数字视频图像处理与通信2视频的图像表示.ppt

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1、第2章视频的图像表示目录2.1图像的视觉基础2.2颜色模型2.3图像的数字化2.4图像格式2.5数字视频格式2.1图像的视觉基础2.1.1图像的概念1.图像的基本概念光通量；亮度2.亮度适应和区分韦伯率实验（一个确定人的视觉系统区分亮度能力的经典实验）实验表明：亮度区分能力在低照明情况下较差，此时韦伯率大；在背景亮度增强时改进多，此时韦伯率小。还要说明的是，对于我们的视觉系统，感觉到的亮度并不等于光的强度，这可以由以下两个概念说明。（1）马赫带效应：均匀亮度条带，看起来左边亮些而右边暗些。（2）同时对比度效

2、应：两个同样大小同样亮度的小方块，放在暗的背景中的一块看起来比放在亮的背景中的另一块看起来要亮一点。3.图像的分类按其亮度等级的不同：可分为二值图像（只有黑白两种亮度等级）和灰度图像（有多种亮度等级）。按其色调的不同：可分为无色调的灰度（黑白）图像和有色调的彩色图像。按其内容的变化性质不同：可分为静止图像和活动图像。按其所占空间的维数的不同：可分为平面的二维图像和立体的三维图像等。4.图像的获取传感器的三种类型：（1）单个传感器（2）线阵传感器（3）面阵传感器分辨率2.1.2分辨率对于空间上或时间上两个相邻

3、的视觉信号，人们刚能鉴别出二者存在（差别）的能力称为视觉系统的分辨率。分辨率是影响位图质量的一项指标。数字图像的“分辨率”指的是单位长度中，所表达或包含的像素数目。分辨率直接影响到图像的质量，一般分辨率越高，像点密度也越高，图像对细节的表现能力越强，清晰度就越高。按应用场合不同，可将分辨率分为屏幕分辨率和输出分辨率两种。（1）图像分辨率：指图像中存储的信息量，通常用像素/英寸（pixelperinch，ppi）表示。（2）显示分辨率：指构成画面的像素的多少，数值越大，图像也就越清晰。以乘法形式表示，如102

4、4×768，其中1024和768分别表示屏幕上水平方向和垂直方向显示的像素点数。显示器的最大分辨率与显示区域的大小、显像管点距（屏幕上两个相邻同色荧光点之间的距离）、视频带宽等因素有关。最大分辨率=显示区域的宽或高/点距。（3）打印分辨率：又叫做输出分辨率，通常以点/英寸（dotperinch，dpi）表示，它决定了打印机打印图像时所能表现的精细程度，也称打印精度图像大小与分辨率之间的关系可以利用下列的计算公式加以表示：图像的大小=图像的分辨率×打印的尺寸图像的大小/图像的分辨率=打印的尺寸对特定的图像而言

5、，图像的大小是固定的，所以，分辨率和打印尺寸便呈现反比的关系。人眼的视觉特性2.1.3人眼的视觉特性人眼主要有以下视觉特性：由于人眼对亮度响应的非线性特性，在亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感，韦伯率就是对这种现象的一种描述，在这些区域量化时可粗糙些。人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率，所以在对色度信号编码前可以先进行空间亚抽样，以提高压缩比。图像边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息，人眼容易感觉到边缘位置的变化，而对于边缘部分的灰度误差，人眼并不敏感。相反，在灰度变化较平缓的区域，

6、灰度的少量变化就已被人眼发现。画面切换后约100ms时间内，人眼分辨率较低，这种效应称之为掩蔽效应。由于掩蔽效应，人眼对画面中人移开后刚露出的背景分辨率也较低。典型的视角仅为5°，这是边缘掩盖了邻近像素的作用，使人眼对这些像素不敏感、不精确。视觉系统的时间和空间频率特性是相互依赖的。2.2颜色模型2.2.1颜色基础知识1.颜色与光密不可分随着波长由长到短，呈现的颜色依次为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。2.物体的颜色两种不同的来源：一种是发光体所呈现的颜色；另一种是物体反射或透射的彩色光。3.人眼对颜色的感知

7、三基色混合原理：任何颜色都可以通过三基色按不同比例混合得到。RGB模型2.2.2颜色模型的基本概念1.RGB模型红、绿、蓝三基色按照不同的比例相加合成的混色称为相加混色。红色+绿色=黄色，绿色+蓝色=青色，红色+蓝色=品红，红色+绿色+蓝色=白色。黄色、青色、品红都是由两种颜色相混合而成的，所以它们又称相加二次色。另外，红色+青色=白色，绿色+品红=白色，蓝色+黄色=白色。所以青色、黄色、品红分别又是红色、蓝色、绿色的补色。HSI模型2.HSI模型H表示色调（Hue），S表示饱和度（Saturation），

8、I表示密度（Intensity，对应成像亮度和图像灰度）。亮度是光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。色调是当人眼看一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉，它反映颜色的种类，决定颜色的基本特性。饱和度是颜色的纯度，即掺入白光的程度，指颜色的深浅程度。通常把色调和饱和度通称为色度。亮度表示某彩色光的明亮程度，而色度则表示颜色的类别与深浅程度。人的视觉系统经常采用HSI颜色空间，它比RGB颜色空间更符合人的视觉特性。从R