似马赛克、油画、负像、散焦等特技效果。负像、散焦等特技效果。2、压缩滤波器（可变带宽滤波器）、压缩滤波器（可变带宽滤波器）v图中的压缩带宽滤波器包括水平滤波和垂直滤波，图中的压缩带宽滤波器包括水平滤波和垂直滤波，也称为空间滤波器，它在保证画面放大缩小特技也称为空间滤波器，它在保证画面放大缩小特技效果的图像质量上起重要作用。效果的图像质量上起重要作用。v压缩滤波器是一个带宽随画面缩小比例而变化的压缩滤波器是一个带宽随画面缩小比例而变化的数字滤波器，能将带外的信息滤除掉，以数字滤波器，能将带外的信息滤除掉，以避免图
