第3章-视频信息获取处理与显示技术上要点.ppt

1、1,第三章 视频信息获取、 处理与显示技术,3.1 彩色空间表示及其转换 3.2 视频信息获取技术,2,1 颜色的基本概念,一幅图像f（x，y） 其分辨率为 512512 256256,3,1 颜色的基本概念,PAL制 25帧/秒 NTSC制 30帧/秒,图像是二维数据 视频是三维数据,4,多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数f (x,y) 进行空间和幅值的离散化处理。,采样和量化,5,采样：空间连续坐标(x,y)的离散化，叫做采样； 量化：f(x,y)颜色的离散化，称之为量化。 数字化：两种离散化结合在一起，叫做数字化. 离散化的结果称为数字图像。,采样和量化,6,Y,X,f

2、 ( x , y ),X Y的离散化称为采样 f（x，y）值的离散化称为量化,7,I(Y) 亮度：光的强和弱。 H 色调：光的波长、人眼的感觉(反映)颜色(的基本特征)。 S 饱和度：颜色渗入白光的程度(表示)颜色深浅的程度。,亮度、色调、饱和度,8,红 + 白光 粉红色 饱和度下降 红 + 另一种颜色的光 色调发生变化,亮度、色调、饱和度,9,三基色(RGB)的原理：,自然界常见的各种颜色光，都是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色光按不同比例相配而成，同样绝大多数颜色也可以分解成红、绿、蓝三种色光，这就是色度学中最基本的原理三基色原理。,10,红色+绿色=黄色 红色+蓝色=品红 绿色+蓝

3、色=青色,红色+绿色+蓝色=白色,11,分色棱镜,12,选色膜的反射与透射,13,RGB和黑白电视信号不兼容，希望空中发射的信号转换成YUV信号。 当白光的亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色的关系可用如下方程描述： Y=0.299R+0.587G+0.114B,14,1. RGB 空间 任意颜色的光F，其配色方程可写成： F= rR+ gG+bB 其中r、g、b 为三个系数,2 彩色空间,15,2 . YUV 和 YIQ 彩色空间 PAL 用 YUV空间 NTSC 用 YIQ空间 亮度 Y 色差 U V,16,Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B U = m (B-Y) = 0.

4、493 (B-Y) V = n (R-Y) = 0.877 (R-Y) 把 B-Y、R-Y 叫色差。,17,Y 0.3 0.59 0.11 R U = -0.15 -0.29 0.44 G V 0.61 -0.52 -0.096 B,18,Y=0.3R+0.59G+0.11B 实现:,运放,Y,R,G,B,19,用YUV和YIQ的好处：,(1). 亮度信号Y解决了彩色电视机与黑白电视的兼容问题。,20,用YUV和YIQ的好处：,(2). 大量实验表明，人眼对色差信号不敏感，而对亮度信号特别敏感。,21,用YUV和YIQ的好处：,Y 带宽4.43MHz（PAL） （因为敏感） U、V 带宽1.3

5、MHz (因为不敏感),电视台的一个节目频道为6M,22,(3). 传输电视信号,V,U,相角 幅度,23,由于人眼对亮度信号敏感，选择量化的比例为：,(4). 量化比例,Y:U:V= 8:4:4 Y:U:V= 8:2:2 Y:U:V= 8:8:8,24,RGB与YUV和YIQ之间的转换 HSI空间与RGB之间的转换,3 彩色空间的转换,25,Y 0.3 0.59 0.11 R U = -0.15 -0.29 0.44 G V 0.61 -0.52 -0.096 B,（1）RGB与YUV之间的转换,26,Y 0.3 0.59 0.11 R I = 0.6 -0.28 -0.32 G Q 0.2

6、1 -0.52 0.31 B,（2）RGB与YIQ之间的转换,27,H：Hue 代表色调（纯度、颜色） S：Saturation 代表饱和度 I：Intensity 代表亮度、强度,（3）HSI空间,28,HSI彩色空间与RGB彩色空间之间的转换,29,R 14331 G 14331 B 31255 H 60240 S 180180 I 105105,例: 黄色=蓝色,30,4 黑白和彩色全电视信号,黑白全电视信号 2. 彩色全电视信号,31,空中发射的经过高频头解出的信号就是全电视信号。 二维信号 为一维信号,扫描,32,扫描方式：隔行扫描和逐行扫描,隔行扫描奇数场+偶数场=1帧,每一行有正

7、程和逆程。,33,隔行扫描 奇数场+偶数场=1帧,奇数场,偶数场,34,每一行有正程(显示)和逆程（消隐） 每一场有正程(显示)和逆程（消隐）,35,4 黑白和彩色全电视信号,黑白全电视信号 2. 彩色全电视信号,36,一、 黑白全电视信号,黑白全电视信号的组成 从时间上看全电视信号 从幅度上看全电视信号,37,1). 黑白全电视信号,黑白全电视信号主要由三个部分组成：,图像信号,复合消隐信号,复合同步信号,38,1). 黑白全电视信号,行消隐,场消隐,行同步,场同步,图像信号,复合消隐信号,复合同步信号,39,每行时间为64s,A,O,B,正程(图像信号)从A-O，52.2s,逆程(消隐信号

8、)从O-B 11.8 s + 250 ns,2).从时间上看全电视信号,40,行同步信号宽度 4.7 s+100 ns,行延迟 1.3 s+250 ns,2).从时间上看全电视信号,41,行延迟1.3 s,行同步4.7 s,逆程11.8 s,正程52.2 s,每行时间为 64 s,42,一帧 = 奇数场 + 偶数场 625行= 312.5 + 312.5 场消隐信号 = 25 64 + 11.8 = 1600 + 11.8 = 1611.8 s 场同步 = 3 64 = 192 s,43,峰峰 值为1伏 以同步信号作为100%，黑电平和消隐电平为70%，白电平为0%，图像信号介于白电平和黑电平

9、之间，根据图像的灰度而变化。,3).从幅度上看全电视信号,44,3).从幅度上看全电视信号,在标准的1V全电平信号中 同步信号 0.7V-1V 0.3V+9mV 图像信号 0V-0.7V 0.7V+20mV,45,同步信号 0.7V-1V,图像信号 0V-0.7V,峰峰 值为1伏,46,行延迟1.3 s,0V,行同步信号宽度4.7 s,0.7V,1V,逆程11.8 s,52.2 s,11.8 s,47,黑白全电视信号,48,4 黑白和彩色全电视信号,黑白全电视信号 2. 彩色全电视信号,49,2. 彩色全电视信号,在现代彩色电视系统中，通常采用YUV彩色空间或YIQ彩色空间，Y为亮度信号它可以与黑白全电视信号兼容，U和V用到载波频率sc调制加到亮度Y上，最后形成彩色全电视信号。,50,2. 彩色全电视信号,彩色全电视信号，如下