第一章多媒体通信技术概述第二章音频技术基础第三章图像.ppt

第一章 多媒体通信技术概述 第二章 音频技术基础 第三章 图像技术基础 第四章 视频信息压缩与处理 第五章 多媒体通信系统中的关键技术 第六章 多媒体通信网络技术 第七章 多媒体数据的分布式处理 第八章 多媒体通信应用系统 3.1 视觉特性 3.2 图像质量的评价 3.3 图像信号数字化3.4 电视技术基础 第3章 图像技术基础 无论是电视系统，还是电影，其最终的目的都是为接收 者提供视觉图像，因此图像质量与人眼的视觉特性有关。为 了能够掌握图像通信的基础理论，因此本章将对人眼的视觉 特性、图像的数字化过程、电视技术基础以及图像质量的评 估等问题进行详细的介绍。 图形是指用计算机绘制的画面，而图像是指由输入设备捕捉的实际场景画面。 图像能够以各种各样的形式出现，例如，可视的和不可视的，抽象的和实际的，适于计算机处理的和不适于计算机处理的。就其本质来说，可以将图像分为两大类：模拟图像和数字图像。将模拟图像信号经A/D变换后就得到数字图像信号，数字图像信号便于进行各种处理。 图像信号按其内容变化与时间的关系分类，主要包括静态图 像和动态图像两种； 图像信号按其亮度等级的不同可分为二值图像和灰度图像； 图像信号按其色调的不同可分为黑白图像和彩色图像； 图像信号按其所占空间的维数不同可分为平面的二维图像和 立体的三维图像等等。 发射光及反射光 3.1 视觉特性 三基色原理 红、绿、蓝三色光可以混合成自然界的全部色彩， 而这三色光本身相互独立，所以人们常常将红、绿、蓝 称为色光三原色。从生理学上讲：人们眼睛的视网膜上 存在着三种不同类型的锥体细胞，它们分别对红、绿、 蓝有很高的灵敏度（对不同波长有不同的灵敏度），物 体反射光进入人眼睛以后，在三种锥体细胞的作用下， 产生不同颜色的光感。这就是三刺激理论，又称三色学 说理论。 辐射强度I是指点辐射源沿单位立体角所辐射出的功率。 发光强度：点光源在单位面积内辐射出的光通量称为发光强度。 亮度表示了单位面积上发射光或反射光的强度。亮度具有方向 性。 照度是指被照表面单位面积上所接收到的入射光功率。可见， 照度是针对入射光进行度量的单位，而亮度则是对射出 光的度量。 图3-3 三种锥状细胞的光谱灵敏度曲线 图3-5 色调和饱和度分辨阈与波长的关系 色调分辨阈：人眼分辨出色调差别的最小波长变化值。 从图中可知，人眼对480~640nm区间的色调分辨力较 高，对大于655nm和小于430nm的可见光的色调变化不敏感。 当饱和度减小时，人眼的色调分辨力也将随之下降。 图3-6 定义临界对比度的正弦光栅 3.2 图像质量的评价 图像质量的评价方法有两种，即主观评价和客观评价 影响图像质量的基本因素 发送环境：照度和闪烁 接收环境：室内照明、显示器、视距 图像传输与处理系统： 模拟图像通信：随机噪声、周期噪声、衰减失真、时延失真等 数字图像通信：颗粒噪声、边缘闪烁、传输抖动、误码等 图像编码过程中变换与反变换：清晰度、对比度、亮度等。 图像质量的主观评价 主观评价是指观察者依据自己的感觉对图像质量进行评 价，是一种最直观、最可靠的评价方法。 受人的感觉和心理状态的影响，即图像质量的最终评价 与观察者心理因素有关 图像的客观评价 又称为图像逼真度计量法（数学公式） 会议电视系统的图像质量评价 因素：图像清晰度、帧速率、唇音同步、延时、运动补偿等。 3.3 图像信号数字化 图像中的任何一个像素P通常可用8个物理量表示，即 其中 （x,y,z）表示像素的空间变量; L,H,S分别代表像素的亮度、色调和饱和度; R则表示图像的分辨率（即每一个像素面积在图像总面积中 的比例; t是该像素产生上述物理量的时间。 2、（二维）图像信号的频谱 图像通信系统是一个二维信息系统，因此可以进行类 似的定义，二维函数f（x,y）与其频谱F(μ,ν)的关系： 据分析显示，图像中景物的复杂程度是有限的。通常其 中的大部分区域内的内容变化不大，而且人眼对空间频率上 的复杂程度（频率）的分辨能力有一定的局限性，因而从频 率域上来观察图像时，大多数情况下其频谱多局限在一定的 范围之内。 图3-7 取样图像的频谱 1、二维取样定理 一个模