视频信号处理基本知识
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视频基础知识培训课件(PPT 43张)
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YUV、YIQ与YCbCr颜色空间
• YUV模型用于PAL制式的电视系统，Y表示亮 度，UV并非任何单词的缩写。 Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B U = 0.493 (B – Y) V = 0.877 (R – Y) • YUV空间相当于对RGB空间做了一个解相关的 线性变化。U和V的比值决定色调，而 (U2+V2)1/2代表颜色的饱和度。
6
YUV、YIQ与YCrCb颜色空间
7
电视扫描
逐行扫描 (non-interlaced scanning)
隔行扫描 (interlaced scanning)
8
彩色电视制式
• NTSC制式(National Television Systems Committee)：是1952年美国国家电视标准 委员会定义的彩色电视广播标准 • PAL制式(Phase-Alternative Line):德国于 1962年制定。解决于NTSC在相位敏感造 成的彩色失真的缺点。 • SECAM制式:法国制定的顺序传输彩色与 存储彩色电视广播标准
复合C信号波形－PAL
15
C to S－Video
Y-ground---------------+ +----+------ RCA/composite ground C-ground---------------+ | | | | 75欧 Y-------------------------+ | | +-----+---- RCA/composite video C------------||-----------+ 470pF
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视频/图像处理硬件的发展历史
YUV、YIQ与YCbCr颜色空间
• YUV模型用于PAL制式的电视系统，Y表示亮 度，UV并非任何单词的缩写。 Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B U = 0.493 (B – Y) V = 0.877 (R – Y) • YUV空间相当于对RGB空间做了一个解相关的 线性变化。U和V的比值决定色调，而 (U2+V2)1/2代表颜色的饱和度。
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YUV、YIQ与YCrCb颜色空间
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电视扫描
逐行扫描 (non-interlaced scanning)
隔行扫描 (interlaced scanning)
8
彩色电视制式
• NTSC制式(National Television Systems Committee)：是1952年美国国家电视标准 委员会定义的彩色电视广播标准 • PAL制式(Phase-Alternative Line):德国于 1962年制定。解决于NTSC在相位敏感造 成的彩色失真的缺点。 • SECAM制式:法国制定的顺序传输彩色与 存储彩色电视广播标准
复合C信号波形－PAL
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C to S－Video
Y-ground---------------+ +----+------ RCA/composite ground C-ground---------------+ | | | | 75欧 Y-------------------------+ | | +-----+---- RCA/composite video C------------||-----------+ 470pF
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视频/图像处理硬件的发展历史
视频数字信息处理技术
4.3 数字视频的获取
在多媒体计算机系统中，视频处理一般是借助于一些相 关的硬件和软件，在计算机上对输入的视频信号进行接收、 采集、传输、压缩、存储、编辑、显示、回放等多种处理。 数字视频素材，可以通过视频采集卡将模拟数字信号转 换为数字视频信号，也可以从光盘及网络上直接获取数字 视频素材。
4.3 数字视频的获取
4.1 视频基础知识
4.1.2 电视信号及其标准 4． 彩色电视信号的类型 电视频道传送的电视信号主要包括亮度信号、色度信 号、复合同步信号和伴音信号，这些信号可以通过频率域 或者时间域相互分离出来。电视机能够将接收到的高频电 视信号还原成视频信号和低频伴音信号，并在荧光屏上重 现图像，在扬声器上重现伴音。 根据不同的信号源，电视接收机的输入、输出信号有 三种类型： （1）分量视频信号与S-Video （2）复合视频信号 （3）高频或射频信号
4.1 视频基础知识
4.1.2 电视信号及其标准 2． 彩色电视信号制式 （4）数字电视（Digital TV） 1990年美国通用仪器公司研制出高清晰度电视HDTV， 提出信源的视频信号及伴音信号用数字压缩编码，传输信 道采用数字通信的调制和纠错技术，从此出现了信源和传 输通道全数字化的真正数字电视，它被称为“数字电视”。 数字电视（DTV）包括高清晰度电视HDTV、标准清 晰度电视SDTV和VCD质量的低清晰度电视LDTV。 随着数字技术的发展，全数字化的电视HDTV标准将 逐渐代替现有的彩色模拟电视。
4.2 视频的数字化
4.2.2 常见的数字视频格式及特点
1． AVI AVI（Audio Video Interleave） 是微软公司开发的一种符合RIFF 文件规范的数字音频与视频文件格式。 AVI格式允许视频和音频交错记录、同步播放，支持256色和RLE 压缩，是PC机上最常用的视频文件格式，其播放器为VFW（Video For Windows）。 在AVI文件中，运动图像和伴音数据是以交替的方式存储，播放时， 帧图像顺序显示，其伴音声道也同步播放。以这种方式组织音频和视像 数据，可使得在读取视频数据流时能更有效地从存储媒介得到连续的信 息。 AVI文件还具有通用和开放的特点，适用于不同的硬件平台，用户 可以在普通的MPC上进行数字视频信息的编辑和重放，而不需要专门 的硬件设备。 AVI文件可以用一般的视频编辑软件如Adobe Premiere进行编辑和 处理。
视频信号获取工作原理与处理
代表亮度、强度
视频信号的获取工作原理和处理
34
例: 黄色=>蓝色
R 143——>31
G 143——>31
B 31——>255
H 60——>240
S 180——>180
I 105——>105
视频信号的获取工作原理和处理
35
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。
3
1.三基色(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。
三基色的选择不是唯一的，三种颜色必 须是相互独立的，即任何一种颜色都不能由 其他两种颜色合成。
这种方法称时间混合，是顺序制彩色电视的基础。
•
˙ 将三种基色光分别投射到同一表面上邻近的三个点
上，只要足够邻近，由于人眼分辨率的限制，也会产生相
加混色，这是空间混合。
• ˙ 利用两只眼睛同时分别看两种不同颜色的同一图像，
也会产生相加混色效果，这就是生理混合。
视频信号的获取工作原理和处理
11
• 2) 相减混色(CMY相减混色)
视频信号的获取工作原理和处理
4
红色+绿色=黄色 红色+蓝色=品红 绿色+蓝色=青色
红色+绿色+蓝色=白色
视频信号的获取工作原理和处理
5
分色棱镜
视频信号的获取工作原理和处理
6
• 在彩色电视中之所以选用红、绿、蓝作为三 基色，其原因如下：
• (1) 人眼对红、绿、蓝三种颜色比较敏感;
视频信号的获取工作原理和处理
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例: 黄色=>蓝色
R 143——>31
G 143——>31
B 31——>255
H 60——>240
S 180——>180
I 105——>105
视频信号的获取工作原理和处理
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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。
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1.三基色(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。
三基色的选择不是唯一的，三种颜色必 须是相互独立的，即任何一种颜色都不能由 其他两种颜色合成。
这种方法称时间混合，是顺序制彩色电视的基础。
•
˙ 将三种基色光分别投射到同一表面上邻近的三个点
上，只要足够邻近，由于人眼分辨率的限制，也会产生相
加混色，这是空间混合。
• ˙ 利用两只眼睛同时分别看两种不同颜色的同一图像，
也会产生相加混色效果，这就是生理混合。
视频信号的获取工作原理和处理
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• 2) 相减混色(CMY相减混色)
视频信号的获取工作原理和处理
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红色+绿色=黄色 红色+蓝色=品红 绿色+蓝色=青色
红色+绿色+蓝色=白色
视频信号的获取工作原理和处理
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分色棱镜
视频信号的获取工作原理和处理
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• 在彩色电视中之所以选用红、绿、蓝作为三 基色，其原因如下：
• (1) 人眼对红、绿、蓝三种颜色比较敏感;
视频通信系统中的信号处理技术研究
视频通信系统中的信号处理技术研究随着时代的发展，视频通信系统越来越普及，人们可以通过视频来进行远程沟通、交流，甚至在不同地区进行互动。
为了实现高质量的视频通信，信号处理技术在其中扮演了至关重要的角色。
一、视频通信系统的信号处理技术视频通信系统需要对视频信号进行处理，使其能够在传输过程中具有较好的抗干扰性、高清晰度和低带宽要求。
信号处理技术对视频通信质量和效率的影响非常大，主要有以下几种技术：1. 压缩编码技术在视频通信过程中，为了降低传输的带宽需求，通常需要对视频信号进行压缩编码。
压缩编码技术可以分为有损压缩和无损压缩两种类型。
有损压缩可以通过去除视频信号中不必要的信息来实现数据压缩，而无损压缩则是通过减小视频信号的冗余来达到数据压缩的目的。
在实际应用中，往往需要在保证视频质量的同时，尽可能地降低传输的数据量。
因此，压缩编码技术在视频通信中具有非常重要的作用。
2. 细节增强技术视频信号中往往会存在一些细节部分，如人物的表情细节、物体的纹理等。
这些细节信息对于视频的清晰度和逼真度有着重要的影响。
因此，细节增强技术被广泛应用于视频通信系统中。
细节增强技术可以通过加强视频信号的细节信息来提高图像的清晰度和逼真度。
通常采用的方法是对图像中的高频部分进行增强，加强图像的边缘和纹理等细节信息，从而使视频信号更具有立体感和真实感。
3. 去噪技术在视频通信过程中，视频信号往往会受到各种噪声的干扰，如加性噪声、多路信号干扰等。
这些噪声会影响视频的清晰度和质量，因此，去噪技术也成为了视频通信中不可或缺的技术之一。
去噪技术可以通过降低视频信号中的噪声水平，提高图像的清晰度和质量，从而使得视频通信更加稳定和清晰。
去噪技术主要包括空域和频域两种方法，分别可以对视频信号进行时域和频域的滤波处理。
二、视频通信系统中信号处理技术的应用视频通信系统中的信号处理技术可应用于多种场景，下面分别介绍一下：1. 视频会议在视频会议中，信号处理技术可以通过压缩编码技术降低传输的数据量，使得传输可以更快速和稳定。
数字音视频技术讲义第三章 模拟信号数字处理
短距离传送PCM信号是采用并行 传送方式，即每一个抽样的N个码位 以及为收、发同步用的抽样时钟， 在n+1条传输线中并行传送。 中、远距离传输时采用全串行传 送方式，即对n个码位首先进行并/ 串转换，然后在同一条线路上依次 传出。
*3.2 彩色电视图像信号的 数字编码
• ~两种PCM编码方式：全信号编码和分 量编码。 • 全信号编码是对彩色电视信号直接进行 编码。 • 分量编码是对亮度信号及两个色差信号 （或对三个基色信号）分别进行编码。
• 满足正交结构的条件是抽样频率是 行频的整数倍。 • 根据副载频与行频的偏置关系，只 当时fs=4fsc才形成正交抽样结构。 • 抽样频率较高可降低模拟低通滤波 器及数字滤波器的设计难度。随着 器件速度的提高和成本的下降，4fsc 抽样频率目前被广泛地采用。
二、量化等级
• 在全信号编码中，一般采用四舍五入的 均匀量化。主观实验表明，为获得满意 的图像质量，一般采用8bit量化。当编解 码次数较多时，考虑到量化噪波的累积， 应采用9-10bit量化。
3．2．2 分量编码
一、抽样频率 • 主观实验表明，当亮度信号Y的带宽为 5.8~6MHz、两个色差信号R-Y和B-Y的 带宽2MHz时，可获得满意的图像质量。 • 分量编码时，一般应先根据需要，用低 通滤波器适当地限制三个分量信号的带 宽。所选定的抽样频率应不小于2.2倍信 号最高频率。
• 三个分量信号的抽样频率之间以及它们与 行频之间，一般应有整数倍的关系，以便 于时分复用和形成正交抽样结构。• 考 虑 525 行 制 和 625 行 制 的 兼 容 性 ， Y/RY/B-Y的抽样频率为：13.5/6.75/6.75MHz。 • 色差信号的抽样频率为亮度信号的2/4，简 称为4：2：2标准。根据标准，525行制亮 度信号的每行样点数为858，625行制为864， 色差信号每行样点数均为亮度信号的一半 。
电路中的电子视频技术实现视频信号的处理与传输
电路中的电子视频技术实现视频信号的处理与传输现代社会中，视频技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从电视到电影，从视频会议到在线教育，无不离开视频信号的处理和传输。
在这个过程中，电子视频技术起到了重要的作用。
本文将深入讨论电路中的电子视频技术，探讨视频信号的处理与传输。
一、视频信号的产生与获取技术视频信号的产生可以通过摄像头等设备来实现。
摄像头将场景中的光信号转换成电信号，以便进一步处理和传输。
近年来，随着摄像头技术的进步，高清、高分辨率的视频信号得以产生，为视频技术的发展提供了更好的基础。
二、视频信号的处理技术在视频信号的处理过程中，我们常常需要对信号进行调整、增强或者转换。
其中一项重要的技术是视频编码。
视频编码通过压缩视频信号的大小，以便更高效地传输和存储。
常见的视频编码标准有MPEG-2、H.264等。
除了视频编码外，视频信号的处理还包括图像增强、去噪等技术。
图像增强可以使视频画面更加清晰、鲜明；去噪技术可以减少视频中的噪点和干扰。
这些处理技术可以提高视频的观看体验，并且在监控、医疗等领域有着广泛的应用。
三、视频信号的传输技术视频信号的传输可以通过有线或者无线方式实现。
有线传输主要采用的是电缆传输技术，如HDMI、VGA等。
这些传输方式可以保证视频信号的稳定传输，但受到了距离和布线等因素的限制。
无线传输则利用了无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙等。
无线传输可以更灵活地实现视频信号的传输，但信号的稳定性和延迟问题也是需要解决的难题。
随着5G技术的发展，无线视频传输将迎来更好的机遇和挑战。
四、视频信号的显示技术视频信号的显示是完成整个视频传输过程的最后一步。
现代显示技术中，液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）是最常见的显示技术。
液晶显示器适用于大尺寸、高分辨率的显示，而有机发光二极管则适用于更小、更薄、更灵活的显示设备。
除了显示器外，投影技术也成为视频信号的另一种展示方式。
投影仪可以将视频信号通过光学成像技术投射到屏幕或者墙壁上，实现更大尺寸的显示效果。
第07讲 视频处理技术Ilgl
3.4.1 视频信号的获取
在电视接收机中，通过显示器进行光电转换，产生 为人眼所接受的模拟信号的光图像。 模拟电视系统通常用光栅扫描方式。光栅扫描是指 在一定的时间间隔内电子束以从左到右、从上到下 的方式扫描感光表面。若时间间隔为一帧图像的时 间，则获得的是一场图像；在电视系统中，两场图 像为一帧。扫描方式常有逐行扫描和隔行扫描。 (1) 逐行扫描 逐行扫描如图3.10所示。在图（a）中，实线为行扫 描正程，电子束从左到右扫描过的轨迹；虚线是行 扫描逆程，电子束从右到左扫过的轨迹。行扫描周 期为电子束从左到右扫描完一行正程所需的时间加 上从右返到左所需的轨迹。
数字视频图像的采样过程
视频场景
空间采样点阵
时间采样
与模拟视频相比，数字视频有许多优点： （1）适合于网络应用 在网络环境中，视频信息可以很方便地实现资源的共 享 和可以长距离传输，而模拟信号在传输过程中会有 信号损失 。 （2）再现性好 数字视频可以不失真地进行无限次拷贝，抗干扰能力 强，模拟信号由于是连续变化的复制容易失真。 （3）便于计算机编辑处理 模拟信号只能简单调整亮度、对比度和颤色，而数字 视频信号可以传送到计算机内进行存储、处理，很容 易进行创造性地编辑与合成，并进行动态交互。
5.3.1 H.261
H.261的编码框图如图5.6所示，其中有两个模式选择开关用来选择编码模式 ，编码模式包括帧内编码和帧间编码两种，若两个开关均选择上方，则为帧 内编码模式；若两个开关均选择下方，则为帧间编码模式。
5.3.1 H.261
• H.261是国际电信联盟 -电信标准部门 ITU-T针对视 频电话、视频会议等要求实时编解码和低时延应用提 出的第一个视频编解码标准，于1990年12月发布。 H.261标准H.261 标准只定义了 QCIF 和 CIF 格式， 将CIF和QCIF格式的数据结构每帧划分为4个层次： 图像层(P)、块组层(GOB)、宏块层(MB)和块层(B)。
第4章 视频信号处理
第4章 视频信号处理
逆程 正程
(a)
t
(b)
t
图4-4 同步信号与扫描电流 (a) 同步脉冲信号；(b) 扫描电流波形
第4章 视频信号处理 4.2.3 全电视信号 1. 黑白全电视信号 包括图像信号，复合消隐信号，复合同步信号。 图像信号：是使用光栅扫描的方法在显示器上显示图 像的。
复合消隐信号：扫描逆程期是不传送图像信号的，在
门服务。
4) 交互能力强，可以在计算机中集成各种类型和格式 的视频应用，还可以将计算机组网进行节目的联网调用及 制作、播放等。
第4章 视频信号处理 2. 数字视频的文件格式 1) AVI格式 AVI是Audio Video Interleaved (音频视频交错)的缩写， 是Windows操作系统的一种标准视频格式，应用范围广， 但占用存储空间很大。
第4章 视频信号摄像管或显像管的水平(行)和垂直(场)偏转线圈 内分别流过行、场锯齿波电流时，在水平方向和垂直方 向两个偏转磁场的控制下，电子束在摄像管的靶面上或 显像管的屏幕上作匀速直线扫描。
第4章 视频信号处理 1) 逐行扫描
电子束沿水平方向从左到右、从上到下以均匀速度顺序 扫描，称为逐行扫描。电子束移动轨迹的集合就形成了光栅， 逐行扫描形成的光栅称逐行扫描光栅。
第4章 视频信号处理 4.1.2 视频信息源
视频信息源的种类繁多，按照其提供的视频信息 形式，分为数字视频信息源和模拟视频信息源两类。
1. 数字视频信息源
这类信息源可直接提供数字化视频信号，而且， 许多信息源提供的数字化信息是已按某种标准压缩的 视频信号。 1) 光盘存储设备
2) 数字磁带机 3) 磁盘存储器 4) 扫描仪 5) 数字照相机
视信号的频谱及传送该信号的信道带宽亦为逐行扫描的一 半。这样采用了隔行扫描后，在图像质量下降不多的情况
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16色VGA调色板的值 表4-02 16色VGA调色板的值
代 码 0 1 2 3 4
R 0 0 0 0 128
G 0 0 128 128 0
B 0 128 0 128 0
H 160 160 80 120 0
S 0 240 240 240 240
L 0 60 60 60 60
颜色 黑(Black) 蓝(Blue) 绿(Green) 青(Cyan) 红(Red)
打印彩色图像用CMY CMY相减混色模型 2、 打印彩色图像用CMY相减混色模型 用彩色墨水或颜料进行混合，这样得到的颜色称为相减色。在理 论上说，任何一种颜色都可以用三种基本颜料按一定比例混合得到。 这三种颜色是青色(Cyan)、品红(Magenta)和黄色(Yellow)，通常 写成CMY，称为CMY模型。用这种方法产生的颜色之所以称为相减色， 是因为它减少了为视觉系统识别颜色所需要的反射光。 在相减混色中，当三基色等量相减时得到黑色；等量黄色(Y)和 品红(M)相减而青色(C)为0时，得到红色(R)；等量青色(C)和品红 (M)相减而黄色(Y)为0时，得到蓝色(B)；等量黄色(Y)和青色(C)相 减而品红(M)为0时，得到绿色(G)。这些三基色相减结果如图4-07 所示。
第四章 视频信号处理
4．1 视频信号概述 视频信号的表示（种类、属性） 4．1．1 视频信号的表示（种类、属性） 4．1．2 视频信号的编码和译码 4．1．3 图象的颜色模型 4．1．4 电视信号概述 4．1．5 图象的文件格式 4．2 基本的图像编码技术 4．2．1 行程编码 4．2．2 哈夫曼编码 LZW编码 4．2．3 LZW编码 4．2．4 二维预测编码 4．2．5 变换编码 静态图像的JPEG JPEG技术标准 4．3 静态图像的JPEG技术标准 JPEG的基本内容 4．3．1 JPEG的基本内容 4．3．2 编码算法 4．3．3 源图像数据 4．3．4 压缩数据的数据格式 4．4 动态图像的处理 4．4．1 动态图像处理中的关键技术 261标准 4．4．2 H．261标准 MPEG动态图像标准 4．4．3 MPEG动态图像标准
图4-03 视觉系统对颜色和亮度的响应特性[1][3]
视觉系统对颜色和亮度的响应特性[1][3 图4-03 视觉系统对颜色和亮度的响应特性
4．1．3．2 图像的颜色模型
一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由该物体发出的光 波决定，使用RGB相加混色模型；一个不发光波的物体称为无源物 体，它的颜色由该物体吸收或者反射哪些光波决定，用CMY相减混 色模型。 1、 显示彩色图像用RGB相加混色模型 显示彩色图像用RGB相加混色模型 RGB 电视机和计算机显示器使用的阴极射线管(cathode ray tube，CRT) c 是一个有源物体。CRT使用3个电子枪分别产生红(Red)、绿(Green) 和蓝(Blue)三种波长的光，并以各种不同的相对强度综合起来产生 颜色，如图4-05所示。组合这三种光波以产生特定颜色称为相加混 色，称为RGB相加模型。相加混色是计算机应用中定义颜色的基本 方法。
R 彩 坐 色 信 息 换 源 B G 变 标
Y U V
A/D变 换
映 量 射 变
编
A/D变 换
码 换 化
A/D变 换
图 4-2-1
彩色视频信号的编码过程框图
当视频信号传送到接收端（或存贮于不同媒体的视频信号回放） 时，视频信号要经过译码来恢复原始数据，译码过程框图如图 42-2 所示。
解
传送 回放
图4-06 相加混色 在多媒体计算机中，除用RGB来表示图像之外，还用色调-饱和度亮度(hue-saturation-lightness，HSL)颜色模型 在HSL模型中，H定义颜色的波长，称为色调；S定义颜色的强度 (intensity)，表示颜色的深浅程度，称为饱和度；L定义掺入的白 光量，称为亮度。用HSL表示颜色的重要性，是因为它比较容易为 画家所理解。若把S和L的值设置为1，当改变H时就是选择不同的纯 颜色；减小饱和度S时，就可体现掺入白光的效果；降低亮度时， 颜色就暗，相当于掺入黑色。因此在Windows中也用了HSL表示法， 16色VGA调色板的值也表示在表5-02中。
4．1．3 图象的颜色模型 4 ． 1 ． 3． 1 视角系统对颜色的感知
颜色是视觉系统对可见光的感知结果。可见光是波长在380 nm～ nm之间 颜色是视觉系统对可见光的感知结果。可见光是波长在380 nm～780 nm之间 的电磁波，我们看到的大多数光不是一种波长的光， 的电磁波，我们看到的大多数光不是一种波长的光，而是由许多不同波长的 光组合成的。研究表明，人的视网膜有对红、 光组合成的。研究表明，人的视网膜有对红、绿、蓝颜色敏感程度不同的三 种锥体细胞，另外还有一种在光功率极端低的条件下才起作用的杆状体细胞， 种锥体细胞，另外还有一种在光功率极端低的条件下才起作用的杆状体细胞， 因此颜色只存在于眼睛和大脑。在计算机图像处理中， 因此颜色只存在于眼睛和大脑。在计算机图像处理中，杆状细胞还没有扮演 什么角色。人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特性： 什么角色。人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特性： 1、眼睛本质上是一个照相机。人的视网膜(human retina)通过神经元来感知外 眼睛本质上是一个照相机。人的视网膜(human retina)通过神经元来感知外 部世界的颜色，每个神经元或者是一个对颜色敏感的锥体(cone) (cone)， 部世界的颜色，每个神经元或者是一个对颜色敏感的锥体(cone)，或者是一 个对颜色不敏感的杆状体(rod) (rod)。 个对颜色不敏感的杆状体(rod)。 绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程度不同， 2、红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程度不同，对不同亮度的感 知程度也不同，如图4 03所示 这就意味着， 所示。 知程度也不同，如图4-03所示。这就意味着，人们可以使用数字图像处理技 术来降低数据率而不使人感到图像质量明显下降。 术来降低数据率而不使人感到图像质量明显下降。
表4-03 相减色 青色 0 0 0 0 1 1 1 1 品红 0 0 1 1 0 0 1 1 黄色 0 1 0 1 0 1 0 1 相减色 白 黄 品红 红 青 绿 蓝 黑
表4-04 相加色与相减色的关系 相加混色 RGB 000 001 010 011 100 101 110 111 相减混色 CMY 111 110 101 100 011 010 001 000 黑 蓝 绿 青 红 品红 黄 白 生成的颜色
图4-07 相减混色 彩色打印机采用的就是这种原理，印刷彩色图片也是采用这种原 理。按每个像素每种颜色用1位表示，相减法产生的8种颜色如表403所示。由于彩色墨水和颜料的化学特性，用等量的三基色得到的 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(black ink)，所以CMY又写成CMYK。
4．1．2
视频信号的编码和译码
彩色视频信号的编码过程框图如图 4-2-1 所示。图中假设视频 信号源提供的是模拟的三基色R、G、B信号。该信号在彩色坐标变 换中，实现式（4-2-1）所示的变换。先将R、G、B信号变换为亮度 和二个色差信号（Y、U、V）。而后，对Y、U、V三个信号分别进 行采样并进行A/D变换。后面的工作主要是对这些信号进行数据压 缩，以保证在一定质量指标的基础上最大限度地减少数据量。经过 数据压缩的彩色视频信号可用于传递（无线、光纤等），也可用磁 盘（或磁带等媒体）存贮起来或用光盘将其记录下来。有关问题的 细节，是本章后面要阐述的主要内容。
三、图像的种类 在计算机中，有两种类型的图：矢量图(vector graphics)和位 映像图(bitmapped graphics)。矢量图是用数学方法描述的一系列点 线、弧和其他几何形状，如图4-2(a)所示。因此存放这种图使用的格 式称为矢量图格式，存储的数据主要是绘制图形的数学描述；位映像 图(bitmapped graphics)也称光栅图(raster graphics)，这种图就 像电视图像一样，由像点组成的，如图4-2 (b)，因此存放这种图使 用的格式称为位映像图格式，经常简称为位图格式，存储的数据是描 述像素的数值。
图4-05 彩色显像管产生颜色的原理 颜色＝ 红色的百分比 红色的百分比)＋ 绿色的百分比 绿色的百分比)＋ 蓝色的百分比 蓝色的百分比) 颜色＝R(红色的百分比 ＋G(绿色的百分比 ＋B(蓝色的百分比 当三基色等量相加时，得到白色；等量的红绿相加而蓝为 值 当三基色等量相加时，得到白色；等量的红绿相加而蓝为0值 时得到黄色；等量的红蓝相加而绿为0时得到品红色 时得到品红色； 时得到黄色；等量的红蓝相加而绿为 时得到品红色；等量的绿蓝 相加而红为0时得到青色 这些三基色相加的结果如图4-06所示。 时得到青色。 所示。 相加而红为 时得到青色。这些三基色相加的结果如图 所示
4．1 视频信号概述 4．1．1 视频信号的表示 一、视频信号的形式 提到视频信号，人们首先想到的是电视信号，这是一种动态视频图像信号； 提到视频信号，人们首先想到的是电视信号，这是一种动态视频图像信号；还有 静态图像信号。其它如可视电话的图像信号也属于视频信号。 静态图像信号。其它如可视电话的图像信号也属于视频信号。 二、图像的属性 图像的属性主要有：分辨率、像素深度、 图像的属性主要有：分辨率、像素深度、真/伪彩色、图像的表示法和种类等。 伪彩色、图像的表示法和种类等。 各种图像信号有黑白和彩色；也有模拟和数字之分。图像信号的根源都是模拟的。 各种图像信号有黑白和彩色；也有模拟和数字之分。图像信号的根源都是模拟的。 属性一： 属性一： 分辨率 我们经常遇到的分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。 我们经常遇到的分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。 1. 显示分辨率 2. 图像分辨率 属性二： 属性二： 像素深度 和图象深度 属性三： 真彩色、 属性三： 真彩色、伪彩色与直接色
码
D/A变换 坐 标 D/A变换 变 换 D/A变换