视频

未冲洗的Arista ISO 125黑白底片。

视讯（Video）是泛指将动态影像以电讯号方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技术。

## 概述

影音技术最早是从阴极射线管的电视系统的建立而发展起来的，但是之后新的显示技术的发明，使影音技术所包括的范畴更大。基于电视的标准和基于电脑的标准，被试图从两个不同的方面来发展视讯技术。现在得益于计算机性能的提升，并且伴随着数字电视的播出和记录，这两个领域又有了新的交叉和集中。

电脑现在能显示电视讯号，能显示基于电影标准的影音档案和串流媒体，和快到暮年的电视系统相比，电脑伴随着其运算器速度的提高，存储容量的提高，和宽频的逐渐普及，通用的电脑应用具备了采集，存储，编辑和发送电视、影音档案的能力。

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“Video”这个术语是来源于拉丁语的“我能看见”，通常指不同种类的活动画面：数位影像格式，包括：UHD Blu-ray、Blu-ray、DVD、Quicktime、MP4和模拟信号磁带等，其中包括VHS磁带和Beta带。视讯可以通过不同的媒介来记录和传播：包括基于“磁”技术的磁带，磁带通常在拍摄PAL和NTSC制式的模拟摄像机上使用。而使用数字摄像机的时候，除了使用磁带，我们也使用硬盘和闪存卡等其他的载体。视讯文件的质素，通常决定于采集的方式和储存的方式，数字电视画面的质素比过往模拟电视高出不少，并逐渐成为电视广播的新标准。

3维视讯，于20世纪后期才出现，使用6个或者8个摄录机，实时的测量出拍摄主体的情况，并记录成3维格式，这种技术已经在MPEG-4标准的16章节（Animation Framework eXtension (AFX)）规定下来。

在不同的国家，影片（Video）这个词有不同的意义，在英国、澳大利亚、挪威、芬兰、匈牙利和新西兰，video一词通常非正式的指涉录影机与录像带。其意义可由文章前后文来判断。

## 视讯串流的特性

### 画面更新率

Frame rate中文常译为“画面更新率”或“帧率”，是指影音格式每秒钟播放的静态画面数量。典型的画面更新率由早期的每秒6或8张（frame per second，简称fps），至现今的每秒120张不等。PAL（欧洲，亚洲，澳洲等地的电视广播格式）与SECAM（法国，俄国，部分非洲等地的电视广播格式）规定其更新率为25fps，而NTSC（美国，加拿大，日本等地的电视广播格式）则规定其更新率为29.97 fps。电影胶卷则是以稍慢的24fps在拍摄，这使得各国电视广播在播映电影时需要一些复杂的转换手续（参考Telecine转换）。要达成最基本的视觉暂留效果大约需要10fps的速度。

### 交错扫描与循序扫描

影片可能以交错扫描或循序扫描来传送。交错扫描是早年广播技术不发达，带宽甚低时用来改善画质的方法。（其技术细节请参见其主条目）。NTSC, PAL与SECAM皆为交错扫描格式。在视讯分辨率的简写当中经常以i来代表交错扫描。例如PAL格式的分辨率经常被写为576i50，其中576代表水平扫描线数量，i代表交错扫描，50代表每秒50个field（一半的画面扫描线）。

在循序扫描系统当中，每次画面更新时都会重新整理所有的扫描线。此法较消耗带宽但是画面的闪烁与扭曲则可以减少。

为了将原本为交错扫描的影音格式（如DVD或类比电视广播）转换为循序扫描显示设备（如LCD电视，电浆电视等）可以接受的格式，许多显示装置或播放装都具备有去交错的程序。但是由于交错讯号本身特性的限制，去交错并无法达到与原本就是循序扫描的画面同等的品质。

### 长宽比例

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长宽比（Aspect ratio）是用来描述影音画面与画面元素的比例。传统的电视萤幕长宽比为4:3（1.33:1）。HDTV的长宽比为16:9（1.78:1）。而35mm胶卷底片的长宽比约为1.37:1。

虽然电脑萤幕上的像素大多为正方形，但是数位视讯的像素通常并非如此。例如使用于PAL及NTSC讯号的数位保存格式CCIR 601，以及其相对应的非等方宽萤幕格式。因此以720x480像素记录的NTSC规格DV影像可能因为是比较“瘦”的像素格式而在放映时成为长宽比4:3的画面，或反之由于像素格式较“胖”而变成16:9的画面。

### 色彩空间与像素资料量

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色彩空间（Color Space）或色彩模型（Color model）规定了视讯当中色彩的描述方式。例如NTSC电视使用了YIQ模型，而PAL使用了YUV模型，SECAM使用了YDbDr模型。

在数位视讯当中，像素资料量（bits per pixel，简写为bpp）代表了每个像素当中可以显示多少种不同颜色的能力。由于带宽有限，所以设计者经常借由色度抽样之类的技术来降低bpp的需求量。（例如4:4:4, 4:2:2, 4:2:0）。

### 画面品质

画面品质（或译为“画质”，“影像质素”）可以利用客观的峰值信噪比（peak signal-to-noise ratio, PSNR）来量化，或借由专家的观察来进行主观画面品质的评量。

对一套视讯处理系统（例如压缩算法或传输系统），典型的主观画质评量通常包含下列几个步骤：

- 选择一组未处理的影像片段（称为SRC）作为比较基准。
- 选择处理或传输系统的设定值（称为HRC）
- 订定如何将处理过的影像呈现给评估者并且收集其评价的科学方法。
- 邀请足够数量的评估者，通常不少于15人
- 实施评量
- 计算每个评估者给予每组不同HRC所打的分数（通常取平均值）

在ITU-T建议书BT.500当中描述了许多种进行主观画质评量的方法。其中一种标准化的作法是DSIS（Double Stimulus Impairment Scale）。在DSIS评量中，评估者会先观看一段未处理过的视讯片段，再观看处理过的视讯片段。最后再针对处理过的视讯片段做出评价，从“与原始影像分不出差异”到“与原始影像相比严重劣化”。

### 位元传输率（仅适用于数字信号）

位元传输率（又称位元速率）是一种表现视讯串流中所含有的资讯量的方法。其数量单位为bit/s（每秒间所传送的位元数量，又写为bps）或者Mbit/s（每秒间所传送的百万位元数量，又写为Mbps）。较高的位元传输率将可容纳更高的视讯品质。例如DVD格式的视讯（典型位元传输率为5Mbps）的画质高于VCD格式的视讯（典型位元传输率为1Mbps）。HDTV格式拥有更高的（约20Mbps）位元传输率，也因此比DVD格式有更高的画质。Blu-ray格式拥有更高的（高达40Mbps）位元传输率，又比HDTV格式拥有更高的画质。Ultra HD Blu-ray格式有着更高的（约100Mbps）位元传输率，因此画质更高于Blu-ray格式。

可变位元速率（Variable bit rate，简写为VBR）是一种追求视讯品质提升并同时降低位元传输率的手段。采用VBR编码的视讯在大动态或复杂的画面时段会自动以较高的速率来记录影像，而在静止或简单的画面时段则降低速率。这样可以在保证画面品质恒定的前提下尽量减少传输率。但对于传送带宽固定，需要即时传送并且没有暂存手段的视讯串流来说，固定位元速率（Constant bit rate，CBR）比VBR更为适合。视讯会议系统即为一例。

### 立体影音

“立体影音”（Stereoscopic video）是针对人的左右两眼送出略微不同的视讯以营造立体物的感觉。由于两组讯号画面是混合在一起的，所以直接观看时会觉得模糊不清或颜色不正确，必须借由遮色片或特制眼镜才能呈现其效果。Blu-ray Disc中出现含有立体视讯的影片。参见Stereoscopy与3-D film。

## 视讯格式

视讯显示标准｜视讯端子标准

- 新型态数位视讯： ATSC（Advanced Television Systems Committee），通行于北美 DVB（Digital Video Broadcasting），通行于欧洲，东南亚，非洲，南美洲 ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting），通行于日本 DMB（Digital Multimedia Broadcast），通行于中国内地、香港和澳门、类比视讯： MAC（欧洲 - 已淘汰） MUSE（日本的类比HDTV） NTSC（北美洲，部分南中美洲，日本，台湾） PAL（欧洲，亚洲，澳洲）、PALplus（欧洲），此为PAL延伸标准、PAL-M（巴西），此为PAL的变形 SECAM（法国，前苏联，中非）、｜、AV端子（1组RCA或BNC）、色差端子（3组RCA或BNC） D端子（日本工业规格所制订的整合型色差端子）、S端子（S代表Separated Video, 1组mini-DIN端子）、SCART（通用于欧洲）、DVI（电脑萤幕使用之数位视讯端子）. HDCP为选项、HDMI（新型数位家电使用之数位影音端子）. HDCP为强制功能、RF端子（RF为Radio Frequency之简写，通常为同轴电缆，有以下各种形式） BNC端子（Bayonet Niell-Concelman connector） C端子（Concelman connector） GR端子（General Radio connector） F端子（常用于美国住宅电视配线） IEC 169-2（最常见于英国） N端子（Niell connector） TNC端子（Threaded Niell-Concelman connector） UHF端子（如PL-259/SO-239） ** SDI与HD-SDI（Serial Digital Interface）、VGA端子（DB-9/15针脚，电脑萤幕标准端子之一）

类比磁带格式（参见类比电视）｜数位磁带格式（参见数位视讯）

- Ampex、VERA（BBC实验性实作，1958年）、U-matic（Sony）、Betamax（Sony）、Betacam、Betacam SP、2" Quadruplex videotape（Ampex）、1" Type C videotape（Ampex and Sony）、VCR, VCR-LP, SVR、VHS（JVC）、S-VHS（JVC）、VHS-C（JVC）、Video 2000（飞利浦公司）、Video8、Video Hi8｜、D1（Sony）、D2（Sony）、D3、D4、D5 HD、Digital Betacam（Sony）、Betacam IMX（Sony）、HDV、ProHD（JVC）、D-VHS（JVC）、DV、MiniDV、MicroMV、Digital8（Sony）、D-VHS

光碟储存格式｜数位编码格式

- 镭射影碟（Laserdisc, MCA与飞利浦公司）、DVD（DVD论坛）、FVD（台湾的工业技术研究院主导开发）、增强型通用光盘（EVD，中国大陆政府推动的格式）、HD DVD（日立与东芝）、Blu-ray Disc（Sony）｜、CCIR 601（ITU-T）、M-JPEG（ISO）、MPEG-1（ISO）、MPEG-2（ITU-T + ISO）、MPEG-4（ISO）、H.261（ITU-T）、H.263（ITU-T）、H.264/MPEG-4 AVC（ITU-T + ISO）、H.265/HEVC（ITU-T + ISO）、VC-1（SMPTE）、Ogg-Theora、AOMedia Video 1（AOMedia）