北京工业大学多媒体(孙中华)期末总结

第三章视觉、色彩特性与彩色电视信号存在3种常见光感知的视觉描述符：亮度（brightness）、色度（hue）和饱和度（saturation）。空间频率：给定方向上的空间频率用该方向上每单位长度的周期来测量。P11fx=fxo周/米fy=0周/米当空间频率在3~4.5周/度时，人眼视觉的对比灵敏度最高，分辨能力最强。空间频率的计算p12颜色模型:RGB色彩模型：彩色最基本模型，适合于计算机系统;CMY(CMYK)色彩模型：用于印刷;YUV(亮度、色差)色彩模型：用于PAL电视信号传输；YUV最初作为模拟电视系统信号编码YIQ色彩模型：用于NTSC彩色电视广播；YCbCr色彩模型：数字视频常用的颜色模型。主要用于数字电视系统中。HSV颜色模型:HSV(hue,saturationandvalue)的缩写HSV的表示方法H色调：用角度度量，0°～360°。红色为0°，按逆时针方向计算，绿色为120°，蓝色为240°S饱和度：取值范围为0.0～1.0V亮度值：取值范围为0.0(黑色)～1.0(白色)伽马校正(gammacorrection)概念:为补偿显示设备非线性的显示特性而采用的校正技术显示设备产生的光亮度与输入给它的电压之间呈现的关系为:光亮度＝(输入电压)γ其中，γ是幂函数的指数，是一个常数，用来衡量非线性部件的转换特性在把输入电压送到显示设备之前对它做一次变换，使输入到显示设备的电压′=(输入电压)γ，这个变换称为校正显示设备不同，γ的值也有所不同。阴极射线管(CRT)典型的值在2.25～2.45之间彩色电视信号:扫描－空间频率到时间频率的转换p38公式电视的扫描方式：①逐行扫描/非隔行扫描/顺序扫描(noninterlacedscanning)：电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅完整的图像②隔行扫描(interlacedscanning)电子束扫完第1行后从第3行开始扫，接着扫第5行、7行、…，一直扫到最后一行的中间③帧：每帧（两场）总扫描行数（正程+逆程）：Z正程扫描（有效）行数：n可分辨的行数：（K:Kell系数）)]2cos(1[21)(xfxLxo图像子采样：图像子采样的概念对色差信号使用的采样频率比对亮度信号使用的采样频率低的采样方法常见的采样格式4:4:4这种采样格式不是子采样格式，它是指在每条扫描线上每4个连续的采样点取4个亮度Y样本、4个红色差Cr样本和4个蓝色差Cb样本，每个像素用3个样本表示4:2:2在每条扫描线上，每4个连续的采样点取4个亮度Y样本、2个红色差Cr样本和2个蓝色差Cb样本，平均每个像素用2个样本表示4:1:1在每条扫描线上，每4个连续的采样点取4个亮度Y样本、1个红色差Cr样本和1个蓝色差Cb样本，平均每个像素用1.5个样本表示4:2:0在水平和垂直方向上，每2个连续采样点上取2个亮度Y样本、1个红色差Cr样本和1个蓝色差Cb样本，每个像素用1.5个样本表示第四章图像/视频数据压缩编码技术像素深度：存储每个像素所用的位数例如，用R，G，B三个分量表示的彩色图像，若每个分量用8位表示，那么一个像素共用24位表示，就说像素深度为24位像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数。例如，像素深度为24位时，每个像素可以是224=16777216种颜色中的一种像素深度越深，表达的颜色数目就越多，所占用的存储空间也越大。相反，如果像素深度太浅，则影响图像的质量，图像看起来让人觉得很粗糙和很不自然（由于受到设备和人眼分辨率的限制，不一定要追求特别深的像素深度）阿尔法(α)通道：在每个像素用32位表示的图像表示法中的高8位，其余24位是颜色通道，红色、绿色和蓝色分量各占一个8位的通道用于表示像素在对象中的透明度例如，用两幅图像A和B混合成一幅新图像，新图像(New)的像素为：Newpixel=(alpha)(pixelAcolor)+(alpha)(pixelBcolor)又如，一个像素(A，R，G，B)的四个分量都用规一化的数值表示时，像素值为(1，1，0，0)时显示红色，表示红色强度为1像素值为(0.5，1，0，0)时，使用α通道中的预乘数0.5与R，G，B相乘，其结果为(0.5,0.5,0,0)，表示红色强度为0.5图像文件格式是存储图形或图像数据的数据结构BMPBMP文件格式bitmap的简写标准位图文件格式文件扩展名是.BMP或.bmpGIFJPEGPNGJPEG图像压缩编码方法评价压缩算法的指标（1）客观评价标准①压缩比压缩前信源数据量与压缩后输出数据量之比。例如：一幅由720╳576个像素组成的黑白图像，每个像素用8bit表示。通过降低分辨率变为360╳288的图像，又经数据压缩使得每个像素平均用0.5bit表示，则压缩倍数为64。将非压缩算法产生的效果（如分辨率、帧率的降低等）排除在外，用平均每像素所使用的比特数来表示压缩前后数据量的大小。上例中压缩前的数据量为8比特/像素压缩后的数据量为0.5比特/像素②信噪比信噪比——直接反映压缩造成的信号失真度的大小，记为SNR（SignaltoNoiseRatio）。公式P25：峰值信噪比PSNR(db)对于以8bit量化的图像，原图像中像素的最大灰度值为255。每一个像素用8bit来表示，故公式P26：一般PSNR≥40dB人眼看不出来30dB的图像不能用～35dB可接受⑵主观评价标准：人为进行打分计算平均评价分数MOSp28：k:为类别数,即有几个分数等级;ci:为分数;ni:该类别的人数JPEG压缩-解压缩算法框图FDCT量化器熵编码器压缩图像数据量化表熵编码表基于DCT的编码器8×8图像块源图像数据(a)JPEG压缩算法框图压缩图像数据熵解码器逆量化器IDCT8×8图像块重构图像数据量化表熵编码表基于DCT的解码器(b)JPEG解压缩算法框图JPEG标准的压缩算法大致分成三个步骤：使用正向离散余弦变换(FDCT)把空间域表示的图变换成频率域表示的图使用加权函数对DCT系数进行量化，加权函数对人的视觉系统是最佳的使用霍夫曼编码器对量化系数进行编码Z字形编排熵编码①用于进一步压缩采用DPCM编码后的DC系数差值和RLE编码后的AC系数②先将8×8图像块的DC系数和63个AC系数用中间符号表示，中间符号由两个符号组成③用霍夫曼编码器编码过程哪些失真子带编码：把信号的频率分成几个子带，对每个子带分别进行编码根据每个子带的重要性分配不同的位数来表示数据EZW是什么？EZW是多分辨率图像编码算法嵌入式零树小波(embeddedzerotreewavelet，EZW)“小波”表示该算法以离散小波变换为基础，以变换后的大系数比小系数更重要以及高频子带中的小系数可以忽略为背景；EZW编码：