數(shù)字視頻基礎(chǔ)知識(shí)軟件學(xué)習(xí) 2010-01-07 23:58:45 閱讀36 評(píng)論0 字號(hào)：大中小 RGB顏色表示系統(tǒng) 1.相加混色和相減混色 相加混色是由發(fā)光體發(fā)出的光相加而產(chǎn)生的顏色，而相減混色是先有白色光，而后從中減去某些成分（吸收）得到各種彩色；相加混色的三基色是紅、綠、藍(lán)（RGB），而相減混色的三基色是青（Cyan）、品（Magenta）、黃（Yellow）（CMY，一般不確切的說成是黃、藍(lán)、紅）；相加混色和相減混色有不同規(guī)律（指顏料相混）。 于是相應(yīng)的有： RGB：位圖顏色的一種編碼方法，用紅、綠、藍(lán)三原色的光學(xué)強(qiáng)度來表示一種顏色。這是最常見的位圖編碼方法，可以直接用于屏幕顯示。 CMYK：位圖顏色的一種編碼方法，用青、品紅、黃、黑四種顏料含量來表示一種顏色。常用的位圖編碼方法之一，可以直接用于彩色印刷。 2.CIE的RGB顏色表示系統(tǒng) 國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）選擇紅色（λ=700.00nm）、綠色（λ=546.1nm）和藍(lán)色（435.8nm）三種單色光作為表色系統(tǒng)的三基色。產(chǎn)生1lm的白光所需要的三基色的近似值可用下面的亮度方程來表示： 3.人類的彩色感覺
4.色彩深度 色彩深度又叫色彩位數(shù)，即位圖中要用多少個(gè)二進(jìn)制位來表示每個(gè)點(diǎn)的顏色，是分辨率的一個(gè)重要指標(biāo)。常用有1位（單色），2位（4色，CGA），4位（16色，VGA），8位（256色），16位（增強(qiáng)色），24位和32位（真彩色）等。色深16位以上的位圖還可以根據(jù)其中分別表示RGB三原色或CMYK四原色（有的還包括Alpha通道）的位數(shù)進(jìn)一步分類，如16位位圖圖片還可分為RGB565，RGB555X1（有1位不攜帶信息），RGB555A1，RGB444A4等等。
色彩空間 1.YUV色彩空間 YUV是PAL和SECAM模擬彩色電視制式采用的顏色空間。Y表示亮度（Luminance或Luma），是不同權(quán)重的R、G、B的平均： 與RGB視頻信號(hào)傳輸相比，YUV最大的優(yōu)點(diǎn)在于只需占用極少的頻寬（RGB要求三個(gè)獨(dú)立的視頻信號(hào)同時(shí)傳輸）；采用YUV還有一個(gè)原因是，使彩色視頻信號(hào)的傳輸兼容老式黑白電視。如果只有Y信號(hào)分量而沒有U、V分量，那么這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。 YUV與RGB相互轉(zhuǎn)換的公式 （RGB取值范圍均為0-255） Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B R = Y + 1.14V 2.YCbCr色彩空間 YCbCr 則是在世界數(shù)字組織視頻標(biāo)準(zhǔn)研制過程中作為ITU-R BT1601 建議的一部分, 其實(shí)是YUV經(jīng)過縮放和偏移的翻版。其中Y與YUV 中的Y含義一致, Cb , Cr 同樣都指色彩, 只是在表示方法上不同而已。在YUV 家族中, YCbCr 是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用最多的成員, 其應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛,JPEG、MPEG均采用此格式。一般人們所講的YUV大多是指YCbCr。YCbCr 有許多取樣格式, 如4:4:4 , 4:2:2 , 4:1:1 和4:2:0。 3.YUV 、YIQ 、YCbCr的區(qū)別 對(duì)于YUV模型，實(shí)際上很多時(shí)候，我們是把它和YIQ/YCbCr模型混為一談的。 三者與RGB的轉(zhuǎn)換方程如下： RGB -> YUV： RGB -> YIQ： RGB -> YCbCr： 從公式中，我們關(guān)鍵要理解的一點(diǎn)是，UV/CbCr信號(hào)實(shí)際上就是藍(lán)色差信號(hào)和紅色差信號(hào)，進(jìn)而言之，實(shí)際上一定程度上間接的代表了藍(lán)色和紅色的強(qiáng)度，理解這一點(diǎn)對(duì)于我們理解各種顏色變換處理的過程會(huì)有很大的幫助。
YCbCr采樣格式 1.YUV與YCbCr的區(qū)別 YUV色彩模型來源于RGB模型，該模型的特點(diǎn)是將亮度和色度分離開，從而適合于圖像處理領(lǐng)域。 YCbCr模型來源于YUV模型。YCbCr is a scaled and offset version of the YUV color space。 通過上面的比較可以確定，我們?cè)趆.264,mpeg等編碼標(biāo)準(zhǔn)中用的YUV其實(shí)是YCbCr，大家不要被名稱搞混淆了。 2.YCbCr主要的采樣格式 人類的視覺系統(tǒng)（HVS）對(duì)色度的敏感程度低于亮度，所以，色度頻道的采樣率可比Y頻道低，同時(shí)不會(huì)明顯降低視覺質(zhì)量，從而達(dá)到了壓縮的目的。主要的采樣格式有YCbCr 4:4:4、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:2:0和YCbCr 4:1:1。MPEG-4和H.264支持前三種采樣格式，YCbCr 4:2:2用于高質(zhì)量的彩色視頻中；應(yīng)用最廣泛的是YCbCr 4:2:0，比如視頻會(huì)議、數(shù)字電視、DVD等，用與PAL制式；YCbCr 4:1:1則多用于后者用于NTSC制的DV數(shù)據(jù)中。 （1） YUV 4:4:4 24bit/pixel （2） YUV 4:2:2 16bit/pixel ?。?） YUV 4:1:1 12bit/pixel ?。?）YUV4:2:0 12bit/pixel 另外，4:2:0 采樣有兩種常見的變化形式。其中一種形式用于MPEG-2 視頻，另一種形式用于MPEG-1 以及 H.261 和H.263。下圖左邊顯示了MPEG-2 方案中使用的采樣網(wǎng)格，右邊顯示了MPEG-1以及H.261和H.263方案中使用的采樣網(wǎng)格。
下圖是YUV 4:1:1和YUV 4:2:0的區(qū)別：  電視制式
1.電視制式概要 電視信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)也稱為電視的制式。目前各國(guó)的電視制式不盡相同，制式的區(qū)分主要在于其幀頻的不同、分解率的不同、信號(hào)帶寬以及載頻的不同、色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系的不同等等。 電視制式就是用來實(shí)現(xiàn)電視圖像信號(hào)和伴音信號(hào)，或其它信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，和電視圖像的顯示格式，以及這種方法和電視圖像顯示格式所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格來說，電視制式有很多種，對(duì)于模擬電視，有黑白電視制式，彩色電視制式，以及伴音制式等；對(duì)于數(shù)字電視，有圖像信號(hào)、音頻信號(hào)壓縮編碼格式（信源編碼），和TS流（Transport Stream）編碼格式（信道編碼），還有數(shù)字信號(hào)調(diào)制格式，以及圖像顯示格式等制式。 2.彩色電視制式
一個(gè)與人的視覺生理特點(diǎn)有關(guān)，當(dāng)圖像的刷新速度達(dá)到5 幀/秒的時(shí)候，人開始感覺圖像是活動(dòng)的，而達(dá)到24 幀/秒的時(shí)候，人感覺圖像是完全連續(xù)和流暢的（電影所使用的幀頻就是24 Hz ），所以視頻信號(hào)幀頻應(yīng)大于等于24 Hz。理論上來說幀頻越高越好，但是幀頻越高對(duì)電路的要求也越高，技術(shù)越復(fù)雜，成本也越高。另一個(gè)原因是因?yàn)槲覈?guó)的電網(wǎng)頻率是50Hz， 當(dāng)采用25 Hz 幀頻時(shí)，隔行掃描時(shí)的場(chǎng)頻為50 Hz ，正好與電網(wǎng)同頻，這樣，電源對(duì)圖像的干擾是固定的，人眼不容易感覺出來，所以選擇了25Hz的幀頻。 電視在顯示圖像的時(shí)候，把一幀分成了兩場(chǎng)來顯示，一個(gè)場(chǎng)由幀中的奇數(shù)行組成，叫做奇場(chǎng)；另一個(gè)場(chǎng)由幀中的偶數(shù)行組成，叫做偶場(chǎng)。之所以要這樣做，主要是因?yàn)樵贑RT顯像管上每秒鐘顯示25幀圖像時(shí)，人眼感覺到連續(xù)性還是不太好，而且還有明顯的閃爍，一幀分成兩場(chǎng)后，場(chǎng)頻為50Hz，圖像更加連續(xù)一些。當(dāng)然還有一些別的原因，與電路設(shè)計(jì)方面有關(guān)。 PAL制式每幀圖像共625行， 每場(chǎng)為312.5行，在每場(chǎng)的312.5行中，有一些行要用作場(chǎng)消隱，是不包含視頻信號(hào)的。按照CCIR656標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的行編號(hào)方法，奇場(chǎng)的行號(hào)為第1至312.5行，偶場(chǎng)的行號(hào)為第312.5至625行， 其中，奇場(chǎng)的第23.5至310行包含有效的視頻信號(hào)，共287.5行。 偶場(chǎng)的第336至622.5行包含有效的視頻信號(hào)，共287.5行。所以一幀中有效的總行數(shù)為576。由最上面的半行，加上中間的574行，加上最下面的半行。 |
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