人眼視覺原理2ppt

1、n 圖像與視頻信號處理無所不在圖像與視頻信號處理無所不在普通相機(jī)視場：普通相機(jī)視場：50350人眼視場：人眼視場：2001350全景拼接全景拼接（Panoramic Mosaic）：3601800310-5cd/m23cd/m23105cd/m2暗視覺暗視覺明視覺明視覺中介視覺中介視覺constCLb22 圖 2-4 閾值對比度隨背景亮度的變化 bbtL-LLC 明視覺 暗視覺 靈敏度：以量子閾值表示時，最小可探測的視覺刺激是58145個藍(lán)綠光(波長為0.51m)的光子轟擊角膜引起的，據(jù)估算，這一刺激只有514個光子實(shí)際到達(dá)并作用于視網(wǎng)膜上。 分辨力：對比度：圖案不同，對對比度的要求也不同（如

2、點(diǎn)與點(diǎn)：26；方波條紋之間：3）信噪比：人眼觀察物體需要排出干擾，如果干擾太大將影響到人眼的觀察效果。圖案不同，人眼對信噪比的要求不同（如方波圖案：11.5左右；余弦圖案：33.5左右）10-6lx10-5lx10-4lx10-3lx次聲波聲波無線電波微波紅外線紅色光紫色光紫外線X射線可見光可見光頻率范圍：紅 橙 黃 綠 蘭 紫 4.3X1014Hz-7.5X1014能量E頻率紅紫白色光某主頻光純度 依賴于Ed與Ew差別Ew=0 純度100%Ed=Ew 純度0EwEd紅紫bBgGrRC實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，很多顏色的光無法用RGB三種原色組合獲得。例如，500nm顏色=G+B-RRGB彩色監(jiān)視器無法獲得Z

3、YXZzZYXYyZYXXxzyxzZyYxXC1 X=0.4902R+0.3099G+0.1999B Y=0.1770R+0.8123G+0.0107B Z=0.0000R+0.0101G+0.9899B x, y, z：色系數(shù)bBgGrRCbBgGrRC0.80.70.10.20.7BGRYMC111YMCBGR1115. HSI顏色模型 面向視覺感知的顏色模型 HSI(色調(diào)hue、飽和度saturation、亮度intensity） 兩個特點(diǎn)： I分量與圖像的彩色信息無關(guān) H和S分量與人感受顏色的方式是緊密相連的 將亮度(I)與色調(diào)（H）和飽和度（S）分開，避 免顏色受到光照明暗(I)等

4、條件的干擾, 僅僅分 析反映色彩本質(zhì)的色調(diào)和飽和度 廣泛用于計(jì)算機(jī)視覺、圖像檢索和視頻檢索按信號組成和存儲方式的不同：模擬視頻：是由連續(xù)的模擬信號組成的圖像序列，像電影、電視和錄像的畫面；數(shù)字視頻：是一系列連續(xù)的數(shù)字圖像序列；幀：一段視頻中的每一幅圖像稱為一幀；幀：一段視頻中的每一幅圖像稱為一幀； 根據(jù)視覺暫留原理，要使人的視覺產(chǎn)生連續(xù)的動根據(jù)視覺暫留原理，要使人的視覺產(chǎn)生連續(xù)的動態(tài)感覺，每秒鐘圖像的播放幀數(shù)要在態(tài)感覺，每秒鐘圖像的播放幀數(shù)要在2430（幀頻）（幀頻）;幀頻：每秒播放的幀數(shù)幀頻：每秒播放的幀數(shù)低通濾波器容許低頻信號通過低通濾波器容許低頻信號通過, , 減弱減弱( (或減少或減少

5、) )頻率高于截頻率高于截止頻率的信號的通過。止頻率的信號的通過。tt幅幅度度 取樣頻率至少是模擬取樣頻率至少是模擬信號最高頻率的兩倍。信號最高頻率的兩倍。一般選在一般選在2.52.5倍左右。倍左右。tt幅度2比特碼比特碼 8比特碼比特碼（4個）個） （256個）個） 11 10001011 10 10001010 01 10001001 00 10001000以上是分別用以上是分別用2 2和和8 8比特碼量化的電平。比特碼量化的電平。根據(jù)取樣的量化電平數(shù)，確定量化比特碼根據(jù)取樣的量化電平數(shù)，確定量化比特碼數(shù)。數(shù)。將圖像分成柵狀，每個小格子代表像素，將圖像分成柵狀，每個小格子代表像素，且位置確

6、定。且位置確定。Flash變換器對每個像素變換器對每個像素取樣，量化、編碼后，將這些數(shù)據(jù)存儲取樣，量化、編碼后，將這些數(shù)據(jù)存儲到存儲器中。到存儲器中。計(jì)算機(jī)技術(shù)中，一個字節(jié)可以表示計(jì)算機(jī)技術(shù)中，一個字節(jié)可以表示0255范圍內(nèi)的值，但作為視頻信號幅范圍內(nèi)的值，但作為視頻信號幅度，只能在度，只能在0100 IRE單位之間。單位之間。注：注：IRE是視頻測量中的單位，廣播級視頻電平規(guī)定了任何視頻信號在播放時是視頻測量中的單位，廣播級視頻電平規(guī)定了任何視頻信號在播放時的亮度電平都不能超過的亮度電平都不能超過100 IRE。n 視頻質(zhì)量通常用線分辨率來度量；視頻質(zhì)量通常用線分辨率來度量；n 本質(zhì)上是表示

7、在顯示器上可以顯示多少不同的黑本質(zhì)上是表示在顯示器上可以顯示多少不同的黑白垂直線；白垂直線；o 增強(qiáng)清晰度視頻通常定義為增強(qiáng)清晰度視頻通常定義為480或或576的逐行的逐行有效掃描線的視頻，分別稱為有效掃描線的視頻，分別稱為“480p”和和“576p”；o 固定像素（非固定像素（非CRT）、具有）、具有4：3寬高比的消寬高比的消費(fèi)類顯示器通過轉(zhuǎn)換后，對應(yīng)于費(fèi)類顯示器通過轉(zhuǎn)換后，對應(yīng)于720480p或或720576p的有效分辨率；的有效分辨率；o 對于對于16：9的寬高比，轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對的寬高比，轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對應(yīng)于應(yīng)于960480p或或960576p。o 高清晰度視頻通常定義為具有高

8、清晰度視頻通常定義為具有720逐行逐行（720p）或）或1080隔行（隔行（1080i）有效掃描線的）有效掃描線的視頻；視頻；o 固定像素（非固定像素（非CRT）、具有）、具有16：9寬高比的寬高比的消費(fèi)類顯示器通過轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對應(yīng)消費(fèi)類顯示器通過轉(zhuǎn)換后的有效分辨率對應(yīng)于于1280720p或或1280 1080i； 在隔行掃描方式中，電子束掃完第在隔行掃描方式中，電子束掃完第1 1行后從第行后從第3 3行開始掃，接著行開始掃，接著掃第掃第5 5行，行，7 7行、行、, ,一直掃到最后一行的中間。奇數(shù)行掃完后以一直掃到最后一行的中間。奇數(shù)行掃完后以同樣的方式掃描偶數(shù)行，這樣就完成了一幀的掃

9、描。由此可見，隔同樣的方式掃描偶數(shù)行，這樣就完成了一幀的掃描。由此可見，隔行掃描的一幀圖像是由兩部分組成：一部分是由奇數(shù)行組成，稱行掃描的一幀圖像是由兩部分組成：一部分是由奇數(shù)行組成，稱奇奇數(shù)場數(shù)場，另一部分是由偶數(shù)行組成，稱為偶數(shù)場，兩場合起來組成一，另一部分是由偶數(shù)行組成，稱為偶數(shù)場，兩場合起來組成一幀。因此在隔行掃描中，無論是攝像機(jī)還是顯示器，獲取或顯示一幀。因此在隔行掃描中，無論是攝像機(jī)還是顯示器，獲取或顯示一幅圖像都要掃描兩遍才得到一幅完整的圖像。幅圖像都要掃描兩遍才得到一幅完整的圖像。 逐行掃描逐行掃描隔行掃描隔行掃描 在逐行掃描方式中，電子束從在逐行掃描方式中，電子束從顯示屏的左

10、上角一行接一行地掃顯示屏的左上角一行接一行地掃到右下角，在顯示屏上掃一遍就到右下角，在顯示屏上掃一遍就顯示一幅完整的圖像。顯示一幅完整的圖像。1.逐行掃描逐行掃描2.隔行掃描隔行掃描 復(fù)合視頻信號，定義為包括亮度和色度的單路模擬信號，也即從全電視信號中分離出伴音后的視頻信號，這時的色度信號還是間插在亮度信號的高端。由于復(fù)合視頻接口的傳輸仍然是一種亮度色度混合的視頻信號，仍然需要顯示設(shè)備對其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像，這種先混合再分離的過程必然會造成色彩信號的損失，色度信號和亮度信號也會有很大的機(jī)會相互干擾從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。復(fù)合視頻信號接口又稱復(fù)合視頻信號接口又稱為為AVAV端子

11、或端子或VideoVideo端子端子蓮花線蓮花線采樣格式采樣格式信號形式信號形式采樣頻率采樣頻率樣本數(shù)樣本數(shù)/ /掃描行掃描行數(shù)字信號取值數(shù)字信號取值(MHz)NTSCPAL范圍范圍(A/D)(A/D)Y13.5858(720)864(720)220級(16 235)4:2:2Cr6.75429(360)432(360)225級(16 240)Cb6.75429(360)432(360)(128 112)Y13.5858(720)864(720)220級(16 235)4:4:4Cr13.5858(720)864(720)225級(16 240)Cb13.5858(720)864(720)(1

12、28 112)CIF CIF QCIFQCIFSQCIFSQCIF行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行行數(shù)行數(shù)/ /幀幀像素像素/ /行行亮度亮度(Y)(Y)288288360(352)360(352)144144180(176)180(176)9696128128色度色度(Cb)(Cb)144144180(176)180(176)727290(88)90(88)48486464色度色度(Cr)(Cr)144144180(176)180(176)727290(88)90(88)48486464尺寸尺寸 簡稱簡稱全寫全寫尺寸比例尺寸比例128 x 96128

13、x 96subQCIFsubQCIF 4:34:3176 X 144176 X 144QCIFQCIF 11:911:9320 x 240320 x 240Quarter-VGAQuarter-VGA 4:34:3352 x 288352 x 288CIFCIF 11:911:9640 x 480640 x 480VGAVGAVideo-Graphics-ArrayVideo-Graphics-Array4:34:3800 x 600800 x 600SVGASVGASuper-Video-Graphics-Super-Video-Graphics-ArrayArray4:34:31024 x

14、 7681024 x 768XGAXGAeXtended-VGAeXtended-VGA4:34:31280 x 7681280 x 768XGA-WXGA-W 15:915:91280 x 9601280 x 960QVGAQVGAQuad-VGAQuad-VGA4:34:31280 x 10241280 x 1024SXGASXGASuper-eXtended-VGASuper-eXtended-VGA5:45:41400 x 10501400 x 1050SXGA+SXGA+Super-eXtended-VGA-pluSuper-eXtended-VGA-plu4:34:31600 x

15、12001600 x 1200UGAUGAUltra-VGAUltra-VGA4:34:31920 x 10801920 x 1080HDTVHDTVHigh-Definition-TVHigh-Definition-TV16:916:91900 x 12001900 x 1200UXGAUXGAUltra-eXtended-VGAUltra-eXtended-VGA19:1219:122048 x 15362048 x 1536QXGAQXGAQuad-eXtended-VGAQuad-eXtended-VGA4:34:32560 x 20482560 x 2048QSXGAQSXGAQua

16、d-Super-eXtended-VGAQuad-Super-eXtended-VGA5:45:43200 x 24003200 x 2400QUXGAQUXGAQuad-Ultra-eXtended-VGAQuad-Ultra-eXtended-VGA4:34:3 數(shù)字電視發(fā)展規(guī)劃數(shù)字電視發(fā)展規(guī)劃1、亮度與色度分開處理，沒有串?dāng)_。、亮度與色度分開處理，沒有串?dāng)_。2、數(shù)字信號便于處理和存儲。、數(shù)字信號便于處理和存儲。 3、數(shù)字信號抗干擾能力強(qiáng)。、數(shù)字信號抗干擾能力強(qiáng)。4、數(shù)字信號便于加密，加擾。、數(shù)字信號便于加密，加擾。2005年年 直轄市、部分發(fā)達(dá)省市完成數(shù)字化過渡直轄市、部分發(fā)達(dá)省市完成數(shù)字化過渡2008年年 中、西部地區(qū)部