数字视频基础优秀课件

亮度恒定现象
侧抑制引起的马赫效应
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视觉系统模型
彩色视觉模型
人类视觉的三基 色理论
视细胞对光强的 非线性响应
在视觉通路上的 响应
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提纲
人类视觉系统 彩色模型 视频 多维随机信号分析 数字化 质量评价 视频模型
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彩色模型
彩色色度学模型
CIE-RGB（1931） XYZ （CIE 1956) 国际照明委员会
R 1.00001.40200.0000 Y G1.00000.00001.7720Cb128 B 1.000 00.714 00.344C 1r128
工业彩色模型
RGB彩色显示模型 （NTSC：美国国家 电视委员会）
CMYK彩色模型 彩色传输模型：YUV、YIQ、YCbCr
视觉彩色模型
HIS模型 （色调、亮度、饱和度）
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三基色原理
蓝 红
绿
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RGB彩色模型
相加混色
混色方法 1、时间混色法
场顺序制彩色电视 2、空间混色法
彩色显像管 3、生理混色法
第六章 数字视频水印
信息隐藏概述，数字水印原理，视频水印概述，视频 水印关键技术，视频水印算法。
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数字视频基础
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提纲
人类视觉系统 彩色模型 视频 多维随机信号分析 数字化 质量评价 视频模型
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视觉感知
人类的感觉
视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉 “第六感觉”
内部因素：
人眼——人类视觉系统
彩色视觉
不同的波长呈现不同的颜色 不同颜色的亮度不同：红色（最暗）、蓝色和紫色
（较暗）、黄绿色（最亮）。 颜色感觉参量：亮度、色调、饱和度。 色度：色调和饱和度的合称。
立体视觉
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视觉特性
亮度适应性 亮 暗 暗 亮 亮度变化分辨能力
可见度阈值：可分辨的最小亮度差别 视觉掩盖效应：复杂而不均匀的背景会导致可
彩色色调分辨力
彩色饱和度分辨力
黄色（最不敏感）
色调分辨阈值与波长的关系
红色和蓝色（非常敏感）
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视觉系统模型
人眼：
特殊的光学信息处理系统，相当复杂。
视觉模型：
用光学系统的概念模拟某些视觉特性
视觉信息处理模型
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视觉系统模型
黑白视觉模型
低通滤波器
对数运算器
高通滤波器
人眼光学系统
第三章 三维运动估计
基于特征对应的运动估计，基于光流的运动估计，直 接运动估计，运动目标分割，运动目标跟踪。
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课程内容
第四章 数字视频编码
理论基础，离散信源的无失真编码，预测编码，变换 编码，基于内容的视频编码，分级视频编码，视频编 码标准。
第五章 三维视频处理
立体视觉，立体成像原理，视差估计，三维变换编码， 分布式视频编码，立体视频显示技术。
见度阈值增大，图像的边缘可以容忍较大的量 化误差
色调对比效应
饱和度对比效应
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视觉特性
面积对比效应
马赫效应
人眼对不同空间频率成分的灵敏度 中频成分（高），高频、低频成分（低） 对图像边缘有增强作用
视觉惰性
亮度感觉持续性 电影播放的原理
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视觉特性
闪烁感觉
周期性光脉冲照射，当重复频率达到一定值以 上 无闪烁感觉
设计电视系统的重要依据，如“隔行扫描”
视野
头部不动、眼球转动时所能观察到的空间范围 水平视野与垂直视野
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视觉特性
人眼分辨力
主要因素：环境照度，景物的相对对比度，被 观察物体的距离，运动状态
1 2D 36060d θ
d
D
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视觉特性
彩色分辨力
彩色细节分辨力
远低于黑白细节分辨力
பைடு நூலகம்25
YUV与RGB之间的转换
Y 0.299 0.587 0.114R U0.1470.2870.436G V 0.6150.5150.100B
R 1.000 0.000 1.140Y G1.0000.3950.581U B 1.000 2.032 0.001V
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YIQ与RGB之间的转换
Y 0.299 0.587 0.114R I0.5960.2750.321G Q 0.2120.523 0.311B
外部因素：
可见光
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人类视觉系统
人类获取外界图像、视频信息的工具。 涉及光学、色度学、视觉生理学、视觉心理学、
解剖学、神经科学和认知科学等科学领域。 视觉
光辐射刺激人眼所引起的复杂的生理和心理变化。 人类最重要最完美的感知手段。
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人眼的构造
Lens（晶状体）：调节焦距
视网膜：由大量的光敏细胞和 神经纤维组成
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模型：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。
UV / CbCr信号实际上就是蓝色差信号和红色差信号， 一定程度上间接地代表了蓝色和红色的强度。
光敏细胞包括：
1）锥状细胞：明亮环境
2）杆状细胞：黑暗环境
灰度感觉
锥状细胞具有3种类型，它 们具有不同的光谱特性：
红、绿、蓝3个子频段—— 彩色视觉三基色理论的生理 依据
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可见光谱
780
780
78n0m
38n0m
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明视觉与暗视觉
明视觉：日间视觉 暗视觉：夜间视觉
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人眼视觉
亮度视觉
也称明暗视觉 主要参数：光强、光通量、发光效率、照度、亮度
立体彩色电视 4、全反射混色法
投影电视
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CMYK彩色模型
印刷 彩色胶片 绘画
在CMY三基色 中增加黑色（K） 以使颜色更加 逼真鲜艳
CMY相减混色
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YUV、YIQ、YCbCr模型
YUV模型：用于PAL（Phase Alternating Line）制式 的电视系统，Y表示亮度，UV并非任何单词的缩写。
R 1.000 0.956 0.620Y G1.0000.2720.647I B 1.0001.108 1.700Q
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YCbCr与RGB之间的转换
77 150 29
Cb Cr
Y 128 128
24546 256 131
256
256 87
256 110
256
12223552516616GBR
数字视频基础
课程内容
第一章 数字视频基础
人类视觉特性，彩色模型，视频简介，多维随机信号 与系统，模拟视频信号数字化，视频质量评价，视频 模型。
第二章 二维运动估计
基于光流的运动估计，基于像素的运动估计，基于块 的运动估计，基于网格的运动估计，基于区域的运动 估计，全局运动估计，多分辨率运动估计。