數(shù)字視頻基礎(chǔ)

吳韶波wushaobo@第四章數(shù)字視頻基礎(chǔ)數(shù)字電視概述,class012數(shù)字電視原理與應(yīng)用電視技術(shù)是20世紀人類最偉大的發(fā)明之一電視是人類進行信息傳播變革中影響最大的研究成果。電視技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)最先進研究成果的集合體。早期電視和數(shù)據(jù)傳輸是兩種不同系統(tǒng)，現(xiàn)在電視和計算機趨于融合。95年以后數(shù)字電視時代，電視和數(shù)據(jù)服務(wù)已經(jīng)完全融和在一起。信息化時代的海量數(shù)據(jù)：GSM：9600bit/sUMTS：2Mbit/sISDN：2x64kbit/sSDTV：270Mbit/sHDTV：800Mbit/s數(shù)字電視概述,class013數(shù)字電視原理與應(yīng)用電視的誕生－1基石：1883年圣誕節(jié)，德國的P.Nipkow發(fā)明“尼普柯夫圓盤”使用機械掃描方法，作了首次發(fā)射圖像傳送的實驗。每幅畫面有24行掃描線，圖像相當(dāng)模糊。“尼普柯夫圓盤”上螺旋形排列著一些孔洞，當(dāng)這個盤子旋轉(zhuǎn)時，通過每個孔洞可以瀏覽一幅圖像的一行，光線透過這個孔洞照在這幅圖像便完成了一次行掃描，硒光電池將圖像的反射光轉(zhuǎn)變成電信號，下一個孔洞順序掃描緊挨著的那部分圖像，直到完整的圖像全部被掃描。數(shù)字電視概述,class014數(shù)字電視原理與應(yīng)用電視的誕生－2理論基礎(chǔ)：1908年，英國肯培爾?斯文頓、俄國羅申克夫提出電子掃描原理，奠定了近代電視技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1923年，美籍俄國人茲沃爾金（V.K.Zworykin）發(fā)明靜電積貯式攝像管，后來又發(fā)明電子掃描式顯像管，這是近代電視攝像術(shù)的先驅(qū)。1929年11月18日，Zworykin示范他的全部電子電視接收器。V.K.Zworykin

1939年前后使用的電視顯象管和攝像管

數(shù)字電視概述,class015數(shù)字電視原理與應(yīng)用電視的誕生－31925年，英國的貝爾德（J.L.Baird）根據(jù)“尼普科夫圓盤”進行了新的研究工作，發(fā)明機械掃描式電視攝像機和接收機。當(dāng)時畫面分辨率僅30行掃描線，掃描器每秒只能5次掃過掃描區(qū)，畫面本身僅有2英寸高、1英寸寬。1926年，貝爾德向英國報界作了一次播發(fā)和接收電視的表演，開創(chuàng)了電視技術(shù)研究的先河。1927～1929年，貝爾德通過電話電纜首次進行機電式電視試播，并進行短波電視試驗，英國廣播公司開始試驗播發(fā)電視節(jié)目。

1936年11月2日是一個值得紀念的日子，位于英國市郊的亞歷山大宮的英國廣播公司電視臺開始正式播出。這是世界上第一座正式開播的電視臺，人們把這一天作為電視事業(yè)的開端。英國正式開播的電視在開始時仍為機電系統(tǒng)，4個月后被電子系統(tǒng)取代。1941年，美國國家電視標(biāo)準委員會確定美國的電視技術(shù)標(biāo)準為每秒30幀、每幀525行。同年7月1日，美國聯(lián)邦通信委員會正式批準建立美國第一座電視臺全國廣播公司的紐約WNBT電視臺。

數(shù)字電視概述,class016數(shù)字電視原理與應(yīng)用電視圖像的彩色化電視也同電影一樣，經(jīng)歷了一個由黑白到彩色的發(fā)展過程，美國是世界上最早播出彩色電視節(jié)目的國家。1953年，美國國家電視制式委員會提出NTSC(NationalTelevisionSystemCommittee)制。1954年美國全國廣播公司、哥倫比亞廣播公司，采用NTSC制式首次播出彩色電視節(jié)目。日本、加拿大分別于1957、1966年采用同一制式播出。1956年，法國提出SECAM(SEquentialCouleurAvecMemoire)制。1960年，聯(lián)邦德國提出PAL(PhaseAlternationLine-by-Line)制。為便于轉(zhuǎn)播和交換節(jié)目，各國曾多次討論統(tǒng)一電視制式問題，但由于政治及經(jīng)濟等方面的原因，始終未能達成一致。于是，國際上便形成了3種彩色電視制式同時并存的局面。彩色電視機在哪國使用必須符合該國的黑白體制、彩色制式及頻道劃分，還要注意電源標(biāo)準（有110伏/60赫與220伏/50赫之分），這樣才能保證接收機安全可靠地接收到良好的彩色圖像和伴音。目前世界上采用PAL制的國家最多。中國所采用的電視制式為PAL/D，國家標(biāo)準為：每幀掃描625行，每秒25幀。

數(shù)字電視概述,class017數(shù)字電視原理與應(yīng)用衛(wèi)星廣播電視的出現(xiàn)

1962年，美國發(fā)射“電星一號”通信衛(wèi)星，進行了橫跨大西洋的電視節(jié)目傳送實驗，這是一顆低軌道衛(wèi)星，使用起來受到許多限制。1963年，美國發(fā)射了世界第一顆同步通信衛(wèi)星“同步二號”。1964年，國際通信衛(wèi)星組織的第一顆商用通信衛(wèi)星“國際通信衛(wèi)星一號”啟用，使世界正式進入了衛(wèi)星通信時代，國際間進行電視節(jié)目的傳送和轉(zhuǎn)播成為現(xiàn)實。1969年7月20日阿波羅11號的整個登月過程就是通過衛(wèi)星傳送49個國家，有7.2億人同時收看到了這個節(jié)目。

數(shù)字電視概述,class018數(shù)字電視原理與應(yīng)用高清晰度電視(HDTV)電視畫面同電影(35mm)相比還顯得很粗糙，這是因為目前構(gòu)成電視畫面的像素較少的緣故。因而，人們又研制出高清晰度電視?！案咔逦取敝概c現(xiàn)行電視相比，其水平和垂直方向的圖象分辨率都要求提高一倍以上，使用大屏幕顯示器近距離觀看時，圖象細膩逼真，無閃爍和粗糙感，并配以數(shù)字環(huán)繞音響伴音。采用16:9的寬高比作為世界標(biāo)準。我國HDTV標(biāo)準為1920×1080i，每幀圖像有207萬個像素。

數(shù)字電視概述,class019數(shù)字電視原理與應(yīng)用高清晰度電視(HDTV)在HDTV的發(fā)展進程中，經(jīng)歷了一個由模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)化的過程。日本早在1985年就建立了1125線、每秒60幀的MUSE制式(全視頻帶寬30MHz)的HDTV。但日本人在把所有的精力放在努力去完善模擬電視的清晰度同時，卻忽視了數(shù)字技術(shù)發(fā)展的大趨勢。IEEE的MPEG專家組制訂的MPEG-2標(biāo)準和先進的數(shù)字通信技術(shù)，使得帶寬高達20MHz的HDTV信號可以在6MHz左右的現(xiàn)行傳輸信道不失真地傳送。美國的全數(shù)字高清晰度電視已達到實用化。1998年9月8日至12日，中央電視臺利用我國研制成功第一套數(shù)字高清晰度電視系統(tǒng)試驗發(fā)射了數(shù)字高清晰度電視節(jié)目，成為繼美國、歐洲和日本之后世界上第四個擁有數(shù)字高清晰度電視地面廣播傳輸系統(tǒng)的國家。國慶50周年慶典上，我國在北京試播了高清晰度數(shù)字電視，在技術(shù)標(biāo)準上實現(xiàn)了ATSC和DVB（美、歐兩大陣容）標(biāo)準兼容。

數(shù)字電視概述,class0110數(shù)字電視原理與應(yīng)用數(shù)字電視(DTV)數(shù)字電視(DTV)包括普及型數(shù)字電視(DPTV，352×288i，約300電視線)標(biāo)準清晰度數(shù)字電視(SDTV，704×576i或720×480i，約500電視線，相當(dāng)于DVD標(biāo)準)高清晰度數(shù)字電視(HDTV，1920×1080i，約1000電視線)均采用MPEG-2/1數(shù)字壓縮技術(shù)。標(biāo)準清晰度電視的圖像和伴音的質(zhì)量都比目前模擬電視有所提高，并且其頻道利用率高，在目前模擬電視的一個頻道內(nèi)可以同時播4套（或更多）標(biāo)準清晰度節(jié)目。目前我國各省級電視臺的通過衛(wèi)星傳送的電視節(jié)目均是采用MPEG-2數(shù)字壓縮的標(biāo)準清晰度數(shù)字電視(SDTV)節(jié)目。我國已于1998年11月組成了DTVIA（中國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟），聯(lián)合開發(fā)我國的DTV，抵御國外同類產(chǎn)品的打入和競爭。數(shù)字電視概述,class0111數(shù)字電視原理與應(yīng)用我國電視事業(yè)的發(fā)展-11958年5月1日，中國第一座電視臺中央電視臺（早期稱北京電視臺，1978年5月1日改稱現(xiàn)名）使用二頻道試播黑白電視，9月2日正式播出。當(dāng)時發(fā)射天線加設(shè)在廣播大廈塔樓頂，高度為80米，覆蓋半徑25公里。中央電視臺開播不久，從蘇聯(lián)進口了200部黑白電視機，以后天津廣播器材廠很快試制出“北京”牌電視機。1958年10月1日上海電視臺開始試播，12月20日哈爾濱電視臺（即今天的黑龍江電視臺）開始試播。1961年底，全國共建地方電視臺19座。1959年，無錫市建立中國第一座電視轉(zhuǎn)播臺，用差轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)播上海電視臺的節(jié)目。1960年5月1日在北京建成了第一個彩電試驗臺，用NTSC制進行了試播。但后來也由于國民經(jīng)濟暫時困難而“下馬”。1969年彩電研究二度開展并決定暫用PAL制（1982年正式?jīng)Q定PAL/D制為中國彩色電視的標(biāo)準制式）。數(shù)字電視概述,class0112數(shù)字電視原理與應(yīng)用我國電視事業(yè)的發(fā)展-21973年5月1日，中央電視臺用8頻道在北京地區(qū)試播，同年10月1日正式播出。從1977年7月25日起，中央電視臺的第一套節(jié)目全部改為彩色播出。1999年10月我國所有省級電視臺的電視節(jié)目全部上星，并基本形成了星、網(wǎng)結(jié)合的廣播電視傳輸體系。1999年10月1日，中央電視臺高清晰度電視試播成功。1986年建成的中央電視臺彩電中心及90年代初建立的名列世界第三、四、五位（亞洲第一、二、三位）的：上海東方明珠電視塔（高460米）天津天塔（高415.2米）中央廣播電視發(fā)射塔（高405米）目前世界電視發(fā)射塔最高者為553.3米的加拿大多倫多電視塔其次為533.3米的莫斯科奧斯坦丁諾電視塔數(shù)字電視概述,class0113數(shù)字電視原理與應(yīng)用3、數(shù)字電視的發(fā)展基石：JPEG——DCTMPEG：MPEG-1：1993年，1.5Mbit/s，VCDMPEG-2：SDTV，HDTV(也支持，最初是MPEG-3)系統(tǒng)、視頻、音頻270Mbit/s視頻信號壓縮到2～6Mbit/s1.5Mbit/s音頻信號壓縮到100～400kbit/s壓縮比如此大，可以在一路8MHz的模擬電視信道中傳輸多路節(jié)目MPEG-4，MPEG-7，MPEG-21數(shù)字電視概述,class0114數(shù)字電視原理與應(yīng)用3、數(shù)字電視的發(fā)展90年代初，歐洲的DVB(DigitalVideoBroadcasting)三種傳輸方法：DVB-S：衛(wèi)星傳輸，1995年，QPSK調(diào)制，33MHz帶寬，數(shù)據(jù)率38Mbit/s，一個信道最多可傳輸6，8，甚至10路節(jié)目。DVB-C：同軸電纜，1995年，64QAM調(diào)制，8MHz帶寬，數(shù)據(jù)率38Mbit/s，DVB-T：地面?zhèn)鬏敚?998年，數(shù)據(jù)率5～31Mbit/s（實際使用22～25Mbit/s）另外，MMDS(multipointmulti－channeldistributionsystem)北美：電纜傳輸采用ITU-J83B地面?zhèn)鬏敳捎肁TSC（AdvancedTelevisionSystemCommittee）日本：電纜傳輸采用ITU-J83C地面?zhèn)鬏敳捎肐SDB-T數(shù)字電視概述,class0115我國數(shù)字電視的發(fā)展數(shù)字電視概述,class0116數(shù)字電視原理與應(yīng)用數(shù)字電視接收機專用芯片“高清系列”芯片設(shè)計及量產(chǎn)數(shù)字電視概述,class0117數(shù)字電視原理與應(yīng)用機頂盒解決方案有線數(shù)字電視機頂盒DVB-C衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒DVB-S數(shù)模兼容一體機iDTV數(shù)字電視概述,class0118數(shù)字電視原理與應(yīng)用高清晰度節(jié)目制作HDE3000高清編碼器HDS1000多節(jié)目復(fù)用器RS-HD國產(chǎn)高清非編系統(tǒng)數(shù)字電視概述,class0119數(shù)字電視原理與應(yīng)用數(shù)字電視機卡分離技術(shù)方案機頂盒

CA卡通用智能卡平臺CA應(yīng)用軟件CA應(yīng)用程序CA插件一、人類視覺系統(tǒng)人類視覺系統(tǒng)（HVS）是人類獲取外界圖像、視頻信息的工具是人類最重要、同時也是最完美的感知手段首先通過眼睛感覺觀察來獲取原始的場景信息，然后在大腦中加工處理，再綜合其他已有的現(xiàn)場信息，進而展開人類的視知覺智能推理活動研究包括光學(xué)、色度學(xué)、視覺生理學(xué)、視覺心理學(xué)、解剖學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和認知科學(xué)等領(lǐng)域1.人眼的構(gòu)造2.可見光譜與視覺光源自然光源：太陽和其他恒星人工光源：火焰、火花、蠟燭、電燈、發(fā)光管、激光器等人眼對光的敏感程度與光的波長（

）和光輻射功率有關(guān)可見光波長范圍：380~780nm2.可見光譜與視覺光譜效率函數(shù)V(

)衡量人眼對不同波長的光的敏感程度差別明視覺日間視覺指人眼白天對各種波長的光的敏感程度差別即白天人眼視網(wǎng)膜的錐狀細胞對光的響應(yīng)可用明視覺光譜效率函數(shù)V(

)來描述暗視覺2.可見光譜與視覺暗視覺夜間視覺指人眼在夜晚或微弱光線下對光的敏感程度即白天視網(wǎng)膜的桿狀細胞對光的響應(yīng)可用暗視覺光譜效率函數(shù)V’(

)來描述2.可見光譜與視覺可見光譜單色光：單一波長，只有一種顏色復(fù)合光：由兩種或兩種以上波長的光混合而成的光，人眼的感覺是混合色，如自然光3.亮度、顏色與立體感覺亮度視覺也稱為明暗視覺光的能量越大，感受到的亮度越亮人眼對光的亮度感覺有關(guān)的參數(shù)：光強光通量發(fā)光效率照度亮度*亮度視覺人眼對光的亮度感覺有關(guān)的參數(shù)：光強：發(fā)光強度，單位cd（坎[德拉]）光通量：能為人眼所感受到的那部分光的輻射功率，單位lm（流明）發(fā)光效率：每瓦特消耗功率所發(fā)出的光通量，單位lm/W照度：被照明的物體表面單位面積上所接收的光通量，單位lx（勒[克斯]）代表1m2面積上均勻分布1lm的光通量亮度：發(fā)光面在不同位置和不同方向的發(fā)光特性，單位cd/m23.亮度、顏色與立體感覺彩色與視覺彩色是一種視覺信息人眼對顏色感覺的參量包括：亮度色調(diào)飽和度**亮度是指人眼對光的明亮程度的感覺，光源的亮度正比于光通量物體的亮度不僅取決于物體反射（或透射）光的能力，也取決于照射該物體的光源的輻射功率反射（或透射）光的能力越強，物體就越明亮照射物體的輻射功率越大，物體越明亮**亮度**色調(diào)表示顏色的類別彩色物體的色調(diào)取決于物體在光照下所反射的光譜成分，不同波長的反射光使物體呈現(xiàn)不同的色調(diào)對于透射的物體，其色調(diào)取決于透射光的波長彩色物體的色調(diào)既取決于物體的吸收特性和反射或透射特性，也與照明光源的光譜分布有關(guān)**色調(diào)**飽和度指彩色光所呈現(xiàn)彩色的深淺程度（或濃度）對于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度越高，它的顏色就越深*彩色與視覺色度指色調(diào)和飽和度的合稱既反映了彩色光的顏色，也反映了顏色的深淺程度非彩色光由于沒有色度，只用亮度來描述用亮度、色調(diào)和飽和度三個參量能準確描述彩色光3.亮度、顏色與立體感覺立體視覺雙眼立體視覺指人們看到的自然景物都是具有寬度、高度和深度的立體圖像主要原因：雙眼視差和輻輳單眼立體視覺指單眼分辨景物深度所產(chǎn)生的立體感覺主要原因：為保證不同距離景物能在視網(wǎng)膜上成像，需要適當(dāng)調(diào)節(jié)睫狀肌，產(chǎn)生不同深度感覺4.視覺特性亮度適應(yīng)性人眼覺察亮度變化的能力色調(diào)對比效應(yīng)飽和度對比效應(yīng)面積對比效應(yīng)馬赫效應(yīng)視覺惰性閃爍感覺視野與視覺人眼的分辨率人眼的彩色分辨率*色調(diào)對比效應(yīng)*飽和度對比效應(yīng)*面積對比效應(yīng)*馬赫效應(yīng)(Macheffect)亦稱“馬赫范得效應(yīng)”。當(dāng)亮度發(fā)生躍變時，會有一種邊緣增強的感覺，視覺上會感到亮側(cè)更亮，暗側(cè)更暗。馬赫效應(yīng)會導(dǎo)致局部閾值效應(yīng)，即在邊緣的亮側(cè)，靠近邊緣像素的誤差感知閾值比遠離邊緣閾值高3~4倍，可以認為邊緣掩蓋了其鄰近像素，因此對靠近邊緣的像素編碼誤差可以大一些。*視覺惰性

早期的動畫觀看動畫的機器●

視覺效果*閃爍效應(yīng)人眼受到周期性光脈沖照射時，若重復(fù)的頻率不太高，則會產(chǎn)生忽明忽暗的閃爍感覺臨界閃爍頻率：不引起閃爍感覺的光脈沖最低的重復(fù)頻率光脈沖亮度越高，臨界閃爍頻率也越高亮度變化幅度越大，臨界閃爍頻率也越高*視野與視覺視野即頭部不動時眼球向正前方注視，所能看到的空間范圍。視野也稱周邊視力，指黃斑中心凹以外的視力正常人眼的最大范圍約在左右35

和上下40

，最佳視野范圍約左右15和上下15，最大固定視野約在左右90和上下70，頭部活動時視野可擴展到左右95和上下90視野還受背景色影響。*人眼的分辨力人眼的分辨力是指人眼對所觀察的實物細節(jié)或圖像細節(jié)的辨別能力，具體量化起來就是能分辨出平面上的兩個點的能力。人眼的分辨力是有限的，在一定距離、一定對比度和一定亮度的條件下，人眼只能區(qū)分出小到一定程度的點，如果點更小，就無法看清了。位置越近，分辨率越高靜止物體分辨率高運動物體速度越快，分辨率越低水平運動比垂直運動分辨率高*人眼的彩色分辨力人眼對彩色細節(jié)的分辨力人眼對彩色細節(jié)的分辨力遠比對黑白細節(jié)分辨力低人眼對彩色色調(diào)的分辨力對不同色調(diào)，人眼的分辨力不同，紅黃之間的彩色色調(diào)分辨力最高人眼對彩色飽和度的分辨力人眼對不同色調(diào)的飽和度變化的敏感程度不同5.視覺系統(tǒng)模型建立視覺模型就是試圖用光學(xué)系統(tǒng)的概念來模擬某些視覺特性視覺信息處理模型光學(xué)系統(tǒng)視網(wǎng)膜視覺通路光信號電信號感知視頻景物眼球作用區(qū)大腦作用區(qū)光電轉(zhuǎn)換視頻信息處理5.視覺系統(tǒng)模型黑白視覺模型低通濾波器對數(shù)運算器高通濾波器模擬人眼的光學(xué)系統(tǒng)反應(yīng)視覺的亮度恒定現(xiàn)象，即當(dāng)景物背景亮度和對比度保持一定時，即使景物和背景的亮度在很大范圍內(nèi)變化，人眼對景物的亮度感覺仍然保持不變反應(yīng)側(cè)抑制引起的馬赫效應(yīng)5.視覺系統(tǒng)模型彩色視覺模型彩色視覺模型彩色視覺模型對相互對立的顏色對分別為紅-綠對、黃藍對和黑白對，反映了在視覺通路上的響應(yīng)，L為亮度輸出，C1C2為彩色輸出式中abc

為常數(shù)二、彩色模型●單色圖像——顏色單一的圖像，但并非只有一種顏色的圖像單色圖像“二值”圖像只有黑、白兩色簡單形式復(fù)雜形式“灰度”圖像具有256級灰度“二值”圖像只有黑、白兩色簡單形式復(fù)雜形式“灰度”圖像具有256級灰度1.三基色原理與相加混色三基色原理自然界的絕大多數(shù)彩色都可以由三種不同的基色按不同的比例相加混和得到，合成彩色的亮度是這三個基色的亮度之和，色度（色調(diào)和飽和度）則由三個基色分量的比例決定基本要求：三種基色必須是彼此獨立的*相加混色人類視覺系統(tǒng)對不同彩色的感覺具有相加混色的能力，并產(chǎn)生一種合成的彩色感覺時間混色法：按一定順序輪流將三種基色投射到同一平面上原理：人眼的視覺惰性和相加混色功能應(yīng)用：場順序制彩色電視空間混色法生理混色法全反射混色法*相加混色空間混色法將三種基色光同時分別投射到同一表面上的相鄰3點，3點相距足夠近原理：人眼的分辨力有限和相加混色功能應(yīng)用：彩色顯像管生理混色法全反射混色法*相加混色生理混色法若左右兩眼分別觀察不同的顏色，則人眼感覺到的彩色不是兩種單色光，而是這兩種顏色的混合色應(yīng)用：立體彩色電視機全反射混色法將三種基色光以不同比例同時投射到一塊反射表面，三種基色光產(chǎn)生全反射而相加混色形成混合色應(yīng)用：投影電視（包括背投）1.三基色原理與相加混色●RGB——紅、綠、藍

R

GBR

G

B2.彩色色度學(xué)模型色度學(xué)是研究彩色視覺（心理量）和光譜特性（物理量）的學(xué)科包括：CIE-RGB彩色模型XYZ彩色模型2.彩色色度學(xué)模型CIE-RGB彩色模型2.彩色色度學(xué)模型XYZ彩色模型3.工業(yè)彩色模型RGB彩色顯示模型●RGB——紅、綠、藍

R

GB●CMYK青、品紅、黃、黑CKMYCMYK彩色顯示模型3.工業(yè)彩色模型RGB彩色顯示模型NTSC：Y=0.299R+0.587G+0.114BPAL：Y=0.222R+0.707G+0.071BRCIE1.167-0.146-0.151RGCIE=0.1440.7530.159GBCIE-0.0070.0591.128BX0.6070.1740.201RY=0.2290.5870.114GZ0.0000.0660.117B彩色圖像●RGB——紅、綠、藍

R

GBR

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BR數(shù)組—8bit表示(256階梯)G數(shù)組—8bit表示(256階梯)B數(shù)組—8bit表示(256階梯)最大表示：28×28×28=224=16777216(16.7M)●3.工業(yè)彩色模型CMYK彩色顯示模型采用相減混色法青色(C)、品紅(M)、黃(Y)和黑(K)●CMYK青、品紅、黃、黑CKMYK=min（R，G，B）C=1-RM=1-GY=1-BCMYK彩色圖像●●CMYK青、品紅、黃、黑CKMYC數(shù)組—8bit表示(256階梯)M數(shù)組—8bit表示(256階梯)Y數(shù)組—8bit表示(256階梯)K數(shù)組—8bit表示(256階梯)

最大表示：28×28×28×28=232=4294967296(4294M)CMYK●顏色模式與用途CMYK模式(用于印刷)●

特點:色彩灰暗分色膠片印版印輥印紙成品RGB模式(用于顯示打印)●特點:色彩鮮艷*彩色傳輸模型彩色傳輸模型主要有YUV、YIQ和YCbCr模型

與黑白電視兼容，人對亮度敏感度高、對色差敏感度低與黑白兼容，信號傳輸?shù)膭討B(tài)范圍要滿足亮度信號要求，別造成幅度失真。RGB空間YUV空間YUV0.30.590.11-0.15-0.290.440.61-0.52-0.096RGB=PAL：Y--4.43MHz；U、V--1.3MHzY∶U∶V=8∶4∶4or8∶2∶2*彩色傳輸模型YUV空間YIQ空間美日UVQIF33U=Qcosθ-IsinθV=Qsinθ+IcosθI=Vcosθ-UsinθQ=Vsinθ+UcosθNTSC：Q--0.5MHz分辨紅黃強：

V’=R-Y分辨藍紫弱：

U’=B-Y4.HIS模型反映了人的視覺系統(tǒng)觀察彩色的方式H表示色調(diào)(Hue)，I表示亮度(Inrensity)，I與彩色信息無關(guān)；S表示飽和度(Saturation)，H和S分量與人感受顏色的方式密切相關(guān)彩色空間的轉(zhuǎn)換RGB空間HIS空間H(Hue)：色調(diào)S(Saturation)：

色飽和度I(Intensity)：亮度白黑IISH紅黃綠藍紫黃→藍--H(斜)更接近人的認識，可簡化處理黑白灰度、邊緣處理--I三、視頻視頻表示視頻信息和信號的特點模擬視頻數(shù)字視頻1.視頻表示圖像分類按灰度等級：二值圖像和多灰度級黑白圖像按圖像的色調(diào)：黑白圖像和彩色圖像按圖像占空間維數(shù)：二維、三維和多維圖像按圖像內(nèi)容變化性質(zhì)：靜止圖像和動態(tài)圖像按灰度等級：二值圖像和多灰度級黑白圖像“二值”圖像只有黑、白兩色“灰度”圖像具有256級灰度按圖像的色調(diào)：黑白圖像和彩色圖像按圖像占空間維數(shù)：二維、三維和多維圖像按圖像內(nèi)容變化性質(zhì)：靜止圖像和動態(tài)圖像1.視頻表示視頻是由許許多多幅按時間序列構(gòu)成的連續(xù)圖像，每一幅圖像稱為一幀，幀圖像是視頻圖像的基礎(chǔ)活動圖像圖像內(nèi)容隨時間而變化，分二維、三維活動圖像靜止圖像分為黑白靜止圖像和彩色靜止圖像1.視頻表示活動圖像三維活動圖像信息表現(xiàn)為光的強度I，它隨三維坐標(biāo)(xyz)、光的波長(

)和時間(t)而變化I=f(x,y,z,

,t)三維視頻是時域離散的幀圖像序列I=f(x,y,z,

,tn)，n=1,2,…連續(xù)播放入眼的感官為I=V[f(x,y,z,

,tn)]1.視頻表示活動圖像信息表現(xiàn)為光的強度I，它隨三維坐標(biāo)(xyz)、光的波長(

)和時間(t)而變化靜止圖像分為黑白靜止圖像和彩色靜止圖像二維黑白I=f(x,y)二維彩色I=f(x,y,

)2.視頻信息和信號的特點直觀性視頻比音頻更生動、更深刻、更具體、更直接確定性信息確定、不易與其他內(nèi)容混淆高效性人眼可并行迅速觀察一幅幅圖像的細節(jié)廣泛性80%信息來自視覺高帶寬性信息量大、帶寬高、存儲傳輸顯示要求較高3.模擬視頻模擬視頻信號在時間和幅度上都是連續(xù)變化的電平高低表示景物的亮度視頻光柵掃描在一定的時間間隔內(nèi)電子束（或光束）以從左到右、從上到下的方式掃描采集熒光屏表面（或感光表面）3.模擬視頻視頻光柵掃描在一定的時間間隔內(nèi)電子束（或光束）以從左到右、從上到下的方式掃描采集熒光屏表面（或感光表面）3.模擬視頻視頻光柵掃描逐行掃描優(yōu)點：可以減少屏幕大面積閃爍和邊緣閃爍，分解力高，圖像更清晰、穩(wěn)定等缺點：帶寬高隔行掃描優(yōu)點：壓縮一半頻帶而不明顯降低圖像質(zhì)量缺點：系統(tǒng)性能差，如圖像質(zhì)量下降光柵特性基本參數(shù)：幀頻fp（每秒取樣的幀數(shù)）--光柵掃描的時間分辨率每幀掃描行數(shù)n—光柵掃描的空間垂直方向分辨率

y為行間隔，t為幀間隔時間每幀掃描行數(shù)越多，圖像越清晰4.數(shù)字視頻4.數(shù)字視頻數(shù)字視頻表示每幀圖像由N行、每行M個像素組成每秒連續(xù)播放30幀以上，就能有較好的連續(xù)運動景物的感覺每個像素Nb個比特，則傳輸速率M

N

fp

Nb4.數(shù)字視頻數(shù)字視頻特點及應(yīng)用優(yōu)點：便于傳輸與交換，便于多媒體通信，便于存儲、處理和加密，無噪聲積累，差錯可控制，可通過壓縮編碼來減低數(shù)碼率，便于設(shè)備的小型化，信噪比高，穩(wěn)定可靠，交互能力強4.數(shù)字視頻數(shù)字視頻標(biāo)準四、多維隨機信號分析四、多維隨機信號分析多維信號與系統(tǒng)二維四、多維隨機信號分析二維離散傅里葉變換四、多維隨機信號分析隨機圖像四、多維隨機信號分析平穩(wěn)隨機圖像通過線性移不變系統(tǒng)五、視頻信號數(shù)字化模擬視頻數(shù)字化模型攝像機獲得外部景物為一個連續(xù)的時變圖像信號f(x,y,

,t)（模擬視頻信號），為獲得數(shù)字序列圖像信號（數(shù)字視頻），需要進行時-空取樣和量化模擬視頻信號數(shù)字化過程對連續(xù)時變圖像f(x,y,

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