2022年视频图像基础知识.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师整理 优秀资源视频图像基础学问分类 : 基础学问1. R,G,B 在几乎全部视频技术标准中,有一个重要的问题就是彩色信息的表述方法,也就是如何让显示设备仍原出自然界的真实颜色；讨论发觉自然界景物的绝大部分的彩色光都能够分解成独立的红、绿、蓝三基色,即所谓的 R、G、B 三基色原理 ；R/RED/ 红色, G/GREEN/绿色, B/BLUE/ 蓝色 自然界中的全部颜色都可以由红、绿、蓝 R,G,B组合而成；有的颜色含有红色成分多一些,如深红；有的含有红色成分少一些,如浅红；针对含有红色成分的多少,可以分成 0 到255 共 256 个等级,

2、 0 级表示不含红色成分； 255 级表示含有 100%的红色成分；同样,绿色和蓝色也被分成 256 级；这种分级概念称为量化；随着电子与数字技术的进展, 使我们可以用一个固定的数字或变量来表示世界上的任何一种颜色,而 RGB 只是众多颜色数字编码中的一种,采纳这种编码方法,每种颜色都可以用三个变量来表示,即红色、绿色、蓝色的信号强度；要想记录及显示彩色图像,RGB 编码是最常见的一种方案,我们身边能接触到 的彩色显示设备几乎都是采纳的这种方案,电视机, 电脑显示器, 液晶显示方式等等；这些设备不管之前输入的是什么信号,最终都转换成了 RGB 信号去鼓励CRT显象管 或 LCD 液晶板 来完成

3、颜色的显示仍原；颜色 RGB 红 25500 蓝 02550 绿 00255 黄 2552550 紫 2550255 青 0255255 白 255255255 黑 000 灰 128128128 2. 电视制式R,G,B 信号分解,传送和组合,接收再解调出R,G,B 信简洁的说就是如何将号等流程中所使用的方式；1 PAL ：逐行倒相, Phase Alternate Line 1962 年前联邦德国为了克服 NTSC 制简洁显现色调失真的缺点,在 NTSC 制的基础上,讨论出来 PAL 制这 一种兼容性彩色电视制式,PAL 制采纳了逐行倒相等技术 注；是逐行倒相,不 是逐行扫描技术 ,防止将

4、整个色度信号的倒相处理,解决了偏色问题,但解调方法也变的复杂起来；2 NTSC ：美国全国电视标准委员会,National Television Standards Committee 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师整理 优秀资源北美和日本采纳的标准,统称为 NTSC NTSC 制是美国在 1953 年时讨论出来的一种兼容性彩色电视制式,该制式从人 眼的彩色视觉动身, 对 R,G,B 信号进行重新组合, 并采纳了频谱间置以及正交平衡调幅,同步检波等技术； 由于出道最早, 它的缺点是传送过程中简洁显现色调失真

5、偏色 ；3） SECAM ： 次序传送与储备彩色电视系统,法国采纳的一种电视制式,SEquential Couleur Avec Memoire（法文）3. 色差信号或重量信号 Y,Cr,Cb Y ” 代表光明度 Luminance 或 Luma,也就是灰度值 明暗的变化 ；色度 CChrominance 或 Chroma,作用是描述影像颜色及饱和度, 用于指定像素的颜色；“ Y 亮度” 是通过 RGB 输入信号来创建的,方法是将RGB 信号的特定部分叠加到一起；“ C 色度” 就定义了颜色的两个方面色调与饱和度,也就是说C 色度通过相应电视制式的解码方式解调出 Cr 和 Cb 两路信号；其中

6、, Cr 反映了 RGB 输入信号红色部分与 RGB 信号亮度值之间的差异, 而 Cb 反映的是 RGB输入信号蓝色部分与 RGB 信号亮度值之间的差异,此即所谓的色差信号,也就是我们常说的重量信号 Y、R-Y、B-Y ；4. CCIR601 国际无线电询问委员会（CCIR）以 CCIR601（由于国际无线电询问委员会被国际电信联盟 ITU 所取代,现改称为 ITURBT601-2 ）标准,分别规定了 525/59.4 和 625/50 电视系统中,重量视频的取样方案（接口标准）；其中亮度信号的正交取样频率为 13.5MHz,两个色差信号Cb 和 Cr 的取样频率为 6.75MHz；Cb、Cr

7、与 B-Y 、R-Y 之间有确定的比例关系；在这 4 个并列的象素中, Y 取样了 4 次,B-Y 取样了 2 次, R-Y 也取样了 2 次,所以 601 取样又称 422；5. 同步 同步是指收发两端在同一时刻,必需扫描在几何位置上相对应的象素点；为此,必需要求收、发两端行、场扫描都同步；行同步的条件是行扫描同频率及每行起始和终止时刻相同；场同步的条件是场扫描同频率且每场起始和终止时刻相同；同步必需做到行、场扫描同频同相,收发才能同步；行、场同步信号（两者结合即复合同步信号）行频 15625Hz,场频 50Hz（我国标准）6. 复合同步信号 H/V SYNC 都是由一个个的像数点组成,只有

8、要想电视等设备显示出一幅完整的图像R, G, B 信号是不够的,你仍得告知电视这个像数点该在屏幕的什么位置显示；显示何种颜色是由 R, G, B 信号打算,该在屏幕的那里显示就是由行场同步信号 H/V SYNC打算的；为了大家比较好懂得,这里就不谈详细原理,简洁的说一个像数点的在水平方向的位置是有行同步信号H 打算的,垂直方向的位置由场同步信号 V 打算,同时行场同步信号仍打算画面的垂直分解率和一秒内所显示的帧数；将行同步信号和场同步信号复合在一起成为一个信号就称复合同步信号,不同的电视制式 PAL, NTSC 的行场同步信号 H/V SYNC是不同的,但名师归纳总结 相 对 是 固 定 的

9、； 如 常 见 的 中 国PAL-DH:15625Hz/V:50Hz 日 本NTSC 第 2 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师整理 优秀资源3.58H:15750Hz/V:60Hz 7复合视频信号 AV 复合视频 Composite Video信号也就是从全电视信号中分别出伴音后的视频信号,这时的色度信号仍是间插在亮度信号的高端；由于复合视频的亮度和色度是间插在一起的, 在信号重放时很难复原完全一样的颜色；由于受后面亮度 Y和色度 C分别电路性能的影响,其信号带宽较窄,一般只有水平分解率 240 线350 线左右的分解率；由于视频信

10、号中已不包含伴音,故一般仍有音频端口以便同步传输伴音；有时复合式视频接口也称为 AVAudio Video 口；8. SVideo 信号SVideo 是一种两重量的视频信号,它把复合视频信号中的亮度和色度信号分成两路独立的模拟信号, 用两路导线分别传输的视频信号；这种信号不仅其亮度和色度都具有较宽的带宽, 而且由于亮度和色度分开传输, 可以削减其相互干扰,与复合视频信号相比,SVideo 可以更好地重现颜色；9.像素 Pixel 一幅平面图像, 依据人眼对细节辨论力有限的视觉持性,总可以看成是由许很多多的小单元组成；在图像处理系统中,这些组成画面的细小单元称为像素；10. 辨论率：1）设备辨论

11、率：与用该设备处理的图像的辨论率是两个既有联系又有区分的概念；设备辨论率是由硬件设备的生产工艺打算的,尽管可以通过软件方法调整,但有局限；表示：DPI Dot Per Inch 举例 1：扫描仪的辨论率 1）光学部分： CCD 的辨论率 2）硬件部分3）软件部分举例 2： 17 英寸 显示器 0.25mm 点距 运算辨论率是多少25.3995/0.25=100 Dot/Inch 注： 1 英寸=25.3995mm 2）图像辨论率（ Image Resolution） PPIPixels Per Inch每英寸像素数 举例：显示器 水平：垂直 =4：3 有效显示范畴：水平 17*4/5=13.6

12、 垂直： 17*3/5=10.2 最高显示模式：（13.6*100）1360*1020（10.2*100）3 图像的位辨论率：又称位深,用来衡量每个像素储存信息的位数,这种辨论率打算可以标志为多少种颜色等级的可能性；一般常见的 8,16,24,32 位颜色；如：一幅 8 位颜色深度：颜色等级 256 级；11. 隔行扫描 逐行扫描 帧 frame 场 field 1）帧 frame：每一幅“ 静止”的画面称为一 “ 帧 frame” ； 我们将每一幅 “ 静止” 的画面称为一 “ 帧 frame”,电影是 24 帧/秒、PAL 制电视是 25 帧/秒,NTSC制是 30 帧/秒；电视的每帧画面

13、又是由如干条水平方向的扫描线组成的、PAL 制为 625 行/帧, NTSC 制为 525 行/帧；2）场 field ：一幅只含奇数行或偶数行的画面称为一“ 场 field ” ； PAL 制电视的实际扫描频率是 50 场/秒；NTSC 制为 60 场/秒；隔行扫描的两个场虽然是一先一后地显现在屏幕上 都是不完整的画面 ；但由于变换速度很快,我们会觉得是看到了一幅完整的画面；3）隔行扫描：第一遍只扫描奇数行,即第 l 、3、5 525 行；其次遍扫描名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师整理 优秀资源就只扫描偶数行

14、,即第 2、4、6 524 行；这种扫描方式就是隔行扫描；4）逐行扫描：假如这一帧画面中全部的行是从上到下一行接一行地连续完成的,或者说扫描顷序是1、2、3 525,我们就称这种扫描方式为逐行扫描隔行扫描的主要缺点是：1光栅结构显得粗疏；有的图象能看到扫描线；2垂直辨论率严峻受损,大约只有水平辨论率的一半左右 350 线；3画面有闪耀感；4最重要的是会在画面上造成梳齿现象 又称羽状干扰或拉链效应 和行抖动；很简洁,逐行扫描克服以上隔行扫描的缺点12. CCD 与 CMOS CCD 是“Charge Coupled Device” 的缩写,是感光耦合器件；CCD 是数码相机记录光线变化的半导体器

15、件,数码相机中提到的像素,就是 CCD 的辨论率；CCD 感光组件具有储存电荷的才能,并以矩阵的方式排列；CCD 不能感知光的颜色,感光单元只能感知光的强弱；当表面照耀到光线时, 产生电荷经外电路流通,整个 CCD 上全部感光元件产生的电信号,经过转换便可仍原成画面；CMOS 是“Complementary Metal-Oxide Semiconductor” 的缩写,是互补性金属氧化物半导体,和 CCD 一样也可以作为数码相机和扫描仪中的感光器件,早期的 CMOS 应用于数码相机时图片简洁显现杂点,现在经过改进后,已名师归纳总结 经克服了一些不足, 成效直逼 CCD； 由于 CMOS 的制造成本低, 且功耗少 （约第 4 页,共 4 页为 CCD 的 30%）,所以有在今后替代CCD 的进展趋势；- - - - - - -