多媒体信息的获取

1、1RGB颜色空间模型在RGB模型中，颜色空间里一切的颜色都是由R、G、B (红、绿、蓝)三种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，表示越红越亮。各色光混合后，会比原来单独的色光还亮，称为相加混色；适宜在以自动光源显示影像的场所运用，如电视、电脑、投影等。3. 颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 绿(0,1,0)青(0,1,1)黄(1,1,0)黑(0,0,0)蓝(0,0,1)品红(1,0,1)白(1,1,1)红(1,0,0)1RGB颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 RGB颜色000黑001蓝010绿011青100红101品

2、红110黄111白1RGB颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 2CMY/CMYK颜色空间模型任何一种由颜料呈现的颜色都可以用青Cyan、品红Magenta和黄Yellow这三种基色按不同的比例混合而成，我们称这种颜色空间为CMY颜色空间。在彩色印刷、彩色胶片和绘画中的混色采用相减混色。彩色印刷或彩色打印的纸张是不能发射光线的，因此印刷机或彩色打印机就只能运用一些可以吸收特定的光波而反射其他光波的油墨或颜料。由于彩色墨水和颜料的化学特性，用等量的CMY三基色得到的黑色不是真正的黑色，因此在印刷术中常加一种真正的黑色墨水Black Ink，于是CMY颜色空间也称为CMYK颜色空间

3、。2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 CYMRGB2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 C(青色)M(品红)Y(黄色)颜色000白001黄010品红011红100青101绿110蓝111黑2CMY/CMYK颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 RGB和CMY关系RGB颜色000黑001蓝010绿011青100红101品红110黄111白C(青色)M(品红)Y(黄色)颜色000白001黄010品红011红100青101绿110蓝111黑 RGB CMYRGB和CMY值都归一到0，12.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 YUV是PALPhase Alternating

4、 Line，逐行倒相制彩色电视系统所采用的一种颜色空间模型，其中Y表示亮度，U表示蓝色色差即B-Y ， V代表红色色差R-Y。 采用YUV颜色空间的重要性：亮度信号Y和色度信号U、V是分别的，处理彩色电视和黑白电视兼容的问题。可以利用人眼对彩色的敏感度低于对亮度的敏感度的视觉特性，用较窄的频带传送U、V信号，优化彩色电视信号的传输。3YUV颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 RGB YUV2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 YIQ颜色空间是由YUV推导而来，是NTSC (National Television Systems Committee)制彩色电视系统所采用的一

5、种颜色空间模型； I代表“同相，Q代表“正交，它们指的是用于发射颜色信息的调制方法； I、Q是经过将U、V轴逆时针旋转33度获得的。优点：由人眼彩色视觉的特性阐明，人眼分辨红、黄之间颜色变化的才干最强，而分辨蓝、紫之间颜色变化的才干最弱。经过一定的变化，I对应于人眼最敏感的色度，而Q对应于人眼最不敏感的色度。这样，传送Q可以用较窄的频带，而传送分辨率较强的I信号时，可以用较宽的频带。 4YIQ颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 RGB YIQ2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 彩色图像的灰度化处置 Gray(i,j)=0.114

6、*R(i,j)+0.587*G(i,j)+0.299*B(i,j) 察看该式，其中绿色所占的比重最大，转换时可以直接运用G值作为转换后的灰度。灰度图只能表现256种颜色。由YUV颜色空间派生的一种颜色空间模型。主要用于数字电视系统，是YUV颜色空间的缩放和偏移版本。5YCbCr颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 HSV(hue, saturation and value)的缩写A. R. Smith根据颜色的直观特性于1978年创建的, 也称六角锥体模型(hexcone model)HSV的表示方法颜色H：用角度度量，0360。红色为0，按逆时针方向计算，绿色为120，蓝色为

7、240饱和度S：取值范围为0.01.0亮度值V：取值范围为0.0(黑色)1.0(白色) HSV和RGB之间没有转换矩阵，但可对它们之间的转换算法进展描画6HSV颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 图 HSV颜色空间 2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 HSL/HSB (hue, saturation and lightness/brightness)的缩写利用三条轴定义颜色，用六角形锥体表示用于台式机图形程序定义颜色HSL 与HSVHSL用光亮度(lightness)作坐标，HSV用亮度作坐标HSL颜色饱和度最高时的光亮度L定义为0.5，而HSV那么为1.0 7HSL/

8、HSB/HSI颜色空间模型2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 2.1.1 颜色的根本概念及颜色空间模型 图像Image：是指由输入设备捕捉的实践场景画面，或以数字化方式存储的恣意画面。静止的图像可用一个矩阵来表示，矩阵列中的各个元素用来描画构成图像的各个点称为像素 pixel 的强度与颜色等信息。这种图像也称为位图 Bitmap。2.1.2 位图图像 空间和亮度上已离散化了的图像，由数字阵列信息组成，阵列中的各项数字描画构成图像各点亮度与颜色信息，与显示器上的点一一对应。 位图定义4/652.1.2 位图图像 根据量化的颜色深度的不同，又可以分为单色图像、灰度图像和彩色图像三大类。 位图

9、分类只需黑、白两色单色图像R G B彩色图像具有 256 级灰度灰度图像5/652.1.2 位图图像 确定屏幕上显示图像区域的大小，即构成全屏显示的像素点个数，以每行拥有的像素点数屏幕显示行数来表示。 显示分辨率 确立组成一幅图像的像素数目，即该图像的程度和垂直方向上的像素个数，用 dpi每英寸多少点表示。 图像分辨率 打印机输出图像时采用的分辨率。不同打印机最高分辨率不同的，而同一台打印机也可以运用不同分辨率打印。 打印分辨率11/65位图图像的技术目的-分辨率 300 dpidpi 的数值越大，图像越明晰dpi视觉效果明晰度绝对明晰度96 dpi21 dpi12/65位图图像的技术目的 一

10、幅彩色图像的每个像素用 R、G、B 这 3 个分量表示，假设每个分量运用 8 个二进制位，那么一个像素就需求 24 个二进制位来表示，此时图像深度为 24 位。计算该图像可以表达的颜色数目是多少。 例: 可以表达的颜色数目为 224 = 16 777 216。解:像素深度：描画图像中每个像素数据所占的二进制位数，它决议了彩色图像中可出现的最多颜色数，或灰度图像中最大灰度等级数。 像素深度图像颜色总数图像名称12(21)单色图像（黑白二值）416(24)索引 16 色图像8256(28)索引 256 色图像1665536(216)HI-Color 图像（实际只显示 32768 种颜色）24167

11、72216(224)True Color 图像（真彩色）324294967296(232)True Color 图像（真彩色）13/65位图图像的技术目的 图像中的每个像素值都分成 R、G、B 三个基色分量，每个基色分量直接决议其基色的强度，这样产生的颜色称为真彩色。 真彩色 图像中每个像素值是一个索引或代码值，作为颜色查找表中某项入口地址，查找出包含实践 R、G、B 的强度值，这样产生的颜色称伪彩色。 伪彩色 经过每个像素点 R、G、B 分量分别作为索引值进展变换，经相应颜色变换表找出各自基色强度，用变换后的 R、G、B 强度值产生颜色。 直接色15/65位图图像的技术目的 显示深度：表示显

12、示缓存中记录屏幕上一个点的二进制位数，即显示器可显示的颜色数。 屏幕上的颜色可以比较真实地反映图像文件的颜色效果显示深度大于像素深度 屏幕上的颜色不可以真实反映图像文件颜色效果，失真显示深度小于像素深度 假设真彩色显示方式显示真彩色图像，或显示调色板与图像调色板一致，那么屏幕上颜色能较真实地反映图像颜色效果；不一致那么显示颜色会出现失真 显示深度等于像素深度 14/65位图图像的技术目的 表达图像逼真：与图像复杂程度无关，表现力强，适宜表现细节和层次 对硬件要求高：当处置高质量彩色图像时，对计算机硬件平台要求较高 文件数据量大：由大量不同亮度和颜色像素点组成，因此文件数据量大 缺乏灵敏性能：当

13、位图图像被放大时，图像的明晰度会降低并出现锯齿 位图特点6/652.1.2 位图图像 图像文件格式 BMP BMP是英文Bitmap位图的简写，文件扩展名是.BMP或.bmp 微软公司开发的在Windows环境下的规范位图文件格式，被多种Windows运用程序所支持有紧缩和不紧缩两种方式以BMP格式存储的文件容量较大与设备无关的位图(DIB)文件格式device-independent bitmap的缩写像素存储顺序和像素深度与详细设备无关GIF图形交换格式Graphics Interchange Format的缩写CompuServe公司开发的图像文件存储格式1987年开发的版本号为GIF8

14、7a1989年扩展后的版本号为GIF89a。图像的相关信息以数据块(block)为单位一个GIF文件由表示图形/图像的数 据块、数据子块以及显示图形/图像的控制信息块组成 在一个GIF文件中可存放多幅彩色图形/图像，并可像幻灯片那样显示或像动画那样演示Internet上大量采用的彩色动画文件多为此格式采用LZW 词典编码无损紧缩算法来紧缩图像数据用户可为图像设置透明(transparency)的背景图像文件格式 GIF TIFFTag Image File Format，标志图像文件格式是由Aldus和Microsoft公司为扫描仪和桌面出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。它是Mac

15、intosh和PC机上运用最广泛的位图格式，在这两种硬件平台上移植TIFF格式的图像非常便利，大多数扫描仪也都可以输出TIFF格式的图像文件。该格式支持的颜色数最高可达16M种。TIFF格式的图像文件后缀普通是*.tif/*.tiff。图像文件格式 TIFF TIFF文件的特点是：1存储的图像质量高，但占用的存储空间也大；2文件格式灵敏易变，有四类不同的格式：TIFF-B适用于二值图像；TIFF-G适用于黑白灰度图像；TIFF-P适用于带调色板palette的彩色图像；TIFF-R适用于RGB真彩色图像；3支持多种编码方法，其中包括RGB无紧缩、LZW无损紧缩、RLE紧缩及JPEG紧缩等。图像

16、文件格式 TIFF JPEG是Joint Photographic Experts Group结合图片专家组的缩写。JPEG规范由ISO和IEC两个组织机构结合组成的专家组，担任制定静态的数字图像数据紧缩编码规范规范号：ISO/IEC 10918或ITU-T T.81规范名：Information technology Digital compression and coding of continuous-tone still images (信息技术 延续颜色静态图像的数字紧缩和编码)JPEG 规范适用范围 灰度图像、彩色图像 静止图像的紧缩，视频序列帧内图像紧缩JPEG可以大范围地调理图

17、像的数码率和质量运用于数码相机图像文件格式 JPEG JPEG文件格式 JPEG在制定JPEG规范时定义了许多标志(marker)，用来区分和识别图像数据及其相关信息广泛运用的JPEG文件格式是JPEG文件交换格式(JPEG File Interchange Format，JFIF)由于JFIF文件格式直接运用JPEG规范为运用程序定义的许多标志，因此JFIF格式就成了现实上的JPEG文件交换格式规范以这种格式存放的图像文件的后缀是.JPG或.JFF，大多数阅读器都支持这种格式的文件图像文件格式 JPEG PNG便携网络图形格式Portable Network Graphic Format的简

18、称20世纪90年代中期开场开发的图像文件存储格式，其目的是企图替代GIF和TIFF文件格式，同时添加一些GIF文件格式所不具备的特性PNG称号来源于非官方的“PNGs Not GIF，是一种位图文件存储格式，读成“ping。它的特点主要有：紧缩效率通常比GIF要高；提供Alpha通道控制图像的透明度；支持校正机制用来调整图像的亮度等。PNG文件格式支持3种主要的图像类型：真彩色图像、灰度图像以及颜色索引数据图像。用来存储灰度图像时，灰度图像的深度可多到16 bit；存储彩色图像时，彩色图像的深度可多到48 bit，并且还可存储多到16 bit的Alpha通道数据。PNG运用从LZ77派生的数据

19、无损紧缩算法 图像文件格式 PNG PNG文件格式中添加了以下GIF文件格式所没有的以下特性：每个像素为48 bit的真彩色图像。每个像素为16 bit的灰度图像。可为灰度图和真彩色图添加Alpha通道。运用循环冗余码CRC检测破损的文件。更优化的逐次逼近显示方式。图像文件格式 PNG PSDPhotoshop Document图像文件格式是Adobe公司的图像处置软件Photoshop的公用文件格式，后缀为*.psd，可以存储成RGB或CMYK颜色空间模型，还可以自定义颜色数并加以存储。在Photoshop所支持的各种图像格式中，以自定义的PSD格式翻开和保管图像的速度比其他格式都快。PSD

20、格式还提供了无损图像紧缩功能。Photoshop格式的缺陷:在于除了Photoshop之外，其他程序很少支持这种格式。图像文件格式 PSD PCX是由Zsoft公司在80年代初期为其图像处置软件Paint Brush画笔配套推出的一种图像文件格式，后缀为.pcx。在Windows尚未普及时，DOS下的绘图、排版软件都用PCX文件格式。后来，Microsoft将PC Paint Brush移植到Windows环境中，PCX图像文件格式也就得到了更多的图形图像处置软件的支持。图像文件格式 PCX 图形 图形Graphic：是一种笼统化的图像，普通指用计算机绘制draw的几何图(包含彩色图)，如直线

21、、圆、圆弧、矩形、恣意曲线和图表等。 在几何学中，图形普通运用矢量表示，因此也称矢量图(Vector Graphics)。 矢量图是用一组指令集合来描画图形的内容，这些指令用来描画构成该图形的一切直线、圆、圆弧、矩形、曲线等图元的位置、维数和外形等。 在计算机屏幕上显示矢量图形要有专门的软件，如AutoCAD、Corel Draw、Adobe Illustrator等，这些软件将描画图形的指令转换成在屏幕上显示的外形和颜色，也可产生和操作矢量图形的各成分，并对矢量图形进展挪动、缩放、旋转和扭曲等变换。 用一组计算机指令集合描画图形内容，这些指令描画构成该图形一切直线、圆、圆弧、矩形、曲线等图元

22、的位置、维数和外形等。 矢量图定义7/65 用数学方式来描画一幅图形。在计算机上显示一副图时，先要运用专门软件读取并解释这些指令，再将它们转成屏幕上显示的外形和颜色，最后经过运用实心的或有等级深浅的单色或颜色填充一些区域而构成图形。 矢量图原理8/65 紧缩后不变形：尺寸可以恣意变化而不损失图像质量，紧缩后不会变形 部分可处置性：各部件相对独立，无论放大、减少或旋转等都不会失真 文件数据量小：对图像进展笼统化，它运用图形指令集合取代原始图像 不易描画复杂图：对复杂图，计算机要破费很长的时间去执行绘图指令 矢量图特点9/65100% 矢量图放大到 800% 的效果100% 位图放大到 800%

23、的效果文件内容文件容量显示速度应用特点矢量图图形指令与图的复杂程度有关图越复杂，需要执行指令越多，显示越慢易于编辑，适合“绘制” 和 “创建”但是表现力受限位 图图像点阵数据 与图尺寸及彩色有关与图内容有关适合 “获取” 和“复制”。表现力强但是编辑较复杂矢量图形与位图图像的比较 1视频Video：是动态的图像序列，由一系列延续的画面序列帧组成 ，这些画面以一定的速率帧频延续地投射在屏幕上，使察看者具有图像延续运动的觉得。一帧电视画面xytF(u,v)k-1帧k+1帧k帧k-1帧2.4.1 视频信号的根本概念活动图像利用人的眼睛有视觉暂留特性我国电视每秒放送25幅图像(帧) 把每帧画面分先后两

24、次来放送，这样，光亮度变化的次数就添加到50次秒 详细的做法就是隔行扫描 2.4.1 视频信号的根本概念电视扫描指显示图像的方式。扫描有隔行扫描和逐行扫描之分。在逐行扫描中，电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅完好的图像。2.4.1 视频信号的根本概念场 (Field):为了在有限的带宽和本钱内使画面运动更加平滑和消除闪烁感奇数场 Odd Field 偶数场Even Field帧Frame:单帧就是一副静止的画面扫描行数：电视图像的扫描行数通常指程度行的数目。扫描行数也称为垂直分辨率Vertical Resolution，扫描行数越多，电视明晰度越高。我国的

25、电视制式PAL规定程度扫描行数为625。2.4.1 视频信号的根本概念同步：在传送电视节目的过程中，接纳端与发送端按照一样的步伐顺序扫描像素时，才干重显完好而稳定的图像，这叫做收发两端同步。接纳与发送两端同步包含程度和垂直两个方向的扫描同步。行同步：当扫描时，在每一行使收发两端同步称为程度同步，或叫做行同步场同步 ：在每一场使收发两端同步称为垂直同步，也叫做场同步2.4.1 视频信号的根本概念 2.4.3 彩色电视的制式实现电视的特定方式，称为电视的制式制式的区分主要在于其帧频场频、分解率、信号带宽以及载频、颜色空间的转换关系不同等 NTSCNational Television System

26、 CommitteePALPhase Alternation Line“逐行倒相SECAM(法文:Sequential Coleur Avec Memoire) “按顺序传送彩色与存储音频Audio可分为波形声音、语音和音乐。 波形声音包含了一切的声音方式自然界中的各种声音，包括人的说话声、音乐、天空的惊雷等，可以用一种模拟的延续波形表示。 2.6.1 听觉媒体的种类语音：不仅是一种波形声音，而且还具有内在的言语、语音学内涵，可以经由特殊的方法而提取。波形声音也可以表现和记录语音，但常把语音作为一种特殊的听觉媒体。音乐：符号化了的声音。这种符号就是乐谱。音乐与语音相比，方式更为规范。在多媒体计算机中，MIDI(Musical Instrument Digital Interface乐器数字接口)就是一种乐谱数字化描画的规范。2.6.1 听觉媒体的种类2.6.2 波形声音的数字化声源声波传声器模拟电信号数字声音模/数转换采样Sampling：每隔一定的时间间隔，抽取信号的一个瞬时幅度值样本值，即在时间上将模拟信号进展离散化。采样后所得到的一系列在时间上离散的样本值称为样值序列。奈奎斯特Ny