图像视频技术优秀课件

总结：对一幅图像，当量化级数k一 定时，空间分辨率越高ห้องสมุดไป่ตู้图像质量 越好；空间分辨率越低，图像质量 越差，会出现棋盘模式。
空间分辨率和灰度分辨率
（2）灰度分辨率：图像灰度级中可分辨的最小变 化。一般用灰度级或比特数表示。
L=2k 当一幅图像有2k灰度级时，通常称其为k比特图像；
或称2k灰度级图像。 存储一幅M*N数字图像所需的空间大小 B=M*N*k bit
彩色图像基础
为了定量的描述颜色对人眼的视觉作用，可以选用 与视觉特征有关的量：亮度、色调、色饱和度作为 颜色的3个基本属性。
(1)亮度是指人眼感觉光的明暗程度。光的能量越大 ，亮度越大。
(2)色调是彩色最重要的属性，决定颜色的本质，如 红、橙、黄。
(3)饱和度是指颜色的深浅和浓淡程度，饱和度越高 ，颜色越深。饱和度的深浅和白色成反比，白色成 分越多，饱和度越低
f(M1,0) f(M1,1) f(M1,N1)
（2）传统矩阵表示形式
a0,0
A
a1,0
aM1,0
a0,1 a1,1
aM1,1
a0,N1
a1,N1
aM1,N1
数字图像表示
表示数字图像所用的坐标
灰度图像（单色图像）
如果在灰度图像中，像素灰度级用k bit表示， 所以每个像素都是介于黑色和白色之间的2k种 灰度中的一种。灰度图像只有灰度颜色而没 有彩色。
图像视频技术
图像视频处理简图
主要内容
图像基础 图像获取--CCD摄像机 图像视频编解码标准 彩色电视制式—PAL制、NTSC制 监控系统
图像基础（数字图像）
数字图像表示
（1）紧凑矩阵表示
f(0,0) f(0,1) f(0,N1)
f(x,y)
f(1,0)
f(1,1)
f(1,N1)
Device） ：发展的趋势，不论广播级或业 务级，均为CCD取代摄像管。
什么是CCD？
CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称 当被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD 芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性 放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大 、整形、DSP（数字信号处理）等一系列处理，通过摄 像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。 目前彩色摄像机和黑白摄像机技术以日本的SONY公司 生产的芯片最为领先。其他的芯片生产商有日本的 SHARP、PANASONIC、韩国LG、SAMAUNG等。
见的7种颜色及其对应的R，G，B值见下表：
颜色名 R值
G值
B值
红
255
0
0
绿
0
255
0
蓝
0
0
255
白
255
255
255
黑
0
0
0
青
0
255
255
品红
255
0
255
黄
255
255
0
RGB彩色模型
RGB的彩色模型： 1. 每个分量是其3原色之一 2. 由3原色可以组成其它颜色
3. 对于24比特彩色，可以构成16777216种颜色 计算机、摄像机等均采用此彩色空间
RGB图像和与之对应的色调、饱和度、亮度分量
YUV彩色模型
Y指亮度(Brightness),即灰度值 U和V也指色调，不同于YIQ的I和Q 用于彩色电视广播，被欧洲的电视系统所采用（属于
PAL系统） Y分量也可提供黑白电视机的所有影像信息
YIQ彩色模型
Y指亮度(Brightness),即灰度值 I和Q指色调，描述色彩及饱和度 用于彩色电视广播，被北美的电视系统所采用（属于
（a） 原始图像(256色)； （b） 量化图像1(64色)； （c） 量化图像2(32色)； （d） 量化图像3(16色)； （e） 量化图像4(4色)； （f） 量化图像5(2色)
总结：当图像的采样点数一定时，采用不 同量化级数的图像质量也不一样。灰度分 辨率越高，图像质量越好；灰度分辨率越 低，图像质量越差，量化级数最小的极端 情况就是二值图像， 图像出现假轮廓。
(2) 摄像器件:摄像管或CCD。CCD的尺寸一般有2/3英寸 和1/2英寸两种。
(3) 预放电路:要求放大信号噪声低、增益高（90dB）、 频带宽。
(4) 电子快门:用于室外高亮度情况下拍摄快速运动的物 体。有的摄象机还具有清晰度扫描开关,用于拍摄计算机 屏幕。（如DXC-537摄像机）
例：面CCD
空间分辨率和灰度分辨率
（1）空间分辨率：图像空间中可分辨的最小细节。 一般用单位长度上采样的像素数目或单位长度上 的线对数目表示。
对一幅图像采样时，若每行（即横向）像素为M 个，每列（即纵向）像素为N个，则图像大小为 M×N个像素。
（a）原始图像(256×256)；（b）采样图像1(128×128)；（c） 采样图像2(64×64 （d）采样图像3(32×32)； （e）采样图像4(16×16)；（f） 采样图像5(8×8)
NTSC系统） Y分量可提供黑白电视机的所有影像信息
YCrCb彩色模型
Y指亮度(Brightness),即灰度值 Cb和Cr由U和V调整得到 JPEG采用的彩色空间
摄像机
摄像机的分类
按光电转换器件分类： (1) 光电导摄像管 (2) 固体光电传感器CCD （Charge Couple
摄像机的基本组成框图
摄像机组成
一、镜头系统 二、主机 包括五部分：摄像头、视频信号处理单元
、同步信号发生器、编码器、供电系统 三、寻像器 四、电源 五、传声器 六、通讯系统 摄像机电缆、支撑系统等
1.摄像头：内部光学系统，摄像器件，预放电路和电子快 门。
(1) 内部光学系统:色温滤色镜和分光系统组成。
三基色原理
1、任何一种彩色都可以由三种基本彩色光混合产生，任一种 彩色都可以分解为三种基色。
2、将三基色按不同比例合成可以引起不同的彩色感觉。合成 彩色的亮度由三基色之和决定；而色度（色调和饱和度）由三 基色之比例决定。
3、三个基色必须是独立的。一般用红、绿、蓝作三基色
彩色图像基础
每种基色的取值范围是0—255 因此可组合成1677(256*256*256)万种不同的颜色， 常
2.视频信号处理单元
视频信号处理单元，包括各种电子补偿、电子 校正电路和调整、控制电路。如黑斑校正、孔阑 校正、彩色校正、杂散光校正、γ校正、黑白切割 、电缆补偿等以及光圈自动调整、黑白平衡调整 、黑电平调整、重合调整、增益控制等。