清华大学多媒体课件12.docx

2.1.1颜色的基本概念

一幅图像f(x,y)其分辨率为512×512256×256

PAL制25帧/秒

NTSC制30帧/秒

图像是二维数据

视频是三维数据

2.1.2彩色空间

1.RGB彩色空间

显示器需要的彩色空间

2.YUV和YIQ彩色空间

PAL制式使用YUV彩色空间NTSC制式使用YIQ彩色空间

Y是亮度，UV和IQ是色差

1.RGB空间

任意颜色的光F，其配色方程可写成：

F=r[R]+g[G]+b[B]

其中r、g、b为三个系数

r=1红色

规格化之后r+g+b=1则g=1绿色

b=1兰色

2.YUV和YIQ彩色空间

PAL用YUV空间NTSC用YIQ空间

亮度Y

色差UV

Y=0.3R+0.59G+0.11BU=m(B-Y)=0.493(B-Y)V=n(R-Y)=0.877(R-Y)

把B-Y、R-Y叫色差。

Y0.30.59U=-0.15-0.29V0.61-0.52

0.11

0.44

-0.096

RGB

Y=0.3R+0.59G+0.11B

实现:

Y

RGB

RGB

运放

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。

(2).大量实验表明，人眼对色差信号不敏感，而对亮度信号特别敏感。

Y带宽4.43MHz（PAL）（因为敏感）

U、V带宽1.3MHz(因为不敏感)

(3).传输电视信号

V相角幅度

V

U

(4).量化比例

由于人眼对亮度信号敏感，选择量化的比例为：

Y:U:V=8:4:4

Y:U:V=8:2:2

Y:U:V=8:8:8

采样和量化

多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数f(x,y)进行空间和幅值的离散化处理。

采样：空间连续坐标(x,y)的离散化，叫做采样；

量化：f(x,y)颜色的离散化，称之为量化。

数字化：两种离散化结合在一起，叫做数字化，

离散化的结果称为数字图像。

X

f(x,y)

YXY的离散化称为采样

Y

f(x,y)值的离散化称为量化

亮度、色调、饱和度

Y亮度：光的强和弱。

H色调：光的波长、人眼的感觉(反映)颜色(的基本特征)。

S饱和度：颜色渗入白光的程度(表示)颜色深浅的程度。

红+白光粉红色饱和度下降

红+另一种颜色的光色调发生变化

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。

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

分色棱镜

选色膜的反射与透射

RGB和黑白电视信号不兼容，希望空中发射的信号转换成YUV信号。

当白光的亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色的关系可用如下方程描述：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

2.1.3彩色空间的转换

sRGB与YUV和YIQ之间的转换sHSI空间与RGB之间的转换

选YIQ好处：

大量实验统计，人眼对红黄之间的颜色变化最敏感，而分辨蓝和紫之间颜色变化最不敏感。

所以把相角为123。的橙色（红黄之间的

。颜色）及其相反相角的303的青色定义为I轴。

。

。。与I正交的色度信号轴，通过33

。。

。—213线，叫Q轴。

。

对最敏感的I轴

对最不敏感的Q轴对Y信号

带宽1.3M

带宽0.5M带宽4.2M

6M

NTSC制的YIQ,它与YUV的区别：

关系：。。

Q=VSin33+UCos33I=VCos33

Q=VSin33+UCos33

1.RGB与YUV和YIQ之间的转换

Y0.3U=-0.15V0.61

0.59-0.29

-0.52

0.59-0.28-0.52

0.11

0.44

-0.096

0.11-0.320