人眼視覺原理.2ppt

1、n 圖像與視頻信號(hào)處理無(wú)所不在圖像與視頻信號(hào)處理無(wú)所不在普通相機(jī)視場(chǎng)：普通相機(jī)視場(chǎng)：50350人眼視場(chǎng)：人眼視場(chǎng)：2001350全景拼接全景拼接（Panoramic Mosaic）：3601800310-5cd/m23cd/m23105cd/m2暗視覺暗視覺明視覺明視覺中介視覺中介視覺constCLb22 圖 2-4 閾值對(duì)比度隨背景亮度的變化 bbtL-LLC 明視覺 暗視覺 靈敏度：以量子閾值表示時(shí)，最小可探測(cè)的視覺刺激是58145個(gè)藍(lán)綠光(波長(zhǎng)為0.51m)的光子轟擊角膜引起的，據(jù)估算，這一刺激只有514個(gè)光子實(shí)際到達(dá)并作用于視網(wǎng)膜上。 分辨力：對(duì)比度：圖案不同，對(duì)對(duì)比度的要求也不同（如

2、點(diǎn)與點(diǎn)：26；方波條紋之間：3）信噪比：人眼觀察物體需要排出干擾，如果干擾太大將影響到人眼的觀察效果。圖案不同，人眼對(duì)信噪比的要求不同（如方波圖案：11.5左右；余弦圖案：33.5左右）10-6lx10-5lx10-4lx10-3lx次聲波聲波無(wú)線電波微波紅外線紅色光紫色光紫外線X射線可見光可見光頻率范圍：紅 橙 黃 綠 蘭 紫 4.3X1014Hz-7.5X1014能量E頻率紅紫白色光某主頻光純度 依賴于Ed與Ew差別Ew=0 純度100%Ed=Ew 純度0EwEd紅紫bBgGrRC實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，很多顏色的光無(wú)法用RGB三種原色組合獲得。例如，500nm顏色=G+B-RRGB彩色監(jiān)視器無(wú)法獲得Z

3、YXZzZYXYyZYXXxzyxzZyYxXC1 X=0.4902R+0.3099G+0.1999B Y=0.1770R+0.8123G+0.0107B Z=0.0000R+0.0101G+0.9899B x, y, z：色系數(shù)bBgGrRCbBgGrRC0.80.70.10.20.7BGRYMC111YMCBGR1115. HSI顏色模型 面向視覺感知的顏色模型 HSI(色調(diào)hue、飽和度saturation、亮度intensity） 兩個(gè)特點(diǎn)： I分量與圖像的彩色信息無(wú)關(guān) H和S分量與人感受顏色的方式是緊密相連的 將亮度(I)與色調(diào)（H）和飽和度（S）分開，避 免顏色受到光照明暗(I)等

4、條件的干擾, 僅僅分 析反映色彩本質(zhì)的色調(diào)和飽和度 廣泛用于計(jì)算機(jī)視覺、圖像檢索和視頻檢索按信號(hào)組成和存儲(chǔ)方式的不同：模擬視頻：是由連續(xù)的模擬信號(hào)組成的圖像序列，像電影、電視和錄像的畫面；數(shù)字視頻：是一系列連續(xù)的數(shù)字圖像序列；幀：一段視頻中的每一幅圖像稱為一幀；幀：一段視頻中的每一幅圖像稱為一幀； 根據(jù)視覺暫留原理，要使人的視覺產(chǎn)生連續(xù)的動(dòng)根據(jù)視覺暫留原理，要使人的視覺產(chǎn)生連續(xù)的動(dòng)態(tài)感覺，每秒鐘圖像的播放幀數(shù)要在態(tài)感覺，每秒鐘圖像的播放幀數(shù)要在2430（幀頻）（幀頻）;幀頻：每秒播放的幀數(shù)幀頻：每秒播放的幀數(shù)低通濾波器容許低頻信號(hào)通過(guò)低通濾波器容許低頻信號(hào)通過(guò), , 減弱減弱( (或減少或減少

5、) )頻率高于截頻率高于截止頻率的信號(hào)的通過(guò)。止頻率的信號(hào)的通過(guò)。tt幅幅度度 取樣頻率至少是模擬取樣頻率至少是模擬信號(hào)最高頻率的兩倍。信號(hào)最高頻率的兩倍。一般選在一般選在2.52.5倍左右。倍左右。tt幅度2比特碼比特碼 8比特碼比特碼（4個(gè)）個(gè)） （256個(gè)）個(gè)） 11 10001011 10 10001010 01 10001001 00 10001000以上是分別用以上是分別用2 2和和8 8比特碼量化的電平。比特碼量化的電平。根據(jù)取樣的量化電平數(shù)，確定量化比特碼根據(jù)取樣的量化電平數(shù)，確定量化比特碼數(shù)。數(shù)。將圖像分成柵狀，每個(gè)小格子代表像素，將圖像分成柵狀，每個(gè)小格子代表像素，且位置確

6、定。且位置確定。Flash變換器對(duì)每個(gè)像素變換器對(duì)每個(gè)像素取樣，量化、編碼后，將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)取樣，量化、編碼后，將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。到存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)技術(shù)中，一個(gè)字節(jié)可以表示計(jì)算機(jī)技術(shù)中，一個(gè)字節(jié)可以表示0255范圍內(nèi)的值，但作為視頻信號(hào)幅范圍內(nèi)的值，但作為視頻信號(hào)幅度，只能在度，只能在0100 IRE單位之間。單位之間。注：注：IRE是視頻測(cè)量中的單位，廣播級(jí)視頻電平規(guī)定了任何視頻信號(hào)在播放時(shí)是視頻測(cè)量中的單位，廣播級(jí)視頻電平規(guī)定了任何視頻信號(hào)在播放時(shí)的亮度電平都不能超過(guò)的亮度電平都不能超過(guò)100 IRE。n 視頻質(zhì)量通常用線分辨率來(lái)度量；視頻質(zhì)量通常用線分辨率來(lái)度量；n 本質(zhì)上是表示

7、在顯示器上可以顯示多少不同的黑本質(zhì)上是表示在顯示器上可以顯示多少不同的黑白垂直線；白垂直線；o 增強(qiáng)清晰度視頻通常定義為增強(qiáng)清晰度視頻通常定義為480或或576的逐行的逐行有效掃描線的視頻，分別稱為有效掃描線的視頻，分別稱為“480p”和和“576p”；o 固定像素（非固定像素（非CRT）、具有）、具有4：3寬高比的消寬高比的消費(fèi)類顯示器通過(guò)轉(zhuǎn)換后，對(duì)應(yīng)于費(fèi)類顯示器通過(guò)轉(zhuǎn)換后，對(duì)應(yīng)于720480p或或720576p的有效分辨率；的有效分辨率；o 對(duì)于對(duì)于16：9的寬高比，轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對(duì)的寬高比，轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對(duì)應(yīng)于應(yīng)于960480p或或960576p。o 高清晰度視頻通常定義為具有高

8、清晰度視頻通常定義為具有720逐行逐行（720p）或）或1080隔行（隔行（1080i）有效掃描線的）有效掃描線的視頻；視頻；o 固定像素（非固定像素（非CRT）、具有）、具有16：9寬高比的寬高比的消費(fèi)類顯示器通過(guò)轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對(duì)應(yīng)消費(fèi)類顯示器通過(guò)轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對(duì)應(yīng)于于1280720p或或1280 1080i； 在隔行掃描方式中，電子束掃完第在隔行掃描方式中，電子束掃完第1 1行后從第行后從第3 3行開始掃，接著行開始掃，接著掃第掃第5 5行，行，7 7行、行、, ,一直掃到最后一行的中間。奇數(shù)行掃完后以一直掃到最后一行的中間。奇數(shù)行掃完后以同樣的方式掃描偶數(shù)行，這樣就完成了一幀的掃

9、描。由此可見，隔同樣的方式掃描偶數(shù)行，這樣就完成了一幀的掃描。由此可見，隔行掃描的一幀圖像是由兩部分組成：一部分是由奇數(shù)行組成，稱行掃描的一幀圖像是由兩部分組成：一部分是由奇數(shù)行組成，稱奇奇數(shù)場(chǎng)數(shù)場(chǎng)，另一部分是由偶數(shù)行組成，稱為偶數(shù)場(chǎng)，兩場(chǎng)合起來(lái)組成一，另一部分是由偶數(shù)行組成，稱為偶數(shù)場(chǎng)，兩場(chǎng)合起來(lái)組成一幀。因此在隔行掃描中，無(wú)論是攝像機(jī)還是顯示器，獲取或顯示一幀。因此在隔行掃描中，無(wú)論是攝像機(jī)還是顯示器，獲取或顯示一幅圖像都要掃描兩遍才得到一幅完整的圖像。幅圖像都要掃描兩遍才得到一幅完整的圖像。 逐行掃描逐行掃描隔行掃描隔行掃描 在逐行掃描方式中，電子束從在逐行掃描方式中，電子束從顯示屏的左

10、上角一行接一行地掃顯示屏的左上角一行接一行地掃到右下角，在顯示屏上掃一遍就到右下角，在顯示屏上掃一遍就顯示一幅完整的圖像。顯示一幅完整的圖像。1.逐行掃描逐行掃描2.隔行掃描隔行掃描 復(fù)合視頻信號(hào)，定義為包括亮度和色度的單路模擬信號(hào)，也即從全電視信號(hào)中分離出伴音后的視頻信號(hào)，這時(shí)的色度信號(hào)還是間插在亮度信號(hào)的高端。由于復(fù)合視頻接口的傳輸仍然是一種亮度色度混合的視頻信號(hào)，仍然需要顯示設(shè)備對(duì)其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像，這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì)造成色彩信號(hào)的損失，色度信號(hào)和亮度信號(hào)也會(huì)有很大的機(jī)會(huì)相互干擾從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。復(fù)合視頻信號(hào)接口又稱復(fù)合視頻信號(hào)接口又稱為為AVAV端子

11、或端子或VideoVideo端子端子蓮花線蓮花線采樣格式采樣格式信號(hào)形式信號(hào)形式采樣頻率采樣頻率樣本數(shù)樣本數(shù)/ /掃描行掃描行數(shù)字信號(hào)取值數(shù)字信號(hào)取值(MHz)NTSCPAL范圍范圍(A/D)(A/D)Y13.5858(720)864(720)220級(jí)(16 235)4:2:2Cr6.75429(360)432(360)225級(jí)(16 240)Cb6.75429(360)432(360)(128 112)Y13.5858(720)864(720)220級(jí)(16 235)4:4:4Cr13.5858(720)864(720)225級(jí)(16 240)Cb13.5858(720)864(720)(1

12、28 112)CIF CIF QCIFQCIFSQCIFSQCIF行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行亮度亮度(Y)(Y)288288360(352)360(352)144144180(176)180(176)9696128128色度色度(Cb)(Cb)144144180(176)180(176)727290(88)90(88)48486464色度色度(Cr)(Cr)144144180(176)180(176)727290(88)90(88)48486464尺寸尺寸 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱全寫全寫尺寸比例尺寸比例128 x 96128

13、x 96subQCIFsubQCIF 4:34:3176 X 144176 X 144QCIFQCIF 11:911:9320 x 240320 x 240Quarter-VGAQuarter-VGA 4:34:3352 x 288352 x 288CIFCIF 11:911:9640 x 480640 x 480VGAVGAVideo-Graphics-ArrayVideo-Graphics-Array4:34:3800 x 600800 x 600SVGASVGASuper-Video-Graphics-Super-Video-Graphics-ArrayArray4:34:31024 x

14、 7681024 x 768XGAXGAeXtended-VGAeXtended-VGA4:34:31280 x 7681280 x 768XGA-WXGA-W 15:915:91280 x 9601280 x 960QVGAQVGAQuad-VGAQuad-VGA4:34:31280 x 10241280 x 1024SXGASXGASuper-eXtended-VGASuper-eXtended-VGA5:45:41400 x 10501400 x 1050SXGA+SXGA+Super-eXtended-VGA-pluSuper-eXtended-VGA-plu4:34:31600 x

15、12001600 x 1200UGAUGAUltra-VGAUltra-VGA4:34:31920 x 10801920 x 1080HDTVHDTVHigh-Definition-TVHigh-Definition-TV16:916:91900 x 12001900 x 1200UXGAUXGAUltra-eXtended-VGAUltra-eXtended-VGA19:1219:122048 x 15362048 x 1536QXGAQXGAQuad-eXtended-VGAQuad-eXtended-VGA4:34:32560 x 20482560 x 2048QSXGAQSXGAQua

16、d-Super-eXtended-VGAQuad-Super-eXtended-VGA5:45:43200 x 24003200 x 2400QUXGAQUXGAQuad-Ultra-eXtended-VGAQuad-Ultra-eXtended-VGA4:34:3 數(shù)字電視發(fā)展規(guī)劃數(shù)字電視發(fā)展規(guī)劃1、亮度與色度分開處理，沒有串?dāng)_。、亮度與色度分開處理，沒有串?dāng)_。2、數(shù)字信號(hào)便于處理和存儲(chǔ)。、數(shù)字信號(hào)便于處理和存儲(chǔ)。 3、數(shù)字信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)。、數(shù)字信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)。4、數(shù)字信號(hào)便于加密，加擾。、數(shù)字信號(hào)便于加密，加擾。2005年年 直轄市、部分發(fā)達(dá)省市完成數(shù)字化過(guò)渡直轄市、部分發(fā)達(dá)省市完成數(shù)字化過(guò)渡2008年年 中、西部地區(qū)部