從這篇開始，我們開始介紹YUV顏色空間，它并不是CIE的產物，但是和CIE的XYZ、xyY很類似。所以即使你完全是個新手，或者沒有計算機基礎，或者是其他行業(yè)從業(yè)者，這樣一篇篇看下來，我能保證你能看得懂。 在介紹YUV顏色空間時，我們需要首先明白，它和CIE YUV并不是一回事。為什么呢？首先他們的產生原因就不一樣，CIE YUV是在CIE xyY的基礎上，經過線性變換而產生，而YUV，則是在電視的基礎上發(fā)展起來的。所以他們的用途也不一致，CIE YUV不做研究，而YUV則一直用在電視系統、視頻編碼等領域。 所以在這篇文章里，我們先來談談電視的發(fā)展史，相信看完這篇文章，你會對YUV有了初步的了解，后面我們會對YUV專門進行分析。而且在接下來的幾篇中，會在視頻顯示和處理上，漸入佳境。 在電視發(fā)展的過程中，它經歷了以下階段： 機械電視 -> 黑白電視 -> 彩色電視 -> 數字電視 -> 智能電視 -> 3D電視 不過在這里，我們并不會對每個階段都進行分析，因為在所有的階段中，黑白電視、彩色電視和數字電視是比較重要的。雖然機械電視是電視的起點，但是分析它對視頻處理用處很小，而智能電視和3D電視，只是在之前電視的基礎上，接入了網絡和3D技術。 所以要深刻明白視頻是怎么一回事，我們得先分析黑白、彩色、數字電視。并且在這篇文章里，我默認你已經看過顯示器是如何顯示圖形數據的一和二，知道CRT，并知道彩色CRT。下面我們開始按時間順序，來一一介紹。 1. 黑白電視相信大家對黑白電視都應該比較熟悉，那時候電纜還沒有鋪開，家家看電視，都需要豎一根天線，并且還只能顯示黑白灰。  黑白電視 這就是黑白電視，它的工作方式是： 攝像機通過采集圖像，將圖像柵格化，轉換成一行一行的像素點，每個像素點有各自的黑白灰度值（也就是亮度，在視頻里，亮度通常指黑白灰，而與光強即光通量，亮度的另一個屬性，可以區(qū)分開，因為我們在顯示器上，可以手動控制顯示器的亮度，也即光通量。這里理解亮度的這兩個屬性就好，一個是它呈現的顏色，一個是光通量），然后使用不同的電視制式（下篇講），通過射頻調制（RF modulation），把電視信號調制到VHF（甚高頻）或者UHF（超高頻）載波上廣播出去。 在接收端，也就是電視機，通過天線，接收廣播信號，并通過調制解調器解調，將收到的像素值通過CRT顯示在屏幕上。這就是電視機的工作流程，只不過實際上，為了使像素點和原圖像保持一致，在發(fā)送端的時候，還會匹配上水平和垂直同步信號，這樣CRT就能正確的顯示像素點的位置。 2. 彩色電視彩色電視工作流程和黑白電視一致，之所以稱為彩色電視，是因為它比黑白電視多廣播了色度值。這也就是YUV的由來，因為黑白電視只有亮度值，也就是Y，所以如果在這個基礎上增加色度值，也就是新開發(fā)一個顏色空間，就可以用來描述彩色像素。那為什么選擇了YUV，而不用RGB或者其他的顏色空間呢？ 2.1 為什么是YUV？有兩點原因： 1.YUV可以實現前后兼容，假設彩色電視采用了RGB，相當于廣播系統也得另建一套，而且會導致彩色電視處理不了黑白電視信號，黑白電視也處理不了彩色電視信號。而如果使用YUV，黑白電視能接受彩色信號，相當于只處理Y，而彩色電視，也能接受黑白電視信號。 2.YUV更方便對視頻信號進行壓縮，占用的帶寬更低。在上篇我們知道，人眼對亮度的敏感度要大于紅藍，所以我們可以保留Y原始值的基礎上，降低U和V的值，而不影響觀看。 至于YUV三個值怎么來的，以及更詳細的介紹，我們后面再談，接下來回到電視上。 現在我們應該對黑白電視和彩色電視，有了大概的了解，不過它們卻有一個很大的缺點，因為它們使用的，都是模擬電視信號（Analog television），這就是為什么還會有數字電視的原因。 3. 模擬電視信號（Analog Television Signal）模擬電視信號，其實就是電視傳播信號的一種方式。在上面我們知道，圖像的像素值，通過電磁波廣播出去，那圖像的像素值，在廣播過程中，以什么方式表示呢？  模擬電視信號 這張圖是視頻載波，經過解調器解調之后得到的復合視頻信號。從這張圖可以看出，在電磁波傳播過程中，顏色信息使用波的屬性來描述，比如亮度（Luminance）、色度（Chrominance）、還有顏色值，它們分別用波的相位、振幅來表示，更深入的細節(jié)不必深究，不過這種使用相位、振幅來表示信息的方式，就是模擬電視信號。 模擬信號的抗干擾能力很差，而且傳輸的距離越遠，越容易受到噪聲的影響，我們小時候看電視經常能夠看見雪花點，這就是受到噪聲的影響。 4. 數字電視（Digital Television，簡稱DTV）數字電視在彩色電視之后不久，就已經研發(fā)出來了，但是那時候價格很貴，而且不便捷。因為數字電視，其實和計算機的發(fā)展相輔相成，所以直到二十世紀末期，數字電視才開始普及。 數字信號不同于模擬信號，它在傳輸視頻和音頻信號的時候，使用的都是數字編碼，只用簡單的0和1，這樣即使是地面廣播來發(fā)送電視信號，效果也比模擬信號要好得多。而且在數字電視出現之后，電纜開始全面鋪開，在家里我們只要通過機頂盒，就可以收看數字電視頻道。 5. 數字電視和數字信號在這里我們要區(qū)分這兩者，數字電視只是一種電視產品，現在市面上的數字電視幾乎都不是真正的數字電視，因為它們沒有內置機頂盒，也就是沒有數字信號的解碼裝置。所以無論是模擬電視還是數字電視，只要裝上機頂盒，或者裝上數字信號轉模擬信號的裝置，就可以收看數字頻道。而在文中所指的數字電視，默認是真正的數字電視。 篇幅原因，剩下的ITU-R 601、ITU-R 709、電視制式放到下篇再講。 這里還有一個YouTube的視頻，可以翻墻的同學可以點進去查看。下載下來的沒有字幕，就不貼了。 【視頻】模擬電視是如何工作的？ 參考資料（需要翻墻）： https://en./wiki/History_of_television |
|
|
來自： 新用戶74969uxn > 《待分類》
