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第三章 数学复习

第三章 数学复习. 线性方程组、矢量、距阵 ax+by=e cx+d=f 极坐标、 矢量的旋转 频率与频带，带宽 , 傅里叶分析的带宽. 黑白电视原理. 基本参数：亮度，对比度，灰度。 全电视信号：亮度 ( 高电平黑，低电平白 ) ，消隐电平，同步脉冲。 模拟量. 数字化显示. 平面图形的一维显示，分割，顺序扫描 VGA(Video Graphics Array) 标准电视图形阵列：点，行，帧，扫描速度，颜色（ 16 ）等， S-VGA PCM 脉冲编码调制，均匀量化。. 第三章 视频信号的获取与处理.

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第三章 数学复习

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Presentation Transcript

  1. 第三章 数学复习 • 线性方程组、矢量、距阵 • ax+by=e • cx+d=f • 极坐标、 • 矢量的旋转 • 频率与频带，带宽,傅里叶分析的带宽

  2. 黑白电视原理 • 基本参数：亮度，对比度，灰度。 • 全电视信号：亮度(高电平黑，低电平白)，消隐电平，同步脉冲。 • 模拟量

  3. 数字化显示 • 平面图形的一维显示，分割，顺序扫描 • VGA(Video Graphics Array)标准电视图形阵列：点，行，帧，扫描速度，颜色（16）等，S-VGA • PCM脉冲编码调制，均匀量化。

  4. 第三章 视频信号的获取与处理 • 彩色：(物理上)单色光：光波波长的变化（谱线光420-7805 nm与非谱线光）。 • 彩色：主观因素（功率图谱，功率随波长的分布）和客观因素（反射光和透射光的功率图谱） • 人的主观感觉：因人而异（特例：色盲），对不同色光感强不一样，同色异谱。 • 混色：空间混色，时间混色，生理混色

  5. 彩色的视觉理论： • 一、三基色原理：RGB • （混色图，二次色，补色，白色；现代彩色电视技术的基础）； •  反射，吸收 • 对立学

  6. RGB 000 001 010 011 100 101 110 111 颜色 黑 蓝 绿 青 红 品红 黄 白

  7. 二、彩色空间表示及其变换 • 1，颜色的基本概念： • 彩色：可用亮度、色调和饱和度这三个特征来描叙。 • 亮度（Luminance）明暗程度，正比于光通量（功率）； • 色调（Hue）彩色感觉,颜色类别； • 和饱和度（Saturation）颜色的纯度，掺入白光的程度，色调的深浅。 • 色度（Chromaticity）色调和色调的饱和度的统称。

  8. 基于人对同强度不同颜色光的感觉不同,人眼分辨红、黄之间颜色变化的能力最强，而分辨蓝与紫之间颜色变化的能力最弱。于是有亮度公式基于人对同强度不同颜色光的感觉不同,人眼分辨红、黄之间颜色变化的能力最强，而分辨蓝与紫之间颜色变化的能力最弱。于是有亮度公式 • （PAL制）Y=0.222R+0.707G+0.071B • (NTSC制) Y=0.299R+0.587G+0.114B : • (因为基色略有不同)

  9. RGB彩色空间的配色方程：F=r[R]+g[G]+b[B] RGB制三色系数表，(表一) • RGB彩色空间, RGB彩色空间在RG平面上的投影RGB色度图，谱色轨迹，实色，虚色，饱和度变化，白色点。反射和吸收，加色和减色；显象管和印刷

  10. 2，彩色空间的转换及其实现技术 • (1)RGB彩色空间 • 在多媒体计算机中常用红、绿、蓝（RGB）彩色空间表示，由于计算机彩色监示器的输入需要红、绿、蓝（RGB）三个彩色分量，通过RGB三个分量的不同比例的组合，在显示器屏幕上可得到任意的颜色。在多媒体系统中不管采用什么形式的彩色空间表示，但最后要求输出的是转换成RGB彩色空间表示。

  11. ⑵ YUV和YIQ彩色空间 • 现代的彩色电视系统中，一般采用的摄像机把摄得到的彩色图像信号，经过分色棱镜分成Ro、Go、Bo三个分量的信号，经过放大和g校正后（因为显象管的亮度与电压的g次方成正比）得到RGB信号;再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y，最后发送端将Y、R-Y及B-Y三个信号进行编码，用同一信道经过高频功率放大，通过天线发送出去。这种信号就是常用的YUV彩色空间表示。

  12. 由于这种彩色空间的亮度信号Y解决了彩色电视与黑白电视的兼容问题，而且实验表明人眼对彩色图像细节的分辨能力比对黑白低得多，因此可以对色度信号U、V采用“大面积着色原理”用亮度信号Y;传送细节而用色差信号U、V进行大面积涂色。由于这种彩色空间的亮度信号Y解决了彩色电视与黑白电视的兼容问题，而且实验表明人眼对彩色图像细节的分辨能力比对黑白低得多，因此可以对色度信号U、V采用“大面积着色原理”用亮度信号Y;传送细节而用色差信号U、V进行大面积涂色。

  13. YIQ彩色空间 • 采用YIQ彩色空间表示的好处是人眼的彩色视觉特性表明，人眼分辨红、黄之间颜色变化的能力最强，而分辨蓝与紫之间颜色变化的能力最弱。

  14. 3) RGB与YUV和YIQ之间的转换 • 彩色摄像机得到的信号是经过g校正的RGB信号。考虑到和黑白电视机兼容及压缩编码，在传送过程中包含亮度信号和色差信号，则亮度方程可简化为：Y＝0.3R＋0.59G＋0.11B。从这个公式可看到，采用三基色显示彩色时，各基色组成亮度Y的比例关系是不变的，这些比例系数也叫做“可见度系数”它们的和为1。这表示当基色信号电压Er、Eg、Eb各为1v时，构成的亮度信号Ey也为1v。

  15. （1） 在三个色差信号中B－Y、R－Y、G－Y，其中有两个是独立的，最后一个可用亮度方程和两个色差信号通过运算得到。考虑到彩色与黑白的兼容问题和减少幅度失真问题，则必须对彩色信号进行压缩，具体方法是让色差信号乘上一个小于1的压缩系数。经过运算整理后YUV与RGB之间的关系表达式。

  16. （2）YUV(PAL制)和YIQ空间(NTSC制) • Y：亮度；R-Y，B-Y 为色差信号 • 用Y传送细节，用色度信号UV进行大面积着色。Y的带宽为4.43MHz,UV的带宽为1.3MHz,(PAL制)(P73.表3.2) • NTSC制选用YIQ空间,IQ轴为UV轴逆时针转33。123及303为人眼最敏感的色轴（橙黄及青），具有最大彩色分辨率，相垂直的是最不敏感的色轴。I的带宽为1.3-1.5MHz,Q的带宽为0.5MHz。

  17. （3）HIS彩色空间(或HIL) • H（Hue）色调，S（Saturation）颜色的饱和度I（Intensity）光的强度(或L亮度Lightness)。 • (16色VGA调色版的值) • 其它还有：CIE，XYZ，CIELAB等。

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