1、2.1.1 2.1.1 颜色的基本概念颜色的基本概念一幅图像f(x,y)其分辨率为其分辨率为 512512 256256 PAL制 25帧/秒NTSC制 30帧/秒图像是二维数据视频是三维数据1.RGB彩色空间彩色空间 显示器需要的彩色空间显示器需要的彩色空间2.YUV 和和 YIQ 彩色空间彩色空间 PAL 制式使用YUV 彩色空间彩色空间 NTSC制式使用YIQ彩色空间彩色空间Y是亮度，是亮度，UV和和IQ是色差是色差 1.RGB 空间空间任意颜色的光F，其配色方程可写成：F=rR+gG+bB 其中r、g、b 为三个系数 r=1 红色 规格化之后 r+g+b=1 则 g=1 绿色 b=1
2、兰色2.YUV 和和 YIQ 彩色空间彩色空间 PAL 用 YUV空间 NTSC 用 YIQ空间亮度亮度 Y色差色差 U V Y=0.3R+0.59G+0.11B U=m(B-Y)=0.493(B-Y)V=n (R-Y)=0.877(R-Y)把 B-Y、R-Y 叫色差。Y 0.3 0.59 0.11 R U =-0.15 -0.29 0.44 G V 0.61 -0.52 -0.096 B Y=0.3R+0.59G+0.11B实现:运放运放YRGB用用YUV和和YIQ的好处：的好处：(1).亮度信号Y解决了彩色电视机与黑白电 视的兼容问题。(2).大量实验表明，人眼对色差信号不敏 感，而对亮度
3、信号特别敏感。Y 带宽4.43MHz（PAL）（因为敏感）U、V 带宽1.3MHz (因为不敏感)(3).传输电视信号VU相角 幅度(4).量化比例 由于人眼对亮度信号敏感，选择量化的比例为：Y:U:V=8:4:4 Y:U:V=8:2:2 Y:U:V=8:8:8 多媒体计算机处理图像和视频，首先必须多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数把连续的图像函数f(x,y)进行空间和幅值的离进行空间和幅值的离散化处理。散化处理。采采 样：空间连续坐标样：空间连续坐标(x,y)的离散化，叫做采样；的离散化，叫做采样；量量 化：化：f(x,y)颜色的离散化，称之为量化。颜色的离散化，称之为量化
4、。数字化：两种离散化结合在一起，叫做数字化，数字化：两种离散化结合在一起，叫做数字化，离散化的结果称为数字图像。离散化的结果称为数字图像。采样和量化采样和量化YXf(x,y)X Y的离散化称为采样f(x,y)值的离散化称为量化 亮度、色调、饱和度亮度、色调、饱和度Y 亮度：光的强和弱。H 色调：光的波长、人眼的感觉(反映)颜 色(的基本特征)。S 饱和度：颜色渗入白光的程度(表示)颜色 深浅的程度。红+白光 粉红色 饱和度下降红+另一种颜色的光 色调发生变化三基色三基色(RGB)的原理：的原理：自然界常见的各种颜色光，都是由红自然界常见的各种颜色光，都是由红(R)、绿绿(G)、蓝、蓝(B)三种
5、颜色光按不同比例相配而成，三种颜色光按不同比例相配而成，同样绝大多数颜色也可以分解成红、绿、蓝同样绝大多数颜色也可以分解成红、绿、蓝三种色光，这就是色度学中最基本的原理三种色光，这就是色度学中最基本的原理三基色原理。三基色原理。红色红色+绿色绿色=黄色黄色红色红色+蓝色蓝色=品红品红绿色绿色+蓝色蓝色=青色青色红色红色+绿色绿色+蓝色蓝色=白色白色分色棱镜选色膜的反射与透射 RGB和黑白电视信号不兼容，希望和黑白电视信号不兼容，希望空中发射的信号转换成空中发射的信号转换成YUV信号。信号。当白光的亮度用当白光的亮度用Y来表示时，它和来表示时，它和红、绿、蓝三色的关系可用如下方程描红、绿、蓝三色
6、的关系可用如下方程描述：述：Y=0.299R+0.587G+0.114B RGB与与YUV和和YIQ之间的转换之间的转换 HSI空间与空间与RGB之间的转换之间的转换选选YIQ好处好处：大量实验统计，人眼对红黄之间的颜色变化最敏感，而分辨蓝和紫之间颜色变化最不敏感。所以把相角为123 的橙色（红黄之间的颜色）及其相反相角的 303 的青色定义为I轴。与I正交的色度信号轴，通过33 0 213 线，叫Q轴。对最敏感的I轴 带宽1.3M对最不敏感的Q轴 带宽0.5M对Y信号 带宽4.2M6M。NTSC制的YIQ,它与YUV的区别：关系：I=V Cos33 -U Sin33 Q=V Sin33 +U
7、 Cos331.RGB与与YUV和和YIQ之间的转换之间的转换 Y 0.3 0.59 0.11 R U =-0.15 -0.29 0.44 G V 0.61 -0.52 -0.096 B Y 0.3 0.59 0.11 R I =0.6 -0.28 -0.32 G Q 0.21 -0.52 0.31 B 2.HSI空间空间 H：Hue 代表色调（纯度、颜色）S：Saturation 代表饱和度 I：Intensity 代表亮度 HSI彩色空间与彩色空间与RGB彩色空间之间的转换彩色空间之间的转换例例:黄色黄色=蓝色蓝色 R 14331 G 14331 B 31255 H 60240 S 180180 I 105105
