多媒体技术基础及应用第6讲钟玉琢清华大学出版社

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1、多媒体技术基础及应用1第3章视频信号的获取与处理3.1彩色空间表示及其转换3.2视频信息获取技术3.3图像文件格式及其转换2第3章视频信号的获取与处理本章重点介绍视频信号获取器的工作原理3第3章视频信号的获取与处理本章讲课思路:视频信号获取器的工作原理彩色空间表示及其转换黑白全电视信号和彩色全电视信号43.1.1彩色空间表示及其转换本节讲课思路:三基色原理彩色空间表示及其转换颜色的表示51.三基色(RGB)的原理：自然界常见的各种颜色光，都是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色光按不同比例相配而成，同样绝大多数颜色也可以分解成红、绿、蓝三种色光，这就是色度学中最基本的原理—

2、——三基色原理。三基色的选择不是唯一的，三种颜色必须是相互独立的，即任何一种颜色都不能由其他两种颜色合成。6红色+绿色=黄色红色+蓝色=品红绿色+蓝色=青色红色+绿色+蓝色=白色7分色棱镜83.1彩色空间表示及其转换本节讲课思路:三基色原理彩色空间表示及其转换颜色的表示9I(Y)亮度：光的强和弱。H色调：光的波长、人眼的感觉(反映)颜色(的基本特征)。S饱和度：颜色渗入白光的程度(表示)颜色深浅的程度。2.亮度、色调、饱和度10一幅图像颜色的表示一幅图像f（x，y）其分辨率为512512256256f(x0,y0)f(x511,y0)f(x0,y511)f(x511,y5

3、11)11YXf(x,y)XY的离散化称为采样f（x，y）值的离散化称为量化f(x0,y0)y0x0位图12多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数f(x,y)进行空间和幅值的离散化处理。采样和量化13采样：空间连续坐标(x,y)的离散化，叫做采样；量化：f(x,y)颜色的离散化，称之为量化。数字化：两种离散化结合在一起，叫做数字化.离散化的结果称为数字图像。采样和量化14视频图像的表示PAL制25帧/秒NTSC制30帧/秒图像是二维数据视频是三维数据15RGB彩色空间YUV彩色空间YIQ彩色空间HIS彩色空间3.彩色空间16(1)RGB彩色空间任意颜色的光F，其

4、配色方程可写成：F=r[R]+g[G]+b[B]其中r、g、b为三个系数r+g+b=13.彩色空间17RGB和黑白电视信号不兼容，希望空中发射的信号转换成YUV信号。当白光的亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色的关系可用如下方程描述：Y=0.299R+0.587G+0.114B18(2)YUV彩色空间PAL用YUV空间NTSC用YIQ空间亮度Y色差UV19Y=0.3R+0.59G+0.11BU=m(B-Y)=0.493(B-Y)V=n(R-Y)=0.877(R-Y)把B-Y、R-Y叫色差。20Y0.30.590.11RU=-0.15-0.290.44GV0.61-0.52-0

5、.096B21Y=0.3R+0.59G+0.11B实现:运放YRGB22（3）YIQ彩色空间大量实验统计，人眼对红黄之间的颜色变化最敏感，而分辨蓝和紫之间颜色变化最不敏感。所以把相角为123的橙色（红黄之间的颜色）及其相反相角的303的青色定义为I轴。与I正交的色度信号轴，通过33—0—213线，叫Q轴。。。。。。23。。。。（3）YIQ彩色空间I=VCos33-USin33Q=VSin33+UCos3324H：Hue代表色调（纯度、颜色）S：Saturation代表饱和度I：Intensity代表亮度、强度（4）HSI空间25R143——>31G143——>31B31——>

6、255H60——>240S180——>180I105——>105例:黄色=>蓝色26用YUV和YIQ的好处：(1).亮度信号Y解决了彩色电视机与黑白电视的兼容问题。27用YUV和YIQ的好处：(2).大量实验表明，人眼对色差信号不敏感，而对亮度信号特别敏感。28用YUV和YIQ的好处：Y带宽4.43MHz（PAL）（因为敏感）U、V带宽1.3MHz(因为不敏感)电视台的一个节目频道为6M29(3).传输电视信号VU相角幅度30由于人眼对亮度信号敏感，选择量化的比例为：(4).量化比例Y:U:V=8:4:4Y:U:V=8:2:2Y:U:V=8:8:831(4).量化比例XY0Y

7、1Y2Y3Y4UV32RGB与YUV和YIQ之间的转换HSI空间与RGB之间的转换4.彩色空间的转换33Y0.30.590.11RU=-0.15-0.290.44GV0.61-0.52-0.096B（1）RGB与YUV之间的转换34Y0.30.590.11RI=0.6-0.28-0.32GQ0.21-0.520.31B（2）RGB与YIQ之间的转换35HSI彩色空间与RGB彩色空间之间的转换36第3章视频信号的获取与处理本章讲课思路:视频信号获取器的工作原理彩色空间表示及其转换黑白全电视信号和彩色全电视