《视频技术基础》第一章.ppt

1、第一章：视觉特征和颜色计数系统。电视是为人眼提供的。在讨论电视信号之前，先讨论光、颜色和人眼的视觉特性。1.1光学基础1.1.1可见光谱：光是一种电磁波。电磁辐射的波长范围很宽，按波长从长到短的顺序排列，其次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、x光和宇宙线。波长在380780纳米范围内的电磁波可以使人的眼睛感受到颜色，这就是所谓的可见光。单色光：具有特定颜色的单一波长的光。波长为700纳米的光是红光；波长为546纳米的光是绿色的；波长为436纳米的光是蓝光；合成光：由两种以上波长的光混合而成的混合色光。阳光包含整个可见光谱，给人一种白色的感觉。112光源，1，物体的颜色物体分为发光体和非发光体

2、。发光体的颜色由自身发出的光谱(波长)决定，例如，白炽灯发出黄光，荧光灯发出白光，每一种都有其特定的光谱颜色。非发光体的颜色与照明光的光谱以及非发光体对照明光的反射和透射特性有关。2.光源分布、辐射功率谱或光谱分布相对于不同波长的辐射功率，如图所示，太阳的辐射功率谱。图11太阳辐射功率谱、绝对黑体和色温、绝对黑体总辐射体指不反射、透射和完全吸收入射辐射的物体。光源的色温当光源的可见光谱在一定温度下与绝对黑体辐射的可见光谱相同时，绝对黑体的温度称为光源的色温，其单位用绝对温度开尔文(k)表示。色温与光源的实际温度无关。3、标准光源，在制作电视节目时，比较色温，这与色彩的再现性有关。光源A中色温为

3、2854 K的白光具有红色光谱，相当于充气钨灯产生的光。(4) D65是色温为6504 K的白光，相当于白天的平均照度(荧光灯)。它是PAL彩电的标准白光光源。113人眼的光学特性与视觉光谱的光学效率曲线、人眼的结构、视神经、视觉光谱的光学效率V()曲线(视觉灵敏度)以及人眼对光的灵敏度即亮度感知有关，亮度感知不仅与光的辐射功率有关，还与光的波长有关。人眼最敏感的光波长为555纳米，颜色为草绿色，省力且不易疲劳。1.发光强度是光源在给定方向上的辐射强度。符号为Iv。单位名称是cd坎德拉。光通量光通量根据人眼感知来测量光的辐射功率。用符号表示。单位名称为流明(lm)。一个40瓦钨灯泡输出的光通量

4、为468流明。40瓦的荧光灯可输出2100流明的光通量。波长为555纳米、辐射功率为1瓦的单色光(绿色)产生的光通量为683流明。然后，1光瓦683流明1流明，3光瓦。照度Ev，照度Ev表示被照明物体表面每单位面积接收的光通量。单位是勒(勒克斯)，符号是lx。1勒克斯等于均匀分布在1平方米面积上的1流明光通量的照度。1 lm/m2=1 lx、亮度是指发光表面在指定方向上的发光强度与发光表面在垂直于拍摄方向的平面上的投影之比。亮度Lv，A，O，如果Iv1cd，dS=1m2，亮度单位为1cd/m2(1尼特)。实验表明，人眼检测亮度变化的能力是有限的，对于不同的亮度l可以检测到的最小亮度变化也是不同

5、的。Lm是人眼能够分辨中心块和背景的亮度差，称为可见度阈值或亮度辨别阈值。1.2基本通道最大亮度Lmax与最小亮度Lmin之比人眼的明暗感知是相对的，不是由绝对亮度决定的。再现图像的亮度不需要等于场景的实际亮度，只需要保持两者的对比度C不变，这样人眼就可以得到与屏幕上场景相同的主观亮度感觉。对比度C，122人眼分辨率，人眼分辨率，人眼分辨景物细节的能力。眼睛辨别景物细节的能力是有限度的。我们称这种辨别细节的能力为人眼分辨率。测量人眼分辨率的方法、分辨率(视敏度)等于1/，其尺寸为1/分钟。在白天视觉下，人眼的视觉敏感角约为左右。1.2.3视觉的时间反应特征。1.视觉暂留和闪烁实验证明，当一定强

6、度的光突然作用于人的眼睛时，它不能在瞬间形成稳定的主观亮度感，而是有一个短暂的过渡过程。如果作用在人眼上的光突然消失，主观亮度感觉不会立即消失，而是按照近似指数规律下降。人眼的主观亮度感知总是滞后于实际亮度在时间上的变化，这就是所谓的视觉惯性或视觉持久性。在周期性光脉冲的刺激下，当频率选择不当(偏低)时，人眼会有一种忽明忽暗的感觉。临界闪烁频率不会产生最低的闪烁重复频率。fc45.8Hz赫兹.13色视觉和三色光原理，131色视觉1)相同的颜色刺激或相同的光辐射会引起不同的颜色感受；2)不同的颜色刺激或：的不同光辐射会产生相同的颜色感觉；电视和彩色电视是根据或利用人眼的这些视觉特性设计的。132

7、描述了颜色的三个基本参数，并使用三个基本参数描述了颜色视觉的三个特征：亮度、色调和颜色饱和度。明亮的光线作用于人的眼睛，导致对明暗程度的感知(与光通量有关)。彩色光辐射的功率越大，亮度越高。不发光物体的亮度取决于它的反射光功率。如果被照射物体的光强不变，物体的反射性能越好，物体越亮，反之越暗。发光物体的色调由光的波长决定，不同波长的光呈现不同的色调；不发光物体的色调由照明光源和物体的吸收、反射或透射特性决定。颜色的饱和度与白光在彩色光中的比例有关，白光的比例越大，饱和度越低；白光的比例越小，饱和度越高。没有白光的最高色饱和度被称为纯色或饱和色。光谱色光是纯色光，其饱和度为100%。颜色饱和度和

8、色调统称为色度，它表示颜色的类型和深度。人眼有三种颜色敏感细胞：红色敏感细胞、绿色敏感细胞和蓝色敏感细胞。当某种颜色的光作用于人的眼睛时，三种颜色的细胞吸收不同的光通量：红、绿、蓝。人眼对这种颜色光的感知是：亮度感知是由总光通量决定的；色度感知由三者之比决定。1.3.3人眼的颜色分辨率1。人眼对颜色细节的分辨率很低，对黑白细节的分辨率很高。人眼对不同色调的细节有不同的分辨率。也就是说，在相同的照明条件下，当绿色细节可以区分时，红色和蓝色细节通常是无法区分的。1.视频技术的主要应用方法是什么？2.在红灯下，白纸、红纸和绿纸是什么颜色？绿色眼镜怎么样？3.改变电视画面的频率是太低还是太高会有什么影

9、响？134三基色原理和加色混合，1。三原色原理在自然界中，大多数颜色可以通过以不同的比例添加和混合三原色而获得。三原色是相互独立的，一种原色不能通过混合另外两种原色获得。2.加色混合：在彩色电视中，红色，绿色和蓝色混合色的色调和饱和度由三原色的混合比决定，混合色的亮度等于三原色亮度的总和。三基色原理是彩色电视技术的基础。摄像机将图像分解成三色信号，电视机使用三色信号来恢复原始图像的颜色。通过混合三原色获得的彩色光的亮度等于三原色亮度的总和，这被称为加色混合。颜色混合规则：红色、绿色、黄色、红色、蓝色、紫色、绿色、蓝色、红色、绿色、蓝色和白色。当两种颜色混合成白色时，这两种颜色称为互补色。红色和

10、绿色相互补充，绿色和紫色相互补充，蓝色和黄色相互补充。红色青色=白色绿色紫色=白色蓝色黄色=白色，3。混色方法，1次混色方法：三原色交替出现；2空间混色方法：三原色同时出现；3生理混色方法：两只眼睛分别观看不同的颜色；全反射法：三原色同时投射在反射面上；14 RGB颜色计数系统和色度图，所谓颜色计数系统就是如何用原色来描述(表示)颜色。配色方程的解析表达式和色度图的图形表示，1。配色实验：选取三原色：波长为700纳米的红光、波长为546.1纳米的绿光和波长为435.8纳米的蓝光，1.4.1配色实验和配色方程，配色实验示意图，用实验方法测量，与标准白光匹配。三原色的光通量比为，2。配色方程：1个红基色单元：1R红光，光通量为1毫米，1个绿基色单元：1G绿光，光通量为4.5907毫米，1B蓝光，光通量为0.0601毫米，可表示为：(配色方程)R、G、B为三色系数，三者之