04章_视频信息处理解析
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S端子
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• 全电视信号
–将视频的亮度信号、色度信号、同步信号和伴音信号复 合在一起，称为全电视信号 –为了在空中传播，需将它们调制成高频信号，也叫射频 （RF－Radio Frequency）信号 –每个信号占用一个频道。 (6MHz) –电视接收机能够将所接收到的高频电视信号还原成视频 信号和低频伴音信号，并能够在荧光屏上重现图像，在 其扬声器上重现伴音。 –射频信号的接口形式就是常见的天线接口或有线电视接 口。
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• 同步 在传送电视节目的过程中，接收端与 发送端按照相同的步调（顺序）扫描像素时， 才能重显完整而稳定的图像，这叫做收发两 端同步。
–接收与发送两端同步包含水平和垂直两个方向 的扫描同步。当扫描时，在每一行使收发两端 同步称为水平同步或叫做行同步，在每一场使 其同步称为垂直同步也叫做场同步
9
• 光栅
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基本概念
• 活动图像利用人的眼睛有视觉暂留特性 • 我国电视每秒放送25幅图像(帧) • 把每幅图分先后两次来放送，这样，光亮度变 化的次数就增加到50次／秒 • 具体的做法就是隔行扫描
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电视扫描方式
• 电视扫描指显示图像的方式。扫描有隔行扫 描(interlaced scanning)和非隔行扫描之分。 • 非隔行扫描也称逐行扫描。在非隔行扫描中， 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 • 每秒钟扫描多少行称为行频fH；每秒钟扫描 多少场称为场频ff；每秒扫描多少帧称帧频 fF 。
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4.1 电视技术基础
• 电视广播在我国开始于1958年7月1日。当时 及以后的约20年的时间内，播出的是黑白电 视，采用的都是直播方式. • 70年代有了磁带录像机，于是，电视广播出 现了录播方式 • 随着技术的发展，相继出现了卫星广播方式 和有线电视网广播方式。 • 今后，星网结合的电视广播方式会成为供用 户接收的基本手段。
电视传送用的YUV彩色空间
在彩色电视中，采用YUV空间配色法。其中， Y为亮度信号，U、V为两个色差信号。 根据RGB计色系统原理，RGB信号可转换为亮 度信号，其转换公式如下： U、V为两个色差信号可由上式推算出来, 具体如下：
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电视传送用的YUV彩色空间
根据上述公式，显然只有两个分量是独立 的，故在彩色电视系统中，只传送 Y 、（ RY）、（B-Y）两个分量。 由于人眼对亮度的敏感程度强于色度信号， 在 实 际 传 送 时 ， 我 们 总 是 压 缩 （ R-Y ） 、 （B-Y）两个分量。 压缩后的（R-Y ）、（B-Y ）两个分量用 U 、 V表示。
12
信号类型
• 分量信号
–电视中使用亮度（Y）和色差（C1/C2）表示彩 色图象,每个基色分量作为独立的电视信号。用 Y/C1/C2表示的彩色视频信号称为分量信号 （Component signal）。 –分量信号可以获得非常好的图像质量，但它需 要三个分量信号很好地同步，而且需要3倍的带 宽
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U=0.493（B-Y） V=0.877（R-Y）
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电视传送用的YUV彩色空间
• 于是，RGB到YUV空间的转换公式如下：
• •
彩色空间转换实例 例1：有如下RGB彩色空间按行排列的三个颜 色点，请转换为YUV。
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• 复合视频信号
–将色差信号在亮度信号之上进行编码,作为单个信号与 亮度信号拥有相同的带宽。 –由于亮度信号和色差信号是穿插在一起的，在信号重放 时很难恢复完全出原来的色彩。 –其信号带宽较窄，一般只有水平240线左右的分辨率。 –不包含伴音，一般与视频输入、输出端口配套的还有音 频输入、输出端口（Audio－In、Audio－Out） –复合视频接口也称为AV（Audio Video）接口
–在电视机显像管的荧光屏上涂有荧光物质，高 速运动的电子束轰击荧光屏时，就能发出光来。 当电子束受水平和垂直两个方向的综合控制而 迅速扫描荧光屏时，即可出现由一行一行的亮 线组成的矩形发光图案，通常称为光栅
• 帧频 每秒钟传送的电视图像帧数称为帧频 • 场频 场频是帧频的二倍，对应于25Hz帧频 时的场频为50Hz
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• 白平衡
–用彩色电视机收看黑白电视节目时将色彩饱和 度减低为0时，要求不出现彩色，称为白平衡， 否则就是白平衡失调。
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什么是白平衡
• 白平调整就是指对在不同光线下的白色基准物进行 校准。 • 因为在不同的光线下，物体会发生颜色的偏差，如 在白炽灯光照射下物体成微红色，而在日光灯下的 物体偏蓝色，这就是色温问题。 • 白色是拍摄与制作照片时必须校准的基色，因此只 要对白色的物体进行校准，其余颜色都会自动校准。 • 普通的数码照相机都设有自动白平衡功能，它能根 据不同的色温情况，自动调节色彩，以得到更接近 自然的色彩。但在一些光照很复杂的情况下，往往 会使自动白平衡产生偏差，这时需要手动设定白色 平衡。
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• 分离电视信号S-Video
–是一种两分量的视频信号，它把亮度和色度信 号分成两路独立的模拟信号，一条用于亮度信 号，另一条用于色差信号，这两个信号称为 Y/C信号 –亮度和色度都具有较宽的带宽.由于亮度和色 度分开传输，可以减少其互相干扰， –水平分解率可达420线。 –S-Video使用4针连接器， 通常称为S端子 。
高校计算机基础教育系列课程
“多媒体技术基础”课程
第Fra Baidu bibliotek章 视频信息处理
第4章 视频信息处理
视频是运动的图像 既可提供高速信息传送，也可显示瞬间的相互 关系。 视频是由相继拍摄并存储的图像组成的。 除了有图像的高速信息传送特性外，由于加入 了随同图像的时间因素，因而有视频更多的信息。 视频也是动态的。 视频可以完整再现事件的全过程.
6
电视扫描方式
7
• • • • • •
逐行扫描 场 (Field) 帧（Frame） 奇数场 （Odd Field） 偶数场（Even Field） 扫描行数 电视图像的扫描行数通常指水平行的数 目。扫描行数越多，电视清晰度越高。我国的电 视制式规定水平扫描行数为625。扫描行数也称为 垂直分辨率（Vertical Resolution）
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1. 电视信号
• 电视信号主要由图像信号(视频信号)和伴音 信号(音频信号)两大部分组成。
–图像信号的频带为 0～6 MHz –伴音信号的频带一般为 20 Hz～20 kHz。
• 发射台将图像信号和伴音信号分别采用调幅 和调频方式调制在射频载波上，形成射频电 视信号从电视发射天线发射出去，供各电视 机接收。
S端子
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• 全电视信号
–将视频的亮度信号、色度信号、同步信号和伴音信号复 合在一起，称为全电视信号 –为了在空中传播，需将它们调制成高频信号，也叫射频 （RF－Radio Frequency）信号 –每个信号占用一个频道。 (6MHz) –电视接收机能够将所接收到的高频电视信号还原成视频 信号和低频伴音信号，并能够在荧光屏上重现图像，在 其扬声器上重现伴音。 –射频信号的接口形式就是常见的天线接口或有线电视接 口。
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• 同步 在传送电视节目的过程中，接收端与 发送端按照相同的步调（顺序）扫描像素时， 才能重显完整而稳定的图像，这叫做收发两 端同步。
–接收与发送两端同步包含水平和垂直两个方向 的扫描同步。当扫描时，在每一行使收发两端 同步称为水平同步或叫做行同步，在每一场使 其同步称为垂直同步也叫做场同步
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• 光栅
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基本概念
• 活动图像利用人的眼睛有视觉暂留特性 • 我国电视每秒放送25幅图像(帧) • 把每幅图分先后两次来放送，这样，光亮度变 化的次数就增加到50次／秒 • 具体的做法就是隔行扫描
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电视扫描方式
• 电视扫描指显示图像的方式。扫描有隔行扫 描(interlaced scanning)和非隔行扫描之分。 • 非隔行扫描也称逐行扫描。在非隔行扫描中， 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 • 每秒钟扫描多少行称为行频fH；每秒钟扫描 多少场称为场频ff；每秒扫描多少帧称帧频 fF 。
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4.1 电视技术基础
• 电视广播在我国开始于1958年7月1日。当时 及以后的约20年的时间内，播出的是黑白电 视，采用的都是直播方式. • 70年代有了磁带录像机，于是，电视广播出 现了录播方式 • 随着技术的发展，相继出现了卫星广播方式 和有线电视网广播方式。 • 今后，星网结合的电视广播方式会成为供用 户接收的基本手段。
电视传送用的YUV彩色空间
在彩色电视中，采用YUV空间配色法。其中， Y为亮度信号，U、V为两个色差信号。 根据RGB计色系统原理，RGB信号可转换为亮 度信号，其转换公式如下： U、V为两个色差信号可由上式推算出来, 具体如下：
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电视传送用的YUV彩色空间
根据上述公式，显然只有两个分量是独立 的，故在彩色电视系统中，只传送 Y 、（ RY）、（B-Y）两个分量。 由于人眼对亮度的敏感程度强于色度信号， 在 实 际 传 送 时 ， 我 们 总 是 压 缩 （ R-Y ） 、 （B-Y）两个分量。 压缩后的（R-Y ）、（B-Y ）两个分量用 U 、 V表示。
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信号类型
• 分量信号
–电视中使用亮度（Y）和色差（C1/C2）表示彩 色图象,每个基色分量作为独立的电视信号。用 Y/C1/C2表示的彩色视频信号称为分量信号 （Component signal）。 –分量信号可以获得非常好的图像质量，但它需 要三个分量信号很好地同步，而且需要3倍的带 宽
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U=0.493（B-Y） V=0.877（R-Y）
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电视传送用的YUV彩色空间
• 于是，RGB到YUV空间的转换公式如下：
• •
彩色空间转换实例 例1：有如下RGB彩色空间按行排列的三个颜 色点，请转换为YUV。
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• 复合视频信号
–将色差信号在亮度信号之上进行编码,作为单个信号与 亮度信号拥有相同的带宽。 –由于亮度信号和色差信号是穿插在一起的，在信号重放 时很难恢复完全出原来的色彩。 –其信号带宽较窄，一般只有水平240线左右的分辨率。 –不包含伴音，一般与视频输入、输出端口配套的还有音 频输入、输出端口（Audio－In、Audio－Out） –复合视频接口也称为AV（Audio Video）接口
–在电视机显像管的荧光屏上涂有荧光物质，高 速运动的电子束轰击荧光屏时，就能发出光来。 当电子束受水平和垂直两个方向的综合控制而 迅速扫描荧光屏时，即可出现由一行一行的亮 线组成的矩形发光图案，通常称为光栅
• 帧频 每秒钟传送的电视图像帧数称为帧频 • 场频 场频是帧频的二倍，对应于25Hz帧频 时的场频为50Hz
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• 白平衡
–用彩色电视机收看黑白电视节目时将色彩饱和 度减低为0时，要求不出现彩色，称为白平衡， 否则就是白平衡失调。
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什么是白平衡
• 白平调整就是指对在不同光线下的白色基准物进行 校准。 • 因为在不同的光线下，物体会发生颜色的偏差，如 在白炽灯光照射下物体成微红色，而在日光灯下的 物体偏蓝色，这就是色温问题。 • 白色是拍摄与制作照片时必须校准的基色，因此只 要对白色的物体进行校准，其余颜色都会自动校准。 • 普通的数码照相机都设有自动白平衡功能，它能根 据不同的色温情况，自动调节色彩，以得到更接近 自然的色彩。但在一些光照很复杂的情况下，往往 会使自动白平衡产生偏差，这时需要手动设定白色 平衡。
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• 分离电视信号S-Video
–是一种两分量的视频信号，它把亮度和色度信 号分成两路独立的模拟信号，一条用于亮度信 号，另一条用于色差信号，这两个信号称为 Y/C信号 –亮度和色度都具有较宽的带宽.由于亮度和色 度分开传输，可以减少其互相干扰， –水平分解率可达420线。 –S-Video使用4针连接器， 通常称为S端子 。
高校计算机基础教育系列课程
“多媒体技术基础”课程
第Fra Baidu bibliotek章 视频信息处理
第4章 视频信息处理
视频是运动的图像 既可提供高速信息传送，也可显示瞬间的相互 关系。 视频是由相继拍摄并存储的图像组成的。 除了有图像的高速信息传送特性外，由于加入 了随同图像的时间因素，因而有视频更多的信息。 视频也是动态的。 视频可以完整再现事件的全过程.
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电视扫描方式
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• • • • • •
逐行扫描 场 (Field) 帧（Frame） 奇数场 （Odd Field） 偶数场（Even Field） 扫描行数 电视图像的扫描行数通常指水平行的数 目。扫描行数越多，电视清晰度越高。我国的电 视制式规定水平扫描行数为625。扫描行数也称为 垂直分辨率（Vertical Resolution）
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1. 电视信号
• 电视信号主要由图像信号(视频信号)和伴音 信号(音频信号)两大部分组成。
–图像信号的频带为 0～6 MHz –伴音信号的频带一般为 20 Hz～20 kHz。
• 发射台将图像信号和伴音信号分别采用调幅 和调频方式调制在射频载波上，形成射频电 视信号从电视发射天线发射出去，供各电视 机接收。