数字视频技术基础知识-2.ppt

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1、第二章　电视基础知识2.1彩色视觉与三基色原理2.2电视传像原理2.3电视图像的基本参量2.4视频图像信号2.5视频图像信号的数字化与分量编码彩色视觉彩色是一种视觉信息。光辐射刺激人眼（简称彩色刺激）时，将引起复杂的心理及心理变化的过程。彩色视觉的理论涉及生理学、心理学、物理光学、生理光学等学科彩色视觉与三基色原理导入人类视觉感知能力的特点人类视觉系统在对物体的识别上有特殊强大的功能；但在对灰度、距离和面积的绝对估计上却有某些欠缺；以传感器单元的数目比较：视网膜包含接近1亿3000万至1亿5000万个

2、光接收器，这远远大于一般数字成像系统CCD片上的传感器单元数；和它每次执行运算的数目比较：和计算机的时钟频率相比，神经处理单元的开关时间将比之大约慢104倍；总体而言，人类的视觉系统还是比计算机视觉系统要强大得多。它能实时分析复杂的景物以使我们能即时的反应。视觉低级感知层次视觉系统从外界获取图象，就是在眼睛视网膜上获得周围世界的光学成象，然后由视觉接收器(杆状体和锥状体在视网膜上作为视觉接收器)，将光图象信息转化为视网膜的神经活动电信息，最后通过视神经纤维，把这些图象信息传送入大脑，由大脑获得图象感知

3、。100m15m2.55mm17mm中心凹(成像区)视网膜上有柱状体和锥状体两类视觉接收器：视柱体(Rods)：细长而薄，数量上约7500万～1亿5000万，它们提供暗视，即在较低数量级亮度时的视觉响应，其光灵敏度高。视锥体(Cons)：结构上短而粗，数量少，约600万～700万，光灵敏度较低，它们提供昼视，其响应光亮度范围比视柱体要高5～6个数量级。在中间亮度范围是两种视觉细胞同时起作用。视锥体集中分布在视网膜中心小凹里。眼睛的成像机理睫状肌晶状体巩膜视网膜脉络膜角膜玻璃体虹膜锥状细胞：600万～7

4、00万；柱状细胞：7500万～1亿5000万彩色的表示彩色的表示是基于TomasYoung提出的三基色原理：“任何彩色可以用合适的三种基本色混合而再生”。生理学已证明，视网膜中有叁种视锥体，具有不同的吸收光谱，SR(λ)，SG(λ)，SB(λ)其中：λMIN≤λ≤λMAX、λMIN≈400nm、λmax≈780nm吸收光谱响应的峰值分别在光谱的红、绿、兰区域。而且，吸收曲线有相当多的部分是相互重叠的。这是三基色原理的生理基础。三基色相加混色：红、绿、兰三基色(RGB)；三基色相减混色：黄、青、品红(C

5、MY)。RGB彩色模型RGB颜色模型是三维直角坐标颜色系统中的一个单位正方体，在正方体的主对角线上，各原色的量相等，产生由暗到亮的白色，即灰度。(0,0,0)为黑，(1,1,1)为白，正方体的其他6个角点分别为红、黄、绿、青、蓝和品红。RGB颜色模型构成的颜色空间是CIE原色空间的一个真子集。RGB颜色模型通常用于彩色阴极射线管和彩色光栅图形显示器。RGB三原色是加性原色。黄(1,1,0)黑(0,0,0)绿(0,1,0)青(0,1,1)蓝(0,0,1)品红(1,0,1)白(1,1,1)红(1,0,0)

6、RGB调色板2.1图像顺序传送原理1.图像的表示法根据三基色原理彩色图像由红、绿、蓝三个基色图像叠加而成。对于彩色电视，每一个平面活动基色图像都可以表示成空间坐标x、y和时间t的三维连续函数。fR(x,y,t)，fG(x,y,t)，fB(x,y,t)对于黑白电视，平面活动图象只是亮度图像，表示为fL(x,y,t)§2.1电视系统组成原理电视系统：摄像→传输→显像根据人眼对细节分辨力有限的视觉特性，可以把一幅平面图像分解成许许多多小单元。这些组成画面的细小单元具有单一的亮度和色度，称为像素（pixel）

7、。像素越小，单位面积上的像素数目越多，图像就越清晰。根据人眼的视觉惰性可以把时间连续的景物分解成一幅幅时间不连续的画面，只要画面的显示频率高于临界闪烁频率，就可以获得连续活动图像的感觉。1.图像的表示法对于彩色电视，每一个平面活动基色图像都可以表示成空间坐标x、y和时间t的三维离散函数:fR(xm,yn,tk)，fG(xm,yn,tk)，fB(xm,yn,tk)对于黑白电视，平面活动亮度图像可表示为fL(xm,yn,tk)电视图像离散化可以压缩需要传送的信息量。如何用一维时间函数的电视信号传送三维活动

8、电视图像？1.图像的表示法2.图像的顺序传送并行传送：把不同位置上的像素同时转变成相应的电信号，分别用相应信道同时传送出去。根据人眼的细节分辨力，一幅图像要比较清晰，至少要有40万以上的像素，即需40万个信道。——不经济，也不可能。并行传送示意图发送端接收端顺序传送（串行传送）：利用人眼的视觉惰性，将各个像素的光信号按一定的顺序变成电信号传输，接收端再按同样的顺序将电信号变成光信号，只要速度足够快，人眼感觉图像就是完整和连续的。这种将图像分解成像素并按一