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多媒体技术 第3讲 主要内容 视觉的时间域响应特性 YUV、YIQ与YCrCb颜色空间 彩色电视制式 彩色电视信号的类型 电视图像数字化 图像子采样 数字电视简介 视觉的时间域响应特性 让观察者观察按时间重复的亮度脉冲，如果闪烁频率比较低，人眼就有一亮一暗的感觉。如果闪烁频率足够高，人眼看到的则是一个恒定的亮点。闪烁感刚好消失的重复频率叫做临界闪烁频率，经测定为46HZ。 电影播放过程中，每秒投射24幅画面，每幅画面投射过程中用机械挡光阀遮挡一次，这样就得到了48HZ的闪烁频率。 要保持画面中物体运动的连续性，要求每秒钟摄取的画面数约为25帧左右。 YUV、YIQ与YCbCr颜色空间 人眼对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节的分辨能力低，通常把RGB空间表示的彩色图像变换到YUV或者YIQ颜色空间。每一种彩色空间都产生一种亮度分量信号和两种色度分量信号，而且亮度信号(Y)和色度信号(U、V)是相互独立的，每一种变换使用的参数都是为了适应某种类型的显示设备。 彩色电视信号中采用YIQ或者YUV空间一是为了兼容黑白电视，二是为了实现压缩。 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。 YUV、YIQ与YCbCr颜色空间 YUV、YIQ与YCbCr颜色空间 YIQ模型与YUV模型类似，用于NTSC制式的电视系统。YIQ颜色空间中的I和Q分量相当于将YUV空间中的UV分量做了一个33度的旋转。 YCbCr颜色空间是由YUV颜色空间派生的一种颜色空间，主要用于数字电视系统中。从RGB到YCbCr的转换中，输入、输出都是8位二进制格式。 YUV、YIQ与YCrCb颜色空间 彩色电视制式 NTSC彩色电视制的主要特性是： (1) 525行/帧, 30帧/秒 (2) 高宽比：电视画面的长宽比为4:3 (3) 隔行扫描，一帧分成2场(field)，262.5线/场 (4) 在每场的开始部分保留20扫描线作为控制信息，因此只有485条线的可视数据。 (5) 每行63.5微秒，水平回扫时间10微秒(包含5微秒的水平同步脉冲)，所以显示时间是53.5微秒 (6) 颜色模型：YIQ (7)美国、加拿大等大部分西半球国家，及日本、韩国、菲律宾和中国的台湾采用这种制式。 彩色电视制式 彩色电视信号的类型 复合电视信号：包含亮度信号、色差信号和所有定时同步信号的单一电视信号。 分离电视信号（S－Video信号）：是亮度和色差分离的一种电视信号，它可以（1）减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。（2）不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色差信号，这样可提高亮度信号的带宽。 分量电视信号：是指每个基色分量作为独立的电视信号，使用分量电视信号是表示颜色的最好方法，但需要比较宽的带宽和同步信号。 彩色电视信号的类型 电视图像数字化 电视图像数字化常用的方法有两种： 先从复合彩色电视图像中分离出彩色分量，然后数字化。大多数电视信号源都是彩色全电视信号，如来自录象带、激光视盘、摄象机等的电视信号。对这类信号的数字化，通常的做法是首先把模拟的全彩色电视信号分离成YUV，YIQ或RGB彩色空间中的分量信号，然后用三个A/D转换器分别对它们数字化。 首先用一个高速A/D转换器对彩色全电视信号进行数字化，然后在数字域中进行分离，以获得所希望的YCbCr，YUV，YIQ或RGB分量数据。 ITU-RBT.601数字化标准 1、采样频率 CCIR为NTSC制、PAL制和SECAM制规定了共同的电视图像采样频率。这个采样频率也用于远程图像通信网络中的电视图像信号采样。 亮度信号采样频率 fs = 13.5 MHZ 色度信号采样频率 fc＝6.75MHZ 或 13.5MHZ 每行采样点数 N = 864 (PAL) ，858（NTSC） 对于所有制式，每个扫描行的有效样本数均为720。 ITU-RBT.601数字化标准 2、数字信号取值范围： 亮度信号220级，色度信号225级。 3、颜色空间之间的转换公式 4、图像子采样格式：4：4：4，4：2：2、 4：1：1、4：2：0 CIF、QCIF和SQCIF 图像子采样 如果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，这种采样就称为图像子采样(subsampling)。 图像子采样 数字电视 数字电视的定义：