電子穩(wěn)像技術(shù)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇電子穩(wěn)像技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

【關(guān)鍵詞】電子穩(wěn)像技術(shù)；方法；評價(jià)

中圖分類號：F407.63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

穩(wěn)像技術(shù)的應(yīng)用主要用于軍事目的以及民用測繪儀器中。在航空攝影和地形測繪儀器中,為在儀器像平面上得到穩(wěn)定的測量基準(zhǔn)必須采用穩(wěn)像技術(shù),以便在儀器的測量面上提供一個(gè)相對穩(wěn)定的坐標(biāo)系,使測量結(jié)果準(zhǔn)確無誤。當(dāng)在飛機(jī)、車輛、艦船等運(yùn)動(dòng)載體上用望遠(yuǎn)鏡觀瞄目標(biāo)時(shí),由于機(jī)座的震動(dòng),像面上的圖像不穩(wěn)定,使觀察者易于疲勞,同時(shí)也降低了測瞄精度。近幾十年來,穩(wěn)像技術(shù)在武器系統(tǒng)上得到了普遍應(yīng)用,從大型的制導(dǎo)、火控系統(tǒng)到小型的自尋的導(dǎo)引頭,都廣泛采用了穩(wěn)像技術(shù)。穩(wěn)像技術(shù)的應(yīng)用,消除了運(yùn)動(dòng)載體對像面的影響,使這些武器系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)攻擊性能和其他作戰(zhàn)指標(biāo)得以顯著提高。

從最早的機(jī)械式穩(wěn)像、光學(xué)穩(wěn)像、機(jī)電穩(wěn)像到電子穩(wěn)像,穩(wěn)像技術(shù)的研究已開展了多年。穩(wěn)像技術(shù)向著更精確、更靈活、體積小以及價(jià)格低、能耗小、易于操作的方向發(fā)展。

1電子穩(wěn)像基本原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 基本原理

電子穩(wěn)像最基本的技術(shù)是像移補(bǔ)償技術(shù),其基本原理如下:如圖1所示,攝像機(jī)連續(xù)兩幀成像焦平面(第K和K+1幀),每一格代表一個(gè)像素。攝像機(jī)成像過程中,由于攝像機(jī)位置或參數(shù)發(fā)生變化,導(dǎo)致曝光時(shí)間內(nèi)相機(jī)與目標(biāo)存在相對運(yùn)動(dòng),目標(biāo)在焦平面上所成的像不是靜止的,而是運(yùn)動(dòng)變化的,此即像移。從監(jiān)視器上來看,像移使目標(biāo)成像相互混疊,導(dǎo)致監(jiān)視器圖像抖動(dòng)、模糊退化及分辨率下降,大大降低了視頻圖像質(zhì)量。

圖1攝像機(jī)成像焦平面

對于面陣攝像機(jī),它每一幀的圖像信息是按行輸出的,每行又是按照像元所排列的序號順序輸出的。因此,為了獲得平穩(wěn)、清晰的視頻圖像,首先檢測出參考幀圖像與當(dāng)前幀圖像之間的運(yùn)動(dòng)矢量,對運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行濾波、校正,轉(zhuǎn)換為監(jiān)視器圖像的運(yùn)動(dòng)矢量,然后通過對CCD圖像傳感器的行、列序號重組,沿運(yùn)動(dòng)矢量反方向補(bǔ)償?shù)贙+1幀圖像,使監(jiān)視器圖像與第K幀圖像近似相同或重合。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各模塊功能

電子穩(wěn)像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示,主要由三大模塊組成:運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)校正和圖像補(bǔ)償?shù)取?/p>

圖2電子穩(wěn)像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊

在視頻序列中,幀與幀之間總是存在差異,引起這種差異的原因很多。由攝像機(jī)位置或參數(shù)的變化引起的整個(gè)圖像的變化,即由攝像機(jī)引起的場景背景的視在運(yùn)動(dòng),稱之為全局運(yùn)動(dòng);由場景中物體運(yùn)動(dòng)引起的局部圖像變化,稱為局部運(yùn)動(dòng)。電子穩(wěn)像的運(yùn)動(dòng)估計(jì)是指全局運(yùn)動(dòng)的估計(jì)。

2.運(yùn)動(dòng)校正模塊

攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)可分解為兩部分:意向運(yùn)動(dòng)分量和隨機(jī)運(yùn)動(dòng)分量。運(yùn)動(dòng)校正模塊中,運(yùn)動(dòng)濾波的主要作用就是把估算出的全局運(yùn)動(dòng)中的意向運(yùn)動(dòng)分量和隨機(jī)抖動(dòng)分量區(qū)分開來,計(jì)算補(bǔ)償分量,并通過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,采用補(bǔ)償分量對各幀圖像進(jìn)行矯正變換(warping)。

3.圖像補(bǔ)償模塊

運(yùn)動(dòng)矯正階段對視頻各幀圖像進(jìn)行矯正變換后,視頻幀的某些區(qū)域?qū)⒆兂伞盁o定義”區(qū)域,從而造成視頻幀的視覺退化,我們稱“無定義”區(qū)域?yàn)檠a(bǔ)償區(qū)域。圖像補(bǔ)償階段就是要對補(bǔ)償區(qū)域進(jìn)行重構(gòu),再現(xiàn)全幀視覺效果。

2 電子穩(wěn)像的基本方法

電子穩(wěn)像前提條件是先獲得圖像的全局運(yùn)動(dòng)矢量，根據(jù)獲取圖像運(yùn)動(dòng)矢量方法的不同，電子穩(wěn)像的基本方法有兩種:

方法一，利用傳感器檢測攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)矢量V再轉(zhuǎn)化為圖像的運(yùn)動(dòng)量。即在攝像機(jī)上設(shè)置兩個(gè)角速率傳感器用以檢測上下、左右方向上的角速率，通過放大、濾波去除對圖像質(zhì)量影響不大的高頻成份，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換存人計(jì)算機(jī)中作為控制依據(jù)。然后采用像移補(bǔ)償技術(shù)補(bǔ)償圖像運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)圖像穩(wěn)定。此方法易于實(shí)現(xiàn)，但其檢測精度要依賴于具有高精度的速率陀螺來準(zhǔn)確地敏感攝像機(jī)的振動(dòng)。

方法二，利用穩(wěn)定算法實(shí)現(xiàn)電子穩(wěn)像。圖像拾取后，根據(jù)要求提取場或幀圖像，當(dāng)物體靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，幀處理優(yōu)于場處理，這是因?yàn)槠鎴龊团紙鲞\(yùn)動(dòng)相同，可以共用一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，幀處理時(shí)只需傳送一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，但當(dāng)物體是非勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，場處理則優(yōu)于幀處理。選取圖像后與參考圖像利用穩(wěn)像算法獲取圖像運(yùn)動(dòng)矢量，參考圖像可以是存儲器中的固定的圖像，也可能是圖像緩存中的相鄰幀圖像。此穩(wěn)像方法的關(guān)鍵是利用穩(wěn)像算法計(jì)算圖像運(yùn)動(dòng)量，此方法已用在加拿大DREV研制的監(jiān)視車10m桅桿上電視攝像系統(tǒng)中。此方法的優(yōu)點(diǎn)是:速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，精度高，而且是直接獲取監(jiān)視器上的圖像運(yùn)動(dòng)矢量，所以它實(shí)際能達(dá)到的絕對穩(wěn)定精度，長焦距攝像機(jī)要高于短焦距攝像機(jī)，因此在穩(wěn)像系統(tǒng)中較多地采用該方法獲取圖像運(yùn)動(dòng)矢量。

3 圖像穩(wěn)定的評價(jià)方法

為了進(jìn)一步發(fā)展穩(wěn)像技術(shù)，對電子穩(wěn)像的效果進(jìn)行客觀的評價(jià)是重要的。目前，通常利用電子穩(wěn)像算法的準(zhǔn)確度、算法的位移量變化范圍和穩(wěn)像系統(tǒng)的特性作為評價(jià)各種算法的性能指標(biāo)。

3.1 算法的準(zhǔn)確度

如果穩(wěn)定后的相鄰兩幀圖像間的相對運(yùn)動(dòng)全部補(bǔ)償了，那么這兩幀圖像上相對應(yīng)的每一個(gè)像素之間的差值應(yīng)為零。但是，存在偏差。偏差是由于噪聲、算法估計(jì)誤差以及評定時(shí)運(yùn)動(dòng)模式設(shè)置不精確等原因?qū)е碌摹榱烁鼫?zhǔn)確的穩(wěn)定圖像，提出用算法的準(zhǔn)確度來評價(jià)算法。

算法的準(zhǔn)確度是評價(jià)補(bǔ)償了攝像機(jī)的振動(dòng)量后獲得圖像的穩(wěn)定程度。PSNR是評價(jià)準(zhǔn)確度的品質(zhì)因子，定義如下:

其中MSE(均方差)是兩幀圖像間每個(gè)像素的偏差值。它反映了圖像序列變化的快慢和變化量的大小。PSNR作為評價(jià)穩(wěn)定算法準(zhǔn)確度的指標(biāo)，也可用來衡量兩幅圖像重合的情況，PSNR越高，圖像穩(wěn)定效果越好，當(dāng)兩幅圖像完全相同時(shí)PSNR最大。

3.2 確定算法的分辨率

針對不同的穩(wěn)像系統(tǒng)需要確定算法能夠識別的圖像運(yùn)動(dòng)變化量的最小值，即算法的分辨率。穩(wěn)像系統(tǒng)確定后，圖像的分辨率就確定下來。而不同的算法分辨率不同，有的分辨率是一個(gè)像素，有的是l/2個(gè)像素。那么當(dāng)相鄰兩幀圖像間的變化量很小時(shí)(不到一個(gè)像素)，連續(xù)兩幀圖像間的PSNR值原本很高，但是由于系統(tǒng)采用的穩(wěn)定算法的分辨率較低(大于一個(gè)像素)，則可能會出現(xiàn)采用此穩(wěn)定算法獲得的位移量估計(jì)誤差大于實(shí)際的位移變化量，那么補(bǔ)償后的圖像PSNR值反而下降，從而導(dǎo)致穩(wěn)像質(zhì)量下降。因此，要確定算法的分辨率。方法是:先求出兩幀圖像未進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)的PSNR值作為MB(最小邊界值)。這樣，當(dāng)運(yùn)動(dòng)變化量很小時(shí)(小于MB值)不需要補(bǔ)償圖像，隨著位移量的增加，穩(wěn)定后的圖像PSNR值逐漸增大，最終這個(gè)PSNR值要增大到與LBI值相交，這時(shí)相對應(yīng)的位移量是算法的分辨率。

3.3 系統(tǒng)特性

系統(tǒng)特性是幀處理率與每秒最大位移量的乘積值，其中幀處理率是電子穩(wěn)像系統(tǒng)的一個(gè)重要的特性，而它的實(shí)現(xiàn)要以犧牲系統(tǒng)部分穩(wěn)像精度和穩(wěn)定算法的性能為代價(jià)。因此，該項(xiàng)指標(biāo)是評價(jià)系統(tǒng)綜合特性的。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明決定圖像的穩(wěn)定程度的因素有:攝像系統(tǒng)的組成、穩(wěn)像算法的選取以及運(yùn)動(dòng)模型的準(zhǔn)確性等。評價(jià)算法時(shí)需要在同一條件下進(jìn)行，因?yàn)橥凰惴☉?yīng)用在不同的系統(tǒng)中精度不同，采用數(shù)學(xué)模型不同時(shí)精度也不同。所以美國Manyand大學(xué)研制了一套專門評價(jià)各算法的系統(tǒng):ARL(Army Research Laboratory) Tracking System，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及目標(biāo)等量都可以設(shè)定，這樣就保證了各種算法在相同條件下應(yīng)用，因此能夠統(tǒng)一地、準(zhǔn)確地評價(jià)各種算法。雖然系統(tǒng)的造價(jià)高，但仍是目前最佳的評價(jià)方法。

結(jié)束語

本文對電子穩(wěn)像的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了綜述,可以看出,電子穩(wěn)像技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場需求,而目前的解決方法尚不成熟,還存在很多值得深入細(xì)致研究的問題需要在今后的工作和學(xué)習(xí)中進(jìn)一步研究總結(jié)和研究。

參考文獻(xiàn)

[1]趙紅穎,金宏,熊經(jīng)武.電子穩(wěn)像技術(shù)概述[J]. 光學(xué)精密工程. 2001(04)

篇2

關(guān)鍵詞：彩色線陣CCD； 三色錯(cuò)位； 特征點(diǎn)提取； 特征點(diǎn)匹配； 參數(shù)估計(jì)

中圖分類號：TN91934; TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004373X(2012)06012704

CCD imaging space correction based on electronic image stabilization technology

MA Xinru, ZOU Lixin, TANG Rongsheng, GU Jihua, XU Tingting, YIN Nan

(School of Physics Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China)

Abstract： On the basis of the research on the phenomenon of image′s threecolor dislocation appeared in the application of the color linear arrary CCD, a CCD imaging space correction method based on the technology of electronic image stabilization is proposed. This method contains several key steps including the separation of colour images, the extraction of feature points, the matching of feature points, the estimation of location parameters and the compensation of images. The experimental results show that this method can solve CCD colour disorder and improve the image quality.

Keywords： colour linear array CCD; threecolour disorder; feature point extraction; feature point matching; parameter estimation

收稿日期：20110917近年來，CCD器件及其應(yīng)用技術(shù)的研究取得了驚人的進(jìn)展，特別是在圖像傳感和非接觸測量領(lǐng)域的發(fā)展更為迅速。面陣CCD廣泛用于各種攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域。線陣CCD主要用于產(chǎn)品尺寸的高速非接觸檢測，在線分級與加工，表面質(zhì)量評定，機(jī)器視覺中的精確定位等。結(jié)合課題“運(yùn)動(dòng)員跑步計(jì)時(shí)器項(xiàng)目”，對彩色線陣CCD應(yīng)用時(shí)，出現(xiàn)的成像三色錯(cuò)位的問題進(jìn)行了研究。分析了問題產(chǎn)生的原因，介紹了目前常規(guī)的校正方法，提出了基于電子穩(wěn)像技術(shù)的CCD成像空間校正方法。該方法引入電子穩(wěn)像技術(shù)，有效地解決了CCD成像的三色錯(cuò)位問題，經(jīng)Matlab仿真實(shí)驗(yàn)后，獲得了理想的校正結(jié)果。而且該方法不僅在物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有效，在物體非勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)同樣有效。線陣CCD成像技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員跑步的示意如圖1所示。

1CCD成像介紹

多年前科研人員就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了CCD彩色成像，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)目前一般采用如下2種方法。第1種是彩色三CCD，即采用分光棱鏡和3個(gè)CCD組合。棱鏡將光線中的紅、綠、藍(lán)三個(gè)基色分開，使其分別投射在一個(gè)塊CCD 上，這樣，每塊 CCD 就只對1種基色分量感光。第2種是彩色單CCD。最常用的做法就是在CCD表面覆蓋RGB三色濾光片，以1∶2∶1的比例構(gòu)成。由于彩色單CCD價(jià)格明顯便宜，所以占據(jù)主流市場，本研究就是針對線陣彩色單CCD進(jìn)行的。

圖1線陣CCD成像技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員跑步的示意圖線陣彩色單CCD有3列間隔的光敏元件，分別用于感光置于同一位置P的紅、綠、藍(lán)顏色分量，通過A/D轉(zhuǎn)換后,再將3列CCD感光的圖像數(shù)據(jù)合成復(fù)原為位置P物體的數(shù)字圖像。然而由于這3列CCD是在同一觸發(fā)脈沖下工作的，這3列CCD并不是對同一位置進(jìn)行感光,而是對前后有一定間隔的3個(gè)位置分別進(jìn)行感光，如圖2所示。由于這種相機(jī)本身存在不可避免的系統(tǒng)問題，成像3色出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，從而影響圖像的成像質(zhì)量，如圖3所示。

圖2成像三色錯(cuò)位的原理圖3成像三色錯(cuò)位現(xiàn)象

課題“運(yùn)動(dòng)員跑步計(jì)時(shí)器項(xiàng)目”，需在跑道的終點(diǎn)線附近采用高速線陣彩色單CCD拍攝運(yùn)動(dòng)員沖刺時(shí)的畫面。設(shè)定采集速率為1 000 f/s，得到的圖像如圖4所示。可以發(fā)現(xiàn)圖像產(chǎn)生了3色錯(cuò)位現(xiàn)象，尤其是運(yùn)動(dòng)員的腿部，表現(xiàn)明顯，因?yàn)橥炔康倪\(yùn)動(dòng)頻率最快。

圖4線陣彩色單CCD拍攝的運(yùn)動(dòng)員跑步圖像2基于電子穩(wěn)像技術(shù)的校正方法

由線陣彩色單CCD攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)帶來的這種彩色圖像的三色錯(cuò)位,嚴(yán)重影響了圖像原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性，必須加以校正。目前，國內(nèi)外有以下2種主要方法，通過異步時(shí)鐘控制曝光校正［1］，通過軟件校正［2］。比較以上方法可發(fā)現(xiàn)，軟件校正不需要改變CCD的硬件，更具有實(shí)用性。數(shù)據(jù)冗余與數(shù)據(jù)重新定位的方法是軟件校正的主要方法，但是，此種方法僅對勻速運(yùn)動(dòng)物體有效，而無法應(yīng)用于線陣CCD拍攝、檢測非勻速物體。本文針對非勻速物體的情形，提出了采用電子穩(wěn)像思想來進(jìn)行軟件校正。傳統(tǒng)思維上，電子穩(wěn)像技術(shù)是處理幀間運(yùn)動(dòng)，而CCD的這種成像問題嚴(yán)格意義上屬于幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)，但是，本文首先把線陣CCD拍攝的數(shù)十幀看做一幅圖像，接著把一幅彩色圖像分離成紅色分量、綠色分量、藍(lán)色分量3幅圖像，通過上述兩步驟后，即可將電子穩(wěn)像技術(shù)應(yīng)用于線陣CCD成像。

2.1彩色圖像的R/G/B分離

通過Matlab平臺，對一幅運(yùn)動(dòng)員的彩色圖像進(jìn)行R/G/B分離后的效果如圖5所示。硬件環(huán)境為：CPU2.80 GHz，內(nèi)存0.98 GB。

圖5紅色/綠色/藍(lán)色分量圖像2.2特征點(diǎn)提取

圖像的特征點(diǎn)是指兩幀圖像中對比例、旋轉(zhuǎn)、平移等變換保持一致性的特征，如線交叉點(diǎn)、物體邊緣點(diǎn)、角點(diǎn)、閉區(qū)域的中心點(diǎn)等。常用的特征點(diǎn)提取方法［34］有：邊緣點(diǎn)提取方法，如Log操作數(shù)、Canny操作數(shù)、基于小波變換的算法等；角點(diǎn)提取算法，如Kitchen法、SUSAN法、Harris法等。

Harris角點(diǎn)檢測算法［5］是由Chris Harris和Mike Stephens在1988年提出的。定義下式來計(jì)算Harris算法的角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)：R(x,y)=Det(M)－k(Tr(M))2(1) 式中:Det(M)=AB－C2，Tr(M)=A+B表示矩陣M的跡；k是Harris系數(shù)。A=(Ix)2，B=(Iy)2，C=(Ix)?(Iy)。Ix表示圖像I在x方向的導(dǎo)數(shù)，Iy表示圖像I在y方向的導(dǎo)數(shù)。Harris算法穩(wěn)定性高，對噪聲不敏感，基于它的優(yōu)點(diǎn)，本文最終采用改進(jìn)型Harris算法進(jìn)行特征點(diǎn)的提取。

2.3特征點(diǎn)匹配

所謂特征點(diǎn)的匹配就是在當(dāng)前幀中找到與參考幀中每一特征點(diǎn)的惟一匹配點(diǎn)，在幀間建立特征點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系。特征點(diǎn)匹配的正確性，對于圖像間運(yùn)動(dòng)估計(jì)的精度，有非常直接的影響。按圖像的匹配來源分，主要可以分為2種方式［67］：一種是固定幀匹配；另一種是相鄰幀匹配。這2種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，固定幀匹配方法不存在累計(jì)誤差，它的缺點(diǎn)是一旦圖像的運(yùn)動(dòng)超出了運(yùn)動(dòng)向量計(jì)算的臨界值，運(yùn)動(dòng)向量變得不可靠以后，后續(xù)的處理將非常困難，相鄰幀匹配方法的主要問題是存在累計(jì)誤差。

根據(jù)本課題所研究的線陣CCD成像問題的特殊性，可以把紅色分量、綠色分量、藍(lán)色分量作為3幅圖像，進(jìn)行特征點(diǎn)匹配。在具體匹配過程中選取紅色分量圖像為參考幀，依次對綠色分量圖像、藍(lán)色分量圖像完成特征點(diǎn)匹配。

匹配步驟如下：

(1) 以特征點(diǎn)Pk為中心，在參考圖像中構(gòu)造一個(gè)尺寸為M×N的圖像模塊I1。

(2) 在當(dāng)前圖像中對應(yīng)位置處，確定尺寸為（M+2P)×（N+2P）的搜索區(qū)域I2。其中P表示水平和垂直方向的最大偏移量。

(3) 從搜索區(qū)域的中心點(diǎn)開始搜索，搜索路徑采用菱形DS法，計(jì)算每點(diǎn)的SAD值。

(4) 找出最小SAD值，則對應(yīng)的位置的中心點(diǎn)為匹配特征點(diǎn)。

2.4三色錯(cuò)位參數(shù)估計(jì)

將經(jīng)過預(yù)處理后的候選全局特征點(diǎn)，代入六參數(shù)仿射運(yùn)動(dòng)模型，求最小二乘解。仿射運(yùn)動(dòng)模型如下：x′

y′=m0m1

m3m4x

y+m2

m5(2)式中(x′,y′)和(x,y)分別表示當(dāng)前圖像和參考圖像的特征點(diǎn)坐標(biāo)，M= m0m3

m1m4

m2m5定義為仿射參數(shù)矩陣。

求解的目標(biāo)是使得各特征點(diǎn)的位置誤差達(dá)到最小，因此，提出了基于求最小二乘解的迭代步驟，每次迭代過程中將誤差較大的特征點(diǎn)予以剔除。迭代停止后，輸出的仿射參數(shù)矩陣M作為最終的全局運(yùn)動(dòng)參數(shù)，被保留的特征點(diǎn)作為最終的全局特征點(diǎn)集合。參數(shù)估計(jì)的整個(gè)流程圖如圖6所示。

圖6參數(shù)估計(jì)流程圖2.5圖像的補(bǔ)償

獲得運(yùn)動(dòng)參數(shù)矩陣后，就可以分別對綠色分量圖像、藍(lán)色分量圖像進(jìn)行圖像補(bǔ)償了。其流程如圖7所示。

圖7圖像補(bǔ)償流程圖將綠色分量圖像看做當(dāng)前幀，以計(jì)算出的待補(bǔ)償參數(shù)矩陣對當(dāng)前幀fk的像素坐標(biāo)(xk,yk)進(jìn)行變換，公式如下：xk′

yk′=m0(k)m1(k)

m3(k)m4(k)xk

yk+m2(k)

m5(k)(3)從而得到新的坐標(biāo)(xk′,yk′)，并將原坐標(biāo)的像素值賦給對應(yīng)的新坐標(biāo)，則得到初步的補(bǔ)償后圖像。在坐標(biāo)變換時(shí)，不一定都在整像素點(diǎn)上，則需要進(jìn)行插值處理，采用雙線性插值法。由于在坐標(biāo)變換時(shí)，邊界部分無法獲得像素值的區(qū)域通常被填充為黑色區(qū)域，為了避免這種現(xiàn)象，需要對丟失的邊界部分進(jìn)行重建。采用圖像拼接技術(shù)［8］來實(shí)現(xiàn)邊界部分重建是一種有效的方法。

完成綠色分量圖像的圖像補(bǔ)償后，再以相同步驟完成藍(lán)色分量圖像的圖像補(bǔ)償，最終合成［910］校正后的彩色圖像。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1特征點(diǎn)提取的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

本課題采用改進(jìn)型Harris算法，通過Matlab平臺對運(yùn)動(dòng)員的圖像進(jìn)行特征點(diǎn)提取，經(jīng)過多次比較后，仿真實(shí)驗(yàn)中的Harris系數(shù)k取0.05，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。可以看出，采用改進(jìn)的Harris算法提取的圖像特征點(diǎn)清晰有效。

圖8圖像的特征點(diǎn)提取結(jié)果3.2特征點(diǎn)匹配的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

選取運(yùn)動(dòng)員的紅色分量圖像為參考幀，綠色分量圖像為當(dāng)前幀，進(jìn)行第一次匹配，匹配結(jié)果如圖9所示。

圖9綠色分量圖像的特征點(diǎn)匹配結(jié)果其中綠色“+”代表有效匹配特征點(diǎn)，可以看出，運(yùn)動(dòng)員的多數(shù)特征點(diǎn)得到了有效匹配。

依然選取運(yùn)動(dòng)員的紅色分量圖像為參考幀，藍(lán)色分量圖像為當(dāng)前幀，進(jìn)行第2次匹配，匹配結(jié)果如圖10所示。

圖10藍(lán)色分量圖像的特征點(diǎn)匹配結(jié)果其中綠色“+”代表有效匹配特征點(diǎn)，依然可以看出，多數(shù)特征點(diǎn)得到了有效匹配。

3.3參數(shù)估計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

實(shí)驗(yàn)圖片依然選用同上的一組運(yùn)動(dòng)員圖像，求取仿射參數(shù)矩陣M=m03

m1m4

m2m5。分別求出綠色分量圖像和藍(lán)色分量圖像的結(jié)果為：M綠0.990 50.032 3

-0.021 10.987 4

15.587 0-3.667 6

M藍(lán)=0.987 80.035 0

-0.022 30.986 8

15.567 8-3.669 43.4校正后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)矩陣，分別對綠色分量圖像，藍(lán)色分量圖像進(jìn)行圖像補(bǔ)償，并合成彩色圖像。可以發(fā)現(xiàn)，校正后圖像的3色錯(cuò)位問題得到一定解決，圖像質(zhì)量有一定提高。校正結(jié)果如圖11所示。

4結(jié)語

本課題研究了線陣彩色單CCD成像時(shí)出現(xiàn)的3色錯(cuò)位現(xiàn)象，揭示了3色錯(cuò)位的本質(zhì)原因，并探索性的給出了基于電子穩(wěn)像技術(shù)的軟件校正方法。在Matlab平臺上，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，初步得到了滿意的校正效果。將該方法應(yīng)用于“運(yùn)動(dòng)員跑步計(jì)時(shí)器項(xiàng)目”，能獲得更優(yōu)的監(jiān)控圖像，從而提高計(jì)時(shí)精度。

圖11圖像最終校正結(jié)果參考文獻(xiàn)

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篇3

數(shù)字技術(shù)及雙向性技術(shù)在電視新聞傳播領(lǐng)域的應(yīng)用將新聞信息中的文字、聲音、視頻、圖像等元素進(jìn)行有機(jī)整合，強(qiáng)調(diào)電視新聞傳播的開放性，使電視新聞節(jié)目表現(xiàn)出更加明顯的多媒體特征。電視新聞傳播中最重要的信息通道是畫面素材，小巧輕便的數(shù)字?jǐn)z像設(shè)備可以使新聞采訪記者在第一時(shí)間到達(dá)新聞現(xiàn)場并及時(shí)記錄現(xiàn)場畫面素材，夜視技術(shù)的發(fā)展使夜間畫面素材，甚至夜間空襲和突襲的畫面也能有效采集。字幕作為電視新聞節(jié)目必要的附屬物，對畫面、聲音等素材起到解釋和說明的作用。在某些特別報(bào)道的新聞節(jié)目中，字幕的往往具有更加重要的作用，成為新聞傳播的第二主體。

電子技術(shù)在電視新聞傳播中的應(yīng)用

電子技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)寬了電視新聞傳播的接受渠道，實(shí)現(xiàn)了新聞信息的海量化和多樣化。在網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)等新媒體以豐富的報(bào)道形式和廣闊的傳播渠道等優(yōu)勢日益受到人們關(guān)注的新聞傳播環(huán)境下，電視新聞傳播面對發(fā)展迅速的競爭媒體，應(yīng)結(jié)合前沿的電子技術(shù)，提升自身競爭水平，找到適合自身生存的新聞制作和發(fā)展模式，在電視新聞制作過程中運(yùn)用動(dòng)畫、特技、文字等精良的后期制作技術(shù)，使電視新聞傳播的視聽語言達(dá)到最佳效果。

電視新聞制作只有與不斷發(fā)展的電子技術(shù)相融合，并轉(zhuǎn)化為切實(shí)有效的應(yīng)用才能產(chǎn)生效益和價(jià)值。對于電視新聞工作者而言，應(yīng)善于將電視新聞業(yè)務(wù)的實(shí)際需求正確理解為對應(yīng)用系統(tǒng)和技術(shù)的功能要求，形成先進(jìn)適用的技術(shù)方案，在新聞制作和電子技術(shù)之間建立起有效的互動(dòng)。在電視新聞傳播過程中，相關(guān)工作人員熟練、準(zhǔn)確的把握新聞制作和傳播的業(yè)務(wù)需求，是找準(zhǔn)電子技術(shù)應(yīng)用切入點(diǎn)的關(guān)鍵所在，也是成功開發(fā)先進(jìn)適用應(yīng)用系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，從這個(gè)角度來說，熟悉新聞制作和傳播的各項(xiàng)業(yè)務(wù)是做好電視新聞傳播工作的首要條件。電視新聞媒體的每一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，都需要通過受眾和客戶的綜合服務(wù)中體現(xiàn)其技術(shù)價(jià)值，先進(jìn)的電子技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的電視新聞節(jié)目可以增強(qiáng)新聞媒體的經(jīng)濟(jì)和社會收益。因此，電視新聞節(jié)目在應(yīng)用電子技術(shù)進(jìn)行制作和傳播的同時(shí)，也應(yīng)注意及時(shí)反饋受眾的意見和要求，以促進(jìn)電視新聞傳播的良性發(fā)展。

在電視新聞的畫面語言中，抽象的視聽語言符號已經(jīng)成為不可缺少的元素，只要運(yùn)用合理，兩種語言都能夠構(gòu)成電視新聞節(jié)目的細(xì)節(jié)語言體系。電視新聞節(jié)目的制作，在尊重客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用電視的表現(xiàn)技術(shù)，通過多媒體后期制作技術(shù)將動(dòng)畫、特技等細(xì)節(jié)融入新聞節(jié)目的畫面語言，能夠更好的反應(yīng)新聞素材。這在某種意義上不僅是電視新聞傳播形式的創(chuàng)新，也可以在電視新聞主題意義上有所發(fā)掘，體現(xiàn)電視新聞節(jié)目內(nèi)容和深刻性。

結(jié)束語

篇4

教學(xué)資料包括教學(xué)大綱、教案、教學(xué)輔助材料、教材、參考書目等。任課教師在學(xué)期開始前要將教學(xué)大綱分發(fā)到學(xué)生手中，確保學(xué)生在學(xué)期初就對本課程的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)成果、考核方式、教學(xué)計(jì)劃有清晰的認(rèn)識。教師在每次課前要準(zhǔn)備完善的教案和教學(xué)輔助材料，例如視頻、圖片等。其中，尤其要注重根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生水平設(shè)置合理有效的教學(xué)手段，用以引起學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，激勵(lì)學(xué)生參與課堂教學(xué)，提出有意義的問題。每一門課程采用統(tǒng)一的教學(xué)大綱，有助于相同課程任課教師互相交流、監(jiān)督，使教學(xué)要求標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一化。同時(shí)，不同的教案又能夠體現(xiàn)不同任課教師的教學(xué)特色，使得教學(xué)過程靈活多樣。教材和參考書目的選取也很重要。ISEC項(xiàng)目要求必須選擇國外原版教材，并且要近兩年出版的新版教材。對于計(jì)算機(jī)專業(yè)，知識的更新速度非常快，新版的教材更能幫助學(xué)生獲得位于前沿的知識，不會脫離現(xiàn)實(shí)。參考書目可以幫助學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解，拓寬知識面，同時(shí)提高學(xué)生的閱讀能力。當(dāng)然，國外的原版教材也存在很多問題。比如，原版教材價(jià)格較高，內(nèi)容體系和國內(nèi)教材差距也比較大，閱讀中存在語言障礙等問題。因此，ISEC教師的其中一個(gè)長期目標(biāo)就是把國外原版教材與國內(nèi)中文教材有機(jī)結(jié)合起來，重新調(diào)整、組合教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮、兼容中西方教材的特點(diǎn)和優(yōu)勢。編寫適合我們學(xué)生實(shí)際需求的優(yōu)質(zhì)雙語教材，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源本土化。

2教學(xué)模式和教學(xué)策略的改革

2．1轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

在數(shù)字電子技術(shù)的傳統(tǒng)教學(xué)中，采用的是“教－學(xué)－練”的教學(xué)模式。而現(xiàn)如今，信息大爆炸和獨(dú)生子女教育的負(fù)面問題，使得學(xué)生的自我約束能力降低，學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性降低，傳統(tǒng)教學(xué)模式不再合適，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式勢在必行。ISEC項(xiàng)目中，教學(xué)模式為“引導(dǎo)－問答－探究－發(fā)現(xiàn)”。教師不再是教學(xué)活動(dòng)中的主體和靈魂，而是要形成以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)的教育理念，真正成為高等教育中的“導(dǎo)師”而是“教書匠”。引導(dǎo)不僅僅是對教學(xué)內(nèi)容的引導(dǎo)，還有對學(xué)生的能力訓(xùn)練的引導(dǎo)，精神追求的引導(dǎo)。因此，任課教師首先要對本門課程的歷史沿革、理論體系和前沿發(fā)展具有深入的了解，在教學(xué)中能夠?yàn)閷W(xué)生傳授更加貼近實(shí)際，更加符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的理論知識。課堂教學(xué)模式需要從單一向?qū)W生傳授教科書上的現(xiàn)成知識，轉(zhuǎn)為以提高學(xué)生的能力為主要目標(biāo)的教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生不再只是被動(dòng)的接受和記憶，而是要在主動(dòng)思考和提出問題的過程中，將聽到的、看到的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為自己的。通過小組合作討論的形式，探究更深層的知識，既提高學(xué)習(xí)的興趣和效率，又能在討論中學(xué)會與他人合作、分享，而最終具有將理論知識應(yīng)用到實(shí)際中的能力。

2．2互動(dòng)式教學(xué)

受傳統(tǒng)文化的影響，我國的教師更喜歡站在講臺上講課，而國外的很多教師，更偏向于走到學(xué)生中間。課堂實(shí)踐證明，站在學(xué)生中間更容易引起學(xué)生的共鳴、認(rèn)同和學(xué)習(xí)興趣。消除了空間上的距離感，同時(shí)也會減輕學(xué)生心目中的隔閡感，更容易對自己的老師產(chǎn)生認(rèn)同感，而對任課教師的認(rèn)同是影響學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)很大的因素。在課堂中，還可以采用其他很多種互動(dòng)的方式。例如，(1)可以將簡單的授課內(nèi)容分配給學(xué)生來講。這類內(nèi)容大多零散、連貫性差、偏重概念理論，如果由教師講，很容易使得學(xué)生在聽講中感覺枯燥乏味，而由他們自己來講解，就可以解決這一問題，同時(shí)又可以鍛煉學(xué)生的總結(jié)和語言表達(dá)能力。(2)可以將人們喜聞樂見的娛樂節(jié)目中的競賽形式引入課堂中，將枯燥的知識點(diǎn)融入到競賽題目中去，同時(shí)制定合理的獎(jiǎng)勵(lì)政策，這將大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，并能促進(jìn)學(xué)生利用課余時(shí)間去學(xué)習(xí)，為課堂學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備，提高課堂學(xué)習(xí)效率。

2．3任務(wù)教學(xué)法

在數(shù)字電子技術(shù)課程中，可以選擇數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)作為一個(gè)任務(wù)，它既包含數(shù)字電子技術(shù)課程的主要內(nèi)容，既有組合電路的部分，又包含時(shí)序電路的設(shè)計(jì)，同時(shí)又是生活中常見的實(shí)物，難度也在可控的范圍內(nèi)。學(xué)生需要獨(dú)立地制定設(shè)計(jì)方案、選擇設(shè)計(jì)元件、評估設(shè)計(jì)成果。通過一個(gè)任務(wù)的完成，使學(xué)生在獲得基本知識的同時(shí)，又鍛煉了多方面的能力，一舉多得。

3過程性考核形式改革

課程的考核評價(jià)是教學(xué)過程的一個(gè)重要組成部分，當(dāng)前考核方式的弊端已經(jīng)制約了良好學(xué)風(fēng)的形成和教學(xué)質(zhì)量的提高，不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，考試失去了它所具有的評估、反饋功能。過程性考核要求閉卷考試的成績不得超過總成績的40%，增加例如小論文、研究報(bào)告、市場調(diào)研、案例分析、答辯、口述、面試等其他多種考試形式。同時(shí)，學(xué)生的出勤和課堂參與情況也是一個(gè)考核的方面。采用多元化、過程性的考核方式，既可以避免學(xué)生只在考試前一周突擊學(xué)習(xí)和抄襲的不良風(fēng)氣，又能夠促進(jìn)教學(xué)互動(dòng)，同時(shí)還可以鍛煉學(xué)生應(yīng)對多種挑戰(zhàn)的能力，對新世紀(jì)能力型人才的培養(yǎng)具有重要意義。

4結(jié)論

篇5

綜合世紀(jì)末出現(xiàn)的各種技術(shù)苗頭，我們可以看出，數(shù)字化是電視技術(shù)未來的發(fā)展方向。

電視技術(shù)自誕生以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步：制作技術(shù)上，從攝影機(jī)到磁帶攝像機(jī)，從復(fù)合信號到分量信號；傳輸技術(shù)上，從開路地面?zhèn)鬏數(shù)接芯€電纜傳輸再到衛(wèi)星傳輸，然而，直到本世紀(jì)九十年代，信號的傳輸和處理都是仿真性質(zhì)的。模擬電視存在許多難以克服的缺陷，主要表現(xiàn)在：

•回波反射在地面廣播中，由于周圍的建筑物和山脈等會對電視信號產(chǎn)生多徑反射，從而導(dǎo)致接收機(jī)出現(xiàn)畫面重影現(xiàn)象，影響收看效果。

•保存困難模擬電視節(jié)目存儲在磁帶媒體上，由于磁帶對存儲環(huán)境的溫度、濕度要求較嚴(yán)格，因此，長期存放和使用磨損都會對磁帶造成物理損傷，如掉磁粉、磁帶變形等，嚴(yán)重影響重放的圖像質(zhì)量。

•順序存儲介質(zhì)限制磁帶是順序存儲介質(zhì)，這種順時(shí)序性質(zhì)，決定模擬信號的編輯過程只能是線性低效的。

•噪聲積累由于模擬電視信號在傳輸和存儲過程中會受到各種干擾和引入各種噪聲，經(jīng)多次傳輸或復(fù)制后，噪聲積累，使圖像質(zhì)量不斷下降。

•對傳輸信道有嚴(yán)格要求模擬電視信號傳輸過程中，由于傳輸信道的特性并非總是十分理想，因此會導(dǎo)致電視信號的線性失真和非線性失真。線性失真是由于傳輸系統(tǒng)的振幅頻率特性和相位頻率特性不理想所致，它將使電視信號的高頻部分產(chǎn)生衰減，降低圖像的清晰度和產(chǎn)生細(xì)節(jié)模糊。同時(shí)，還會導(dǎo)致色度信號的增益、延時(shí)與亮度信號不一致，嚴(yán)重時(shí)會完全改變顏色；非線性失真對電視信號的亮度信號和同步信號都有影響，尤其是影響彩色的飽和度和色調(diào)。同時(shí)，還存在微分相位失真、微分增益失真。

•其它缺陷模擬電視的其它缺陷包括：亮度互擾，行間閃爍，爬行，大面積閃爍等。

模擬電視的這些缺陷是其自身無法克服的，只有使用數(shù)字技術(shù)才能徹底改觀。由于大規(guī)模集成電路技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)已進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。所謂數(shù)字電視，是將傳統(tǒng)的模擬電視信號經(jīng)過抽樣、量化和編碼轉(zhuǎn)換成用二進(jìn)制數(shù)代表的數(shù)字式信號，然后進(jìn)行各種功能的處理、傳輸、存儲和記錄。數(shù)字電視從節(jié)目制作到信息的接收和顯示，其工作過程及原理與模擬電視大相徑庭。所不同的是它采用數(shù)字化處理、傳輸、接收和顯示信息。

在電視技術(shù)中采用數(shù)字技術(shù)不僅能改進(jìn)圖像質(zhì)量，更重要的是能與現(xiàn)有的數(shù)字通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，能為人們提供全新的、更靈活、更方便的服務(wù)。這一點(diǎn)在迅速發(fā)展的信息社會中非常重要。數(shù)字化電視信號具有如下主要優(yōu)點(diǎn)：

•多次中繼或復(fù)制后不會產(chǎn)生噪聲積累，適用于遠(yuǎn)距離多次中繼傳輸或反復(fù)編輯和復(fù)制。

•清晰度高，使用部首傳輸、轉(zhuǎn)播音響，在接收端有望達(dá)到演播室水平；

•音頻效果好，可支持五聲道加超重低音聲道的5+1環(huán)繞聲家庭影院；

•可采用糾錯(cuò)編碼技術(shù)，提高抗干擾能力，同等傳輸條件下的抗干擾能力優(yōu)于模擬電視；

•可充分使用壓縮編碼技術(shù)壓縮其資料率，降低數(shù)碼率或存儲空間。占用頻道較窄，地面廣播時(shí)，原PAL頻道可播放高清晰度電視或四套標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)字電視，有線電視網(wǎng)中的一個(gè)PAL頻道可播送8~10套標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視；

•保留了現(xiàn)有模擬電視畫面格式，普通電視機(jī)前加裝數(shù)字電視機(jī)頂盒即可接收數(shù)字電視節(jié)目；

•易于實(shí)現(xiàn)加密和保密通訊；

•可采用大規(guī)模集成電路，降低功耗，減小體積，可靠性高，調(diào)試維護(hù)易，大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)可大幅降低成本；

•電視信號可以通過現(xiàn)有的公共電信數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送，電視廣播網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化為提供其它資料業(yè)務(wù)創(chuàng)造了條件，繼而為廣播網(wǎng)絡(luò)連接其它網(wǎng)絡(luò)，以及視頻業(yè)務(wù)融入統(tǒng)一的信息基礎(chǔ)設(shè)施NII開辟了道路。

正是由于這些優(yōu)勢，使數(shù)字電視取代模擬電視成為必然。數(shù)字電視淘汰模擬電視，如同數(shù)字大哥大將最終淘汰模擬大哥大一樣。電視終將進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字電視將成為新一代電視的代名詞，很快，我們將把“數(shù)字電視”只稱為“電視”。一場電視革命的序幕就此拉開。

本文將電視技術(shù)分為制作和傳送兩大類，分別討論數(shù)字化技術(shù)帶來的變化及其發(fā)展趨勢，并對相應(yīng)技術(shù)發(fā)展可能對電視傳播活動(dòng)及社會造成的影響作出預(yù)測。

壹、數(shù)字技術(shù)在電視節(jié)目制作技術(shù)中的發(fā)展及其對傳播活動(dòng)的影響

自從1956年美國安培公司開發(fā)成功世界上第一臺四磁頭兩英寸磁帶錄象機(jī)以來，在40多年短暫的歷史中，視頻技術(shù)發(fā)展日新月異。信號處理方式從復(fù)合到分量；設(shè)備裝置從大到小，從攝錄分開到攝錄一體，現(xiàn)在又正經(jīng)歷著一場新的革命，這場革命是由數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動(dòng)的。80年代開始出現(xiàn)的多媒體技術(shù)，使得人們通過計(jì)算機(jī)可以不受不同媒體差異的限制，綜合處理圖像、聲音、資料、文字等多種信息，從90年代開始與電視節(jié)目制作技術(shù)相融合，極大地豐富了視頻節(jié)目制作手段，傳統(tǒng)的制作方式不斷被全新的、充滿創(chuàng)造活力的制作方式所代替。視頻節(jié)目制作技術(shù)采用計(jì)算機(jī)和專用視頻設(shè)備使視頻圖像的創(chuàng)作和編輯得以大大簡化，降低了制作成本，擴(kuò)大了需要進(jìn)行視頻圖像處理與創(chuàng)作的用戶范圍，并將對視頻行業(yè)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

一、非線性編輯系統(tǒng)將取代線性編輯改變節(jié)目制作及播出方式

非

二、虛擬演播室技術(shù)極大地提高節(jié)目的信息量和娛樂性

典型的虛擬演播室系統(tǒng)是由攝像設(shè)備、攝像機(jī)位置參數(shù)分析及控制、圖形計(jì)算機(jī)、背景素材庫和圖像合成等設(shè)備組成，如下圖所示。具體的工作過程是：演員由一臺前景攝像機(jī)（真實(shí)攝像機(jī)）拍攝，而如圖所示的背景圖像記錄及生成系統(tǒng)（圖形計(jì)算機(jī)和背景素材庫）稱為虛擬攝像機(jī)。真實(shí)的和虛擬的兩臺攝像機(jī)，在虛擬演播室

技術(shù)中始終是鎖定的。真實(shí)攝像機(jī)的位置參數(shù)，包括攝像機(jī)在演播室中的物理位置，攝像機(jī)的傾斜、轉(zhuǎn)動(dòng)甚至翻轉(zhuǎn)的資料，以及攝像機(jī)鏡頭的焦距和聚焦設(shè)置，所有這些參數(shù)都將在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析，相應(yīng)于前景圖像的背景圖像的控制隨即完成。然后，前景圖像（包括演員和真實(shí)場景）以及計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的背景圖像在色健控制器中無縫地合成。輸出的圖像可以直接播出或記錄在存儲媒體上。真實(shí)攝像機(jī)數(shù)字化圖像合成直接播出

（前景）視頻延時(shí)（色健控制）或記錄

攝像機(jī)位置圖形計(jì)算機(jī)

分析與控制（背景）

素材庫

（背景）

虛擬攝像機(jī)

在虛擬演播室中，需要對虛擬場景中所有物體進(jìn)行建模，即設(shè)計(jì)物體的外形和尺寸等。這與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）很相似。在這些步驟完成后，才能利用來自攝像機(jī)傳感器的資料或圖像分析后得到的數(shù)據(jù)建立虛擬攝像機(jī)，用虛擬攝像機(jī)來實(shí)時(shí)生成場景。在實(shí)施播出或播出預(yù)先記錄的節(jié)目時(shí)，色健控制器中的跟蹤以及圖像合成都必須實(shí)時(shí)完成。這樣，場景的生成必須達(dá)到每秒50場的速度，需要像SGIOnxy一類的高級圖像工作站才能完成。目前成本相當(dāng)可觀。但隨著PC性能的提高，這種情況有望得到改善。從近年來的NAB展覽會上可以看到虛擬演播室技術(shù)正在走向成熟，許多廠家展示了虛擬演播室從制作、快速反應(yīng)到最終播出效果上的優(yōu)勢。同時(shí)穩(wěn)定性和可靠性也有明顯改善。產(chǎn)品已形成系列化，構(gòu)成低、中、高三個(gè)檔次，分別適用于不同的使用范圍。

虛擬演播室技術(shù)的出現(xiàn)，一方面是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為其奠定了基礎(chǔ)，另一方面不可忽視的因素就是節(jié)目的需求。隨著近年來電視頻道數(shù)顯著的加速增加，頻道間的競爭日益激烈，電視節(jié)目制作人員必須考慮如何在更短的時(shí)間內(nèi)用更少的資金制作更好的、更多的電視節(jié)目。同時(shí)電視觀眾對電視節(jié)目的欣賞口味不斷提高，一個(gè)總的趨勢是要求新聞節(jié)目更“實(shí)”更“新”，娛樂節(jié)目更“虛”更“玄”。需求是發(fā)展的動(dòng)力，在這種資金投入少、節(jié)目產(chǎn)出又多、又好的要求下，虛擬演播室技術(shù)的誕生和發(fā)展可謂是順應(yīng)了歷史潮流，因而，這種技術(shù)一旦誕生就得到了視頻界的認(rèn)可，迅猛發(fā)展起來。

虛擬演播室技術(shù)的產(chǎn)生，反過來又極大地促進(jìn)了電視節(jié)目的發(fā)展。運(yùn)用虛擬演播室技術(shù)，演播室的場景、道具將越來越多地用計(jì)算機(jī)圖形的形式產(chǎn)生。由于場景的設(shè)計(jì)不再是只能用實(shí)物搭成而是用軟件構(gòu)成，藝術(shù)表達(dá)上的自由度就大大增加。它將平面的摳像技術(shù)擴(kuò)展到了三維空間。制作人員通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件可以將以前的想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。比如，可以在計(jì)算機(jī)上模仿設(shè)置燈光并根據(jù)需要改變；可以很容易地修改計(jì)算機(jī)里生成的圖像中的結(jié)構(gòu)、顏色和文本；可通過按下一個(gè)按鈕來重建場景；可以將小演播室擴(kuò)展成很大的演播室等等。虛擬演播室的優(yōu)點(diǎn)在新聞、定期采訪、娛樂、體育、音樂和少兒等節(jié)目制作上表現(xiàn)得尤為明顯。虛擬演播室技術(shù)的使用和普及，對廣播界來說，可以節(jié)省節(jié)目制作的成本和時(shí)間，提高演播室效率；對電視節(jié)目制作人員來說，可以擺脫時(shí)間、空間及道具制作等方面的限制，在廣泛的想象空間中進(jìn)行自由創(chuàng)作；對廣大電視觀眾來說則大大提高了信息量和娛樂性。

今天的虛擬演播室技術(shù)還在完善之中，目前在虛擬演播室里使用更復(fù)雜的場景和道具的制作時(shí)還難以滿足實(shí)時(shí)播出的要求，同時(shí)，目前還沒有一個(gè)攝像機(jī)跟蹤裝置能夠簡便地適合多功能演播室，許可足夠多的創(chuàng)作自由度。此外，盡管色健控制技術(shù)在近年有了改善，但仍然需要努力改進(jìn)以從前景中去掉不希望有的那些偏色；虛擬演播室的價(jià)格性能比也有待于進(jìn)一步提高。但是，瑕不掩瑜，虛擬演播室技術(shù)作為一種新興的電視制作技術(shù)必將在未來的影視制作過程中發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造出更多為老百姓津津樂道的精彩節(jié)目。

貳、數(shù)字技術(shù)在電視傳送技術(shù)中的發(fā)展及其對傳播活動(dòng)的影響

將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電視傳送技術(shù)中的構(gòu)想可追溯到本世紀(jì)40年代末，1948年就已有人提出了將電視信號數(shù)字化的問題，但直到1982年才有德國ITT集團(tuán)研制成了PAL制電視接收機(jī)的一套電視信號數(shù)字處理芯片。1988年10月，CCITT制定了H．261數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，開創(chuàng)了數(shù)字電視技術(shù)的新時(shí)代。1991年和1993年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織又分別制定了JPEG、MPEG-1和MPEG-2數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

美國開播衛(wèi)星直播數(shù)字電視后沒有制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。歐洲則于1993年9月從聯(lián)合尤里卡EU-95計(jì)畫（模擬分量MAC過渡到HDTV）轉(zhuǎn)向數(shù)字視頻廣播（DVB）項(xiàng)目。參加DVB集團(tuán)的包括了從電視制作到傳送各個(gè)環(huán)節(jié)的25個(gè)國家的200家公司與組織。DVB的衛(wèi)星廣播（DVB-S）、有線電視（DVB-C）與地面廣播（DVB-T）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都已制定完畢，并均以MPEG-2為基礎(chǔ)，相應(yīng)業(yè)務(wù)也在許多國家開通。短短幾年時(shí)間，已從標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)入商品化，實(shí)用化和產(chǎn)品化階段，并以驚人的速度發(fā)展。

一、數(shù)字衛(wèi)星直播電視如火如荼

二、有線電視向有線通信電視轉(zhuǎn)化

視頻業(yè)務(wù)音頻業(yè)務(wù)資料業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)

模數(shù)調(diào)多音單雙可個(gè)電

擬字頻路樂向向視人話

節(jié)節(jié)廣數(shù)點(diǎn)分分電通通

目目播字播配配話信信

音式式

頻

多加單雙圖本網(wǎng)本入網(wǎng)入路解向向文地內(nèi)地Internet內(nèi)公模擾分分廣信通信通用

擬節(jié)配配播息信息信電

節(jié)目式式發(fā)查信

目布詢網(wǎng)

非實(shí)電視游其逆全

實(shí)時(shí)話頻戲他程程

時(shí)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)家圖圖

點(diǎn)播播播播庭文文

播業(yè)

務(wù)

從上圖可見，未來的有線通信電視網(wǎng)絡(luò)除了傳統(tǒng)的視頻業(yè)務(wù)外，還可實(shí)現(xiàn)音頻業(yè)務(wù)、資料業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)三大類功能，各種業(yè)務(wù)均可實(shí)現(xiàn)雙向服務(wù)，能夠極大地滿足人的信息需求。有線通信電視網(wǎng)不僅是有線電視技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，符合電視技術(shù)發(fā)展的自然規(guī)律，而且也是電視媒體因應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)媒體挑戰(zhàn)的必由之路。

目前，有線電視網(wǎng)的綜合利用是有線通信電視階段技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。從國外發(fā)展規(guī)律來看，綜合利用首先是從準(zhǔn)視頻點(diǎn)播開始的，然后再發(fā)展電話和數(shù)據(jù)傳輸。有線電視網(wǎng)綜合利用在世界上有些項(xiàng)目已有成功的應(yīng)用，如電纜電話、電纜游戲等。特別在電纜電話方面，美歐的不少電話公司已經(jīng)完成了電纜電話實(shí)驗(yàn)。一些有名的通信專業(yè)設(shè)備公司已經(jīng)開始生產(chǎn)有線電視中的通信設(shè)備，如AT&T、摩托羅拉、貝爾等。從目前的造價(jià)來看，電纜電話的造價(jià)已接近普通電話的雙絞線傳輸方式，隨著電纜電話的普及，普通電話在價(jià)格上和功能上肯定將無法與電纜電話相比。另外，不少綜合利用的軟件開始推向市場，如微軟、IDS等公司。不少有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家在綜合利用的實(shí)驗(yàn)中也扮演了積極的角色，如同通用順材、科學(xué)亞特蘭大等。有不少計(jì)算機(jī)廠家和通信專業(yè)廠家，如SGI、HP、AT&

amp;T、貝爾、摩托羅拉、阿爾卡特等也躋身于這一行業(yè)。所有這些大公司努力的目標(biāo)都是要將有線電視網(wǎng)作為進(jìn)入“信息高速公路”的最后接入網(wǎng)，有線通信電視前途一片光明。

三、地面無線數(shù)字電視有了突破性進(jìn)展

首先,電視的傳播方式趨向多元化發(fā)展。現(xiàn)有的傳播模式由于其不可替代的第一時(shí)間傳播優(yōu)勢及權(quán)威優(yōu)勢會在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)存在下去，與此同時(shí)，新的，與現(xiàn)有模式互補(bǔ)的模式將會出現(xiàn)。如果我們把現(xiàn)有電視傳播模式看作是瀑布式的傳播模式，那么，新的傳播模式可以描繪成會員式的模式。在這種新的模式中，人們夢寐以求的電視信息傳播由單向傳播變?yōu)殡p向傳播成為真正的可能。

傳播學(xué)者的研究表明,人際傳播與大眾媒介傳播各有長短,都不是最完美的傳播方式。人際傳播過程中，由于人體全部的感官（視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺）都可能要接受刺激，傳播雙方在這種全身活動(dòng)上建立起的面對面的傳播關(guān)系比大眾傳播可以更完整、更有效地傳遞信息，信息迅速交換的機(jī)會多，來往傳遞容易，獲得反饋的機(jī)會多。人際傳播的弱點(diǎn)是復(fù)制能力和信息保存能力差，傳播覆蓋面有限，無法滿足工業(yè)社會的信息需求。大眾傳播擁有更好的復(fù)制、保存能力，傳播迅速、有效，因而更能適應(yīng)大眾社會的普遍需要。但受到傳統(tǒng)傳播技術(shù)手段限制,在傳播的反饋、傳播速度控制、滿足特別需要的能力等方面不盡人意。信息高速公路上的電視傳播結(jié)合了大眾傳播和人際傳播的優(yōu)點(diǎn)。它既可以繼續(xù)大眾傳播大范圍傳播的優(yōu)勢，滿足社會的普遍需要，又可以兼顧人際傳播的特點(diǎn)，滿足個(gè)人的特別信息要求。

新的傳播模式中，電視的順時(shí)序傳播限制將不復(fù)存在。數(shù)字化的隨機(jī)存取特性，使人們再也不必陷入被動(dòng)的等、換、棄的收看方式，而是擁有更多的選擇，通過流覽器設(shè)置菜單，受眾能夠隨時(shí)方便地調(diào)看需要的信息，也可以點(diǎn)播自己喜愛的節(jié)目。電視的時(shí)間版面消失了，人們可以像流覽報(bào)紙一樣，按自己的興趣和愛好流覽電視。不僅如此,電視還將具有“超媒體”功能，使傳受方式更接近于人的思維方式。所謂“超媒體”，是“超文本”（hypertext）的延伸，超文本這個(gè)詞指的是互聯(lián)程度很高的文字?jǐn)⑹觯蚓哂袃?nèi)在聯(lián)系的信息。在印刷報(bào)刊中，信息量受書籍本身的物理性質(zhì)所限定，而人的思維卻是非線性、跳躍性的。在閱讀過程中，我們總會聯(lián)想到一連串的疑問，由于版面的限制，總有太多疑問無從獲得答案。這種現(xiàn)象在受時(shí)間限制的電視接收過程中表現(xiàn)更為突出。“網(wǎng)絡(luò)電視”的情況卻完全不同，網(wǎng)絡(luò)空間是無限的，要表達(dá)一連串想法，可以通過一組多維指針（pointer）來進(jìn)一步解釋、引申或辯明。閱讀者可以選擇激活某一消息的解釋、引申部分，也可以完全不予理睬。整個(gè)文字結(jié)構(gòu)仿佛是一個(gè)復(fù)雜的分子模型。句子可以擴(kuò)張，字詞可以當(dāng)場給出定義，各種觀點(diǎn)都可以被打開，從多種不同的層面予以詳盡分析。此外，電視還能提供一種雙向開放信息流通方式，者與使用者之間可以實(shí)時(shí)直接交流信息，當(dāng)然，這種雙向交流的最終實(shí)施程度，還受到許多因素的制約。比如，面對眾多的信息接受者的反饋信息，者是否有精力和時(shí)間一一處理等等。但畢竟，技術(shù)上的可能性，使得雙方的互相反饋有了極大程度的提高。

其次,電視信息傳播的范圍和時(shí)效將得到進(jìn)一步大幅度的提高。信息高速公路將使電視信息傳播不受時(shí)間、地點(diǎn)、頻道、國界、氣候等影響，只要網(wǎng)“撒”到哪里，網(wǎng)上的信息就通向哪里，并且可時(shí)時(shí)更新內(nèi)容。這將有利于提高世界信息的傳播速度，促進(jìn)遠(yuǎn)隔重洋的各民族科技文化的及時(shí)交流。媒體在參與本地競爭的同時(shí)，不得不面向全球去拓寬生存空間，國際傳播成為未來傳播業(yè)的發(fā)展方向。

第三,電視與其它傳統(tǒng)新聞傳媒的界限日益模糊。尼葛洛龐帝在他的《數(shù)字化生存》一書中指出：“多媒體領(lǐng)域真正的前進(jìn)方向，是隨心所欲地從一種媒介轉(zhuǎn)換到另一種媒介”。多媒體綜合了報(bào)紙、廣播、電視等大眾媒體的功能，將文字、聲音、圖像、動(dòng)畫等要素結(jié)合起來，給信息使用者以全方位的、多維的信息，并且可以根據(jù)自己的需要選擇接受的形式。光纖信道和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)協(xié)議能將電視網(wǎng)、電話網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)三網(wǎng)合一，使三大傳統(tǒng)媒介開始走向高度的綜合，網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)分開運(yùn)作是未來的趨勢。最后，也許媒介的區(qū)別會演變?yōu)閷I(yè)數(shù)據(jù)庫的專業(yè)區(qū)別,接受媒介的形式卻由用戶根據(jù)需要來選擇。隨著受者可選擇資源的急速增加，傳者的控制地位日益失落。但是,可選擇資源的魚目混珠狀況,也將使日益忙碌的人們陷入無所適從的境地,因而,主頻道將仍然是人們信息的主選來源,而主體媒體的權(quán)威確立，不再由政府行為來左右，更多地將取決于自身良好的過往紀(jì)錄。媒體必須有更強(qiáng)的責(zé)任感，必須更加謹(jǐn)慎地核對信息來源的準(zhǔn)確性以贏得受眾的信賴。

數(shù)字化使傳送質(zhì)量大幅度提高，信息的品質(zhì)得到優(yōu)化；數(shù)字化使電視頻道顯著增加，將進(jìn)一步促使電視節(jié)目從廣播向窄播發(fā)展；數(shù)字化使傳播方式從單向傳送向雙向甚至多向傳送轉(zhuǎn)化，促使了傳播互動(dòng)和多項(xiàng)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化技術(shù)及其發(fā)展必須引起電視傳播從業(yè)人員高度重視和積極參與

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