多媒體信息的獲取

1、1RGB顏色空間模型在RGB模型中，顏色空間里一切的顏色都是由R、G、B (紅、綠、藍(lán))三種光依不同的比例相加而成。RGB的每一色光，含有亮度成分，例如R的成分越多，表示越紅越亮。各色光混合后，會比原來單獨的色光還亮，稱為相加混色；適宜在以自動光源顯示影像的場所運用，如電視、電腦、投影等。3. 顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 綠(0,1,0)青(0,1,1)黃(1,1,0)黑(0,0,0)藍(lán)(0,0,1)品紅(1,0,1)白(1,1,1)紅(1,0,0)1RGB顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 RGB顏色000黑001藍(lán)010綠011青100紅101品

2、紅110黃111白1RGB顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 2CMY/CMYK顏色空間模型任何一種由顏料呈現(xiàn)的顏色都可以用青Cyan、品紅Magenta和黃Yellow這三種基色按不同的比例混合而成，我們稱這種顏色空間為CMY顏色空間。在彩色印刷、彩色膠片和繪畫中的混色采用相減混色。彩色印刷或彩色打印的紙張是不能發(fā)射光線的，因此印刷機或彩色打印機就只能運用一些可以吸收特定的光波而反射其他光波的油墨或顏料。由于彩色墨水和顏料的化學(xué)特性，用等量的CMY三基色得到的黑色不是真正的黑色，因此在印刷術(shù)中常加一種真正的黑色墨水Black Ink，于是CMY顏色空間也稱為CMYK顏色空間

3、。2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 CYMRGB2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 C(青色)M(品紅)Y(黃色)顏色000白001黃010品紅011紅100青101綠110藍(lán)111黑2CMY/CMYK顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 RGB和CMY關(guān)系RGB顏色000黑001藍(lán)010綠011青100紅101品紅110黃111白C(青色)M(品紅)Y(黃色)顏色000白001黃010品紅011紅100青101綠110藍(lán)111黑 RGB CMYRGB和CMY值都?xì)w一到0，12.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 YUV是PALPhase Alternating

4、 Line，逐行倒相制彩色電視系統(tǒng)所采用的一種顏色空間模型，其中Y表示亮度，U表示藍(lán)色色差即B-Y ， V代表紅色色差R-Y。 采用YUV顏色空間的重要性：亮度信號Y和色度信號U、V是分別的，處理彩色電視和黑白電視兼容的問題?？梢岳萌搜蹖Σ噬拿舾卸鹊陀趯α炼鹊拿舾卸鹊囊曈X特性，用較窄的頻帶傳送U、V信號，優(yōu)化彩色電視信號的傳輸。3YUV顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 RGB YUV2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 YIQ顏色空間是由YUV推導(dǎo)而來，是NTSC (National Television Systems Committee)制彩色電視系統(tǒng)所采用的一

5、種顏色空間模型； I代表“同相，Q代表“正交，它們指的是用于發(fā)射顏色信息的調(diào)制方法； I、Q是經(jīng)過將U、V軸逆時針旋轉(zhuǎn)33度獲得的。優(yōu)點：由人眼彩色視覺的特性闡明，人眼分辨紅、黃之間顏色變化的才干最強，而分辨藍(lán)、紫之間顏色變化的才干最弱。經(jīng)過一定的變化，I對應(yīng)于人眼最敏感的色度，而Q對應(yīng)于人眼最不敏感的色度。這樣，傳送Q可以用較窄的頻帶，而傳送分辨率較強的I信號時，可以用較寬的頻帶。 4YIQ顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 RGB YIQ2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 彩色圖像的灰度化處置 Gray(i,j)=0.114

6、*R(i,j)+0.587*G(i,j)+0.299*B(i,j) 察看該式，其中綠色所占的比重最大，轉(zhuǎn)換時可以直接運用G值作為轉(zhuǎn)換后的灰度?；叶葓D只能表現(xiàn)256種顏色。由YUV顏色空間派生的一種顏色空間模型。主要用于數(shù)字電視系統(tǒng)，是YUV顏色空間的縮放和偏移版本。5YCbCr顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 HSV(hue, saturation and value)的縮寫A. R. Smith根據(jù)顏色的直觀特性于1978年創(chuàng)建的, 也稱六角錐體模型(hexcone model)HSV的表示方法顏色H：用角度度量，0360。紅色為0，按逆時針方向計算，綠色為120，藍(lán)色為

7、240飽和度S：取值范圍為0.01.0亮度值V：取值范圍為0.0(黑色)1.0(白色) HSV和RGB之間沒有轉(zhuǎn)換矩陣，但可對它們之間的轉(zhuǎn)換算法進(jìn)展描畫6HSV顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 圖 HSV顏色空間 2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 HSL/HSB (hue, saturation and lightness/brightness)的縮寫利用三條軸定義顏色，用六角形錐體表示用于臺式機圖形程序定義顏色HSL 與HSVHSL用光亮度(lightness)作坐標(biāo)，HSV用亮度作坐標(biāo)HSL顏色飽和度最高時的光亮度L定義為0.5，而HSV那么為1.0 7HSL/

8、HSB/HSI顏色空間模型2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 2.1.1 顏色的根本概念及顏色空間模型 圖像Image：是指由輸入設(shè)備捕捉的實踐場景畫面，或以數(shù)字化方式存儲的恣意畫面。靜止的圖像可用一個矩陣來表示，矩陣列中的各個元素用來描畫構(gòu)成圖像的各個點稱為像素 pixel 的強度與顏色等信息。這種圖像也稱為位圖 Bitmap。2.1.2 位圖圖像 空間和亮度上已離散化了的圖像，由數(shù)字陣列信息組成，陣列中的各項數(shù)字描畫構(gòu)成圖像各點亮度與顏色信息，與顯示器上的點一一對應(yīng)。 位圖定義4/652.1.2 位圖圖像 根據(jù)量化的顏色深度的不同，又可以分為單色圖像、灰度圖像和彩色圖像三大類。 位圖

9、分類只需黑、白兩色單色圖像R G B彩色圖像具有 256 級灰度灰度圖像5/652.1.2 位圖圖像 確定屏幕上顯示圖像區(qū)域的大小，即構(gòu)成全屏顯示的像素點個數(shù)，以每行擁有的像素點數(shù)屏幕顯示行數(shù)來表示。 顯示分辨率 確立組成一幅圖像的像素數(shù)目，即該圖像的程度和垂直方向上的像素個數(shù)，用 dpi每英寸多少點表示。 圖像分辨率 打印機輸出圖像時采用的分辨率。不同打印機最高分辨率不同的，而同一臺打印機也可以運用不同分辨率打印。 打印分辨率11/65位圖圖像的技術(shù)目的-分辨率 300 dpidpi 的數(shù)值越大，圖像越明晰dpi視覺效果明晰度絕對明晰度96 dpi21 dpi12/65位圖圖像的技術(shù)目的 一

10、幅彩色圖像的每個像素用 R、G、B 這 3 個分量表示，假設(shè)每個分量運用 8 個二進(jìn)制位，那么一個像素就需求 24 個二進(jìn)制位來表示，此時圖像深度為 24 位。計算該圖像可以表達(dá)的顏色數(shù)目是多少。 例: 可以表達(dá)的顏色數(shù)目為 224 = 16 777 216。解:像素深度：描畫圖像中每個像素數(shù)據(jù)所占的二進(jìn)制位數(shù)，它決議了彩色圖像中可出現(xiàn)的最多顏色數(shù)，或灰度圖像中最大灰度等級數(shù)。 像素深度圖像顏色總數(shù)圖像名稱12(21)單色圖像（黑白二值）416(24)索引 16 色圖像8256(28)索引 256 色圖像1665536(216)HI-Color 圖像（實際只顯示 32768 種顏色）24167

11、72216(224)True Color 圖像（真彩色）324294967296(232)True Color 圖像（真彩色）13/65位圖圖像的技術(shù)目的 圖像中的每個像素值都分成 R、G、B 三個基色分量，每個基色分量直接決議其基色的強度，這樣產(chǎn)生的顏色稱為真彩色。 真彩色 圖像中每個像素值是一個索引或代碼值，作為顏色查找表中某項入口地址，查找出包含實踐 R、G、B 的強度值，這樣產(chǎn)生的顏色稱偽彩色。 偽彩色 經(jīng)過每個像素點 R、G、B 分量分別作為索引值進(jìn)展變換，經(jīng)相應(yīng)顏色變換表找出各自基色強度，用變換后的 R、G、B 強度值產(chǎn)生顏色。 直接色15/65位圖圖像的技術(shù)目的 顯示深度：表示顯

12、示緩存中記錄屏幕上一個點的二進(jìn)制位數(shù)，即顯示器可顯示的顏色數(shù)。 屏幕上的顏色可以比較真實地反映圖像文件的顏色效果顯示深度大于像素深度 屏幕上的顏色不可以真實反映圖像文件顏色效果，失真顯示深度小于像素深度 假設(shè)真彩色顯示方式顯示真彩色圖像，或顯示調(diào)色板與圖像調(diào)色板一致，那么屏幕上顏色能較真實地反映圖像顏色效果；不一致那么顯示顏色會出現(xiàn)失真 顯示深度等于像素深度 14/65位圖圖像的技術(shù)目的 表達(dá)圖像逼真：與圖像復(fù)雜程度無關(guān)，表現(xiàn)力強，適宜表現(xiàn)細(xì)節(jié)和層次 對硬件要求高：當(dāng)處置高質(zhì)量彩色圖像時，對計算機硬件平臺要求較高 文件數(shù)據(jù)量大：由大量不同亮度和顏色像素點組成，因此文件數(shù)據(jù)量大 缺乏靈敏性能：當(dāng)

13、位圖圖像被放大時，圖像的明晰度會降低并出現(xiàn)鋸齒 位圖特點6/652.1.2 位圖圖像 圖像文件格式 BMP BMP是英文Bitmap位圖的簡寫，文件擴展名是.BMP或.bmp 微軟公司開發(fā)的在Windows環(huán)境下的規(guī)范位圖文件格式，被多種Windows運用程序所支持有緊縮和不緊縮兩種方式以BMP格式存儲的文件容量較大與設(shè)備無關(guān)的位圖(DIB)文件格式device-independent bitmap的縮寫像素存儲順序和像素深度與詳細(xì)設(shè)備無關(guān)GIF圖形交換格式Graphics Interchange Format的縮寫CompuServe公司開發(fā)的圖像文件存儲格式1987年開發(fā)的版本號為GIF8

14、7a1989年擴展后的版本號為GIF89a。圖像的相關(guān)信息以數(shù)據(jù)塊(block)為單位一個GIF文件由表示圖形/圖像的數(shù) 據(jù)塊、數(shù)據(jù)子塊以及顯示圖形/圖像的控制信息塊組成 在一個GIF文件中可存放多幅彩色圖形/圖像，并可像幻燈片那樣顯示或像動畫那樣演示Internet上大量采用的彩色動畫文件多為此格式采用LZW 詞典編碼無損緊縮算法來緊縮圖像數(shù)據(jù)用戶可為圖像設(shè)置透明(transparency)的背景圖像文件格式 GIF TIFFTag Image File Format，標(biāo)志圖像文件格式是由Aldus和Microsoft公司為掃描儀和桌面出版系統(tǒng)研制開發(fā)的一種較為通用的圖像文件格式。它是Mac

15、intosh和PC機上運用最廣泛的位圖格式，在這兩種硬件平臺上移植TIFF格式的圖像非常便利，大多數(shù)掃描儀也都可以輸出TIFF格式的圖像文件。該格式支持的顏色數(shù)最高可達(dá)16M種。TIFF格式的圖像文件后綴普通是*.tif/*.tiff。圖像文件格式 TIFF TIFF文件的特點是：1存儲的圖像質(zhì)量高，但占用的存儲空間也大；2文件格式靈敏易變，有四類不同的格式：TIFF-B適用于二值圖像；TIFF-G適用于黑白灰度圖像；TIFF-P適用于帶調(diào)色板palette的彩色圖像；TIFF-R適用于RGB真彩色圖像；3支持多種編碼方法，其中包括RGB無緊縮、LZW無損緊縮、RLE緊縮及JPEG緊縮等。圖像

16、文件格式 TIFF JPEG是Joint Photographic Experts Group結(jié)合圖片專家組的縮寫。JPEG規(guī)范由ISO和IEC兩個組織機構(gòu)結(jié)合組成的專家組，擔(dān)任制定靜態(tài)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)緊縮編碼規(guī)范規(guī)范號：ISO/IEC 10918或ITU-T T.81規(guī)范名：Information technology Digital compression and coding of continuous-tone still images (信息技術(shù) 延續(xù)顏色靜態(tài)圖像的數(shù)字緊縮和編碼)JPEG 規(guī)范適用范圍 灰度圖像、彩色圖像 靜止圖像的緊縮，視頻序列幀內(nèi)圖像緊縮JPEG可以大范圍地調(diào)理圖

17、像的數(shù)碼率和質(zhì)量運用于數(shù)碼相機圖像文件格式 JPEG JPEG文件格式 JPEG在制定JPEG規(guī)范時定義了許多標(biāo)志(marker)，用來區(qū)分和識別圖像數(shù)據(jù)及其相關(guān)信息廣泛運用的JPEG文件格式是JPEG文件交換格式(JPEG File Interchange Format，JFIF)由于JFIF文件格式直接運用JPEG規(guī)范為運用程序定義的許多標(biāo)志，因此JFIF格式就成了現(xiàn)實上的JPEG文件交換格式規(guī)范以這種格式存放的圖像文件的后綴是.JPG或.JFF，大多數(shù)閱讀器都支持這種格式的文件圖像文件格式 JPEG PNG便攜網(wǎng)絡(luò)圖形格式Portable Network Graphic Format的簡

18、稱20世紀(jì)90年代中期開場開發(fā)的圖像文件存儲格式，其目的是企圖替代GIF和TIFF文件格式，同時添加一些GIF文件格式所不具備的特性PNG稱號來源于非官方的“PNGs Not GIF，是一種位圖文件存儲格式，讀成“ping。它的特點主要有：緊縮效率通常比GIF要高；提供Alpha通道控制圖像的透明度；支持校正機制用來調(diào)整圖像的亮度等。PNG文件格式支持3種主要的圖像類型：真彩色圖像、灰度圖像以及顏色索引數(shù)據(jù)圖像。用來存儲灰度圖像時，灰度圖像的深度可多到16 bit；存儲彩色圖像時，彩色圖像的深度可多到48 bit，并且還可存儲多到16 bit的Alpha通道數(shù)據(jù)。PNG運用從LZ77派生的數(shù)據(jù)

19、無損緊縮算法 圖像文件格式 PNG PNG文件格式中添加了以下GIF文件格式所沒有的以下特性：每個像素為48 bit的真彩色圖像。每個像素為16 bit的灰度圖像?？蔀榛叶葓D和真彩色圖添加Alpha通道。運用循環(huán)冗余碼CRC檢測破損的文件。更優(yōu)化的逐次逼近顯示方式。圖像文件格式 PNG PSDPhotoshop Document圖像文件格式是Adobe公司的圖像處置軟件Photoshop的公用文件格式，后綴為*.psd，可以存儲成RGB或CMYK顏色空間模型，還可以自定義顏色數(shù)并加以存儲。在Photoshop所支持的各種圖像格式中，以自定義的PSD格式翻開和保管圖像的速度比其他格式都快。PSD

20、格式還提供了無損圖像緊縮功能。Photoshop格式的缺陷:在于除了Photoshop之外，其他程序很少支持這種格式。圖像文件格式 PSD PCX是由Zsoft公司在80年代初期為其圖像處置軟件Paint Brush畫筆配套推出的一種圖像文件格式，后綴為.pcx。在Windows尚未普及時，DOS下的繪圖、排版軟件都用PCX文件格式。后來，Microsoft將PC Paint Brush移植到Windows環(huán)境中，PCX圖像文件格式也就得到了更多的圖形圖像處置軟件的支持。圖像文件格式 PCX 圖形 圖形Graphic：是一種籠統(tǒng)化的圖像，普通指用計算機繪制draw的幾何圖(包含彩色圖)，如直線

21、、圓、圓弧、矩形、恣意曲線和圖表等。 在幾何學(xué)中，圖形普通運用矢量表示，因此也稱矢量圖(Vector Graphics)。 矢量圖是用一組指令集合來描畫圖形的內(nèi)容，這些指令用來描畫構(gòu)成該圖形的一切直線、圓、圓弧、矩形、曲線等圖元的位置、維數(shù)和外形等。 在計算機屏幕上顯示矢量圖形要有專門的軟件，如AutoCAD、Corel Draw、Adobe Illustrator等，這些軟件將描畫圖形的指令轉(zhuǎn)換成在屏幕上顯示的外形和顏色，也可產(chǎn)生和操作矢量圖形的各成分，并對矢量圖形進(jìn)展挪動、縮放、旋轉(zhuǎn)和扭曲等變換。 用一組計算機指令集合描畫圖形內(nèi)容，這些指令描畫構(gòu)成該圖形一切直線、圓、圓弧、矩形、曲線等圖元

22、的位置、維數(shù)和外形等。 矢量圖定義7/65 用數(shù)學(xué)方式來描畫一幅圖形。在計算機上顯示一副圖時，先要運用專門軟件讀取并解釋這些指令，再將它們轉(zhuǎn)成屏幕上顯示的外形和顏色，最后經(jīng)過運用實心的或有等級深淺的單色或顏色填充一些區(qū)域而構(gòu)成圖形。 矢量圖原理8/65 緊縮后不變形：尺寸可以恣意變化而不損失圖像質(zhì)量，緊縮后不會變形 部分可處置性：各部件相對獨立，無論放大、減少或旋轉(zhuǎn)等都不會失真 文件數(shù)據(jù)量?。簩D像進(jìn)展籠統(tǒng)化，它運用圖形指令集合取代原始圖像 不易描畫復(fù)雜圖：對復(fù)雜圖，計算機要破費很長的時間去執(zhí)行繪圖指令 矢量圖特點9/65100% 矢量圖放大到 800% 的效果100% 位圖放大到 800%

23、的效果文件內(nèi)容文件容量顯示速度應(yīng)用特點矢量圖圖形指令與圖的復(fù)雜程度有關(guān)圖越復(fù)雜，需要執(zhí)行指令越多，顯示越慢易于編輯，適合“繪制” 和 “創(chuàng)建”但是表現(xiàn)力受限位 圖圖像點陣數(shù)據(jù) 與圖尺寸及彩色有關(guān)與圖內(nèi)容有關(guān)適合 “獲取” 和“復(fù)制”。表現(xiàn)力強但是編輯較復(fù)雜矢量圖形與位圖圖像的比較 1視頻Video：是動態(tài)的圖像序列，由一系列延續(xù)的畫面序列幀組成 ，這些畫面以一定的速率幀頻延續(xù)地投射在屏幕上，使察看者具有圖像延續(xù)運動的覺得。一幀電視畫面xytF(u,v)k-1幀k+1幀k幀k-1幀2.4.1 視頻信號的根本概念活動圖像利用人的眼睛有視覺暫留特性我國電視每秒放送25幅圖像(幀) 把每幀畫面分先后兩

24、次來放送，這樣，光亮度變化的次數(shù)就添加到50次秒 詳細(xì)的做法就是隔行掃描 2.4.1 視頻信號的根本概念電視掃描指顯示圖像的方式。掃描有隔行掃描和逐行掃描之分。在逐行掃描中，電子束從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顯示一幅完好的圖像。2.4.1 視頻信號的根本概念場 (Field):為了在有限的帶寬和本錢內(nèi)使畫面運動更加平滑和消除閃爍感奇數(shù)場 Odd Field 偶數(shù)場Even Field幀F(xiàn)rame:單幀就是一副靜止的畫面掃描行數(shù)：電視圖像的掃描行數(shù)通常指程度行的數(shù)目。掃描行數(shù)也稱為垂直分辨率Vertical Resolution，掃描行數(shù)越多，電視明晰度越高。我國的

25、電視制式PAL規(guī)定程度掃描行數(shù)為625。2.4.1 視頻信號的根本概念同步：在傳送電視節(jié)目的過程中，接納端與發(fā)送端按照一樣的步伐順序掃描像素時，才干重顯完好而穩(wěn)定的圖像，這叫做收發(fā)兩端同步。接納與發(fā)送兩端同步包含程度和垂直兩個方向的掃描同步。行同步：當(dāng)掃描時，在每一行使收發(fā)兩端同步稱為程度同步，或叫做行同步場同步 ：在每一場使收發(fā)兩端同步稱為垂直同步，也叫做場同步2.4.1 視頻信號的根本概念 2.4.3 彩色電視的制式實現(xiàn)電視的特定方式，稱為電視的制式制式的區(qū)分主要在于其幀頻場頻、分解率、信號帶寬以及載頻、顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系不同等 NTSCNational Television System

26、 CommitteePALPhase Alternation Line“逐行倒相SECAM(法文:Sequential Coleur Avec Memoire) “按順序傳送彩色與存儲音頻Audio可分為波形聲音、語音和音樂。 波形聲音包含了一切的聲音方式自然界中的各種聲音，包括人的說話聲、音樂、天空的驚雷等，可以用一種模擬的延續(xù)波形表示。 2.6.1 聽覺媒體的種類語音：不僅是一種波形聲音，而且還具有內(nèi)在的言語、語音學(xué)內(nèi)涵，可以經(jīng)由特殊的方法而提取。波形聲音也可以表現(xiàn)和記錄語音，但常把語音作為一種特殊的聽覺媒體。音樂：符號化了的聲音。這種符號就是樂譜。音樂與語音相比，方式更為規(guī)范。在多媒體計算機中，MIDI(Musical Instrument Digital Interface樂器數(shù)字接口)就是一種樂譜數(shù)字化描畫的規(guī)范。2.6.1 聽覺媒體的種類2.6.2 波形聲音的數(shù)字化聲源聲波傳聲器模擬電信號數(shù)字聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換采樣Sampling：每隔一定的時間間隔，抽取信號的一個瞬時幅度值樣本值，即在時間上將模擬信號進(jìn)展離散化。采樣后所得到的一系列在時間上離散的樣本值稱為樣值序列。奈奎斯特Ny