数字视频技术1学案.ppt

1、像素的概念 像素的传送具有以下两个特点: 第一是要求传送速度快。 第二是传送要准确。 2 光电与电光变换 电视图像的传送,在发端是基于光电转换器件,在收端是基于电光转换器件。实现这两种转换的器件分别称为摄像管和显像管。 1）摄像管与光电转换 图1―4为光电导摄像管,属电真空器件。它主要由镜头、光电靶、聚焦线圈和偏转线圈组成。其工作原理如下所述。 2）显像管与电光转换 在接收端重现图像的是显像管。显像管也是电真空器件,主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。 这里需要说明的是:对于摄像管来说,光电转换特性可近似认为是线性的;而显像管电光转换特性则是非线性的。显像管的显示亮度(以Bd表示),与其栅、阴极间电压(以ugk表示)的γ次方成正比例,即: 隔行扫描 所谓隔行扫描,就是在每帧扫描行数仍为625行不变的情况下,将每帧图像分为两场来传送,这两场分别称为奇场和偶场。奇数场传送1,3,5,…奇数行;偶数场传送2,4,6,…偶数行。 第一场(奇场),从左上角开始按1—1′,3—3′,…顺序扫描,直到最下面的中点a为止,共计 行,完成了第一场正程扫描。 第二场(偶场),扫描从a′点开始,先完成第一场扫描留下的半行a′—11′行的扫描,接着完成2—2′,4—4′,…等偶数行的扫描。 §1.1.1 扫描 黑白全电视信号=黑白图像信号＋（行、场）复合消隐信号＋（行、场）复合同步信号 由图可见,图像信号具有如下特征: (1)含直流,即图像信号具有平均直流成分,其数值确定了图像信号的背景亮度。 (2)对于一般活动图像,相邻两行或相邻两帧信号间具有较强的相关性。 辅助信号 1.复合同步信号 电视系统中,收、发扫描必须严格同步,即收、发扫描对应的行、场起始和终止位置必须严格一致,否则就会出现画面失真或不稳定现象。图1―14(a)为发端图像,图(b)为相位不同步的情况。 同步脉冲叠加在消隐脉冲之上； 行同步脉冲前沿决定接收机行扫中行正程结束和行逆程开始； 行消隐前沿超前同步前沿一定时间，即存在一定宽度的行消隐脉冲前肩； 行同步脉宽为行周期的7.5%左右； 场同步脉宽为行周期的2-3倍。 (1)以行频及其谐波为中心,组成梳齿状的离散频谱。 (2)随着行频谐波次数的增高,谱线幅度逐渐减小。 (3)实践证明,无论是静止或活动图像,围绕行谱线分布的场频谐波次数不大于20(即图1―19中m≤20)。按m=20计算,各谱线群所占频谱宽度仅为2m×fv=20×20×50=2kHz,相邻两主谱线间距为15.625kHz,可见各群谱线间存在着很大的空隙。 1.2 彩色的基本概念与彩色图像的摄取与重现 一、彩色和光密不可分 1.可见光的特性 光学理论告诉我们,光是一种以电磁波形式存在的物质,人眼可以看见的光叫可见光,它是波长范围为380nm到780nm之间的电磁波,如图1―22所示。 从电视角度看,可见光有如下特性: (1)可见光的波长范围有限,它只占整个电磁波波谱中极小的一部分。 (2)不同波长的光呈现出的颜色各不相同,随着波长由长到短,呈现的颜色依次为:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,见图1―22。 (3)只含有单一波长的光称为单色光;包含有两种或两种以上波长的光称为复合光,复合光作用于人眼,呈现混合色。 (4)太阳发出的白光中包含了所有的可见光,若把太阳辐射的一束光投射到棱镜上,太阳光会经过棱镜分解成一组按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的连续光谱,如图1―23所示。 二、 视觉特性 1. 相对视敏曲线 物质有选择地吸收、反射或透射不同波长的光,是物体固有的物理特性,它决定了该物体的颜色;而人们感觉到光的亮度和光的颜色却是人的眼睛的生理结构特点所造成的。 2. 人眼的亮度感觉 亮度感觉,即包括人眼所能感觉到的最大亮度与最小亮度的差别及在不同环境亮度下对同一亮度所产生的主观亮度感觉。 根据以上分析可以得出如下结论: (1)人眼可以感觉到的亮度范围虽然相当宽,但当眼睛适应于某一平均亮度后,能分辨的亮度范围就比以主观感觉“亮”与“暗”为界的范围缩小了。 (2)在不同的环境亮度下,同样的亮度,给人的主观亮度感觉却完全不同。 (3)当人眼适应于不同的平均亮度后,可分辨的亮度范围也不相同。 3. 人的彩色感觉 锥状细胞又分为三类,分别称为红敏、绿敏和蓝敏。如果某束光线只能引起某一种光敏细胞兴奋,而另外两种光敏细胞仅受到很微弱刺激,我们感觉到的便是某一种色光。 三、 彩色三要素和三基色原理 1.彩色三要素 对于彩色光通常可由亮度、色调和色饱和