《嵌入式系统数字视频处理权威指南》——2.2数字视频:像素和比特

简介:

本节书摘来自华章计算机《嵌入式系统数字视频处理权威指南》一书中的第2章,第2.2节,作者:(美)Michael Parker Suhel Dhanani 更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

2.2数字视频:像素和比特

每个像素都有唯一的颜色,其是原色红、绿、蓝的组合。关键取决于红色、绿色和蓝色的多少,并且其数量的多少由像素值精确描述。像素的值用比特表示,且用到的比特越多,表示就越准确。然而,必须记住,这些比特的存储、处理和在设备之间的传输是十分昂贵的。因而必须找到一个完美的平衡。

每个像素有红(R)、绿(G)和蓝(B)三个分量。虽然还有别的方法表示这个,但我们首先研究红、绿和蓝。我们均采用8比特存储红色、绿色和蓝色的值,对红、绿和蓝的每个8比特,具有28即256种不同的值。在这种情况下,我们称之为颜色深度为8或8比特色深。

有些HD视频编码采用10比特甚至12比特色深,也就是每个RGB分量用10或12比特来编码。

色深的比特数越多越好,但这些比特必须相加。比如8比特色深,每个像素需要8×3=24比特来表示它的值。

现在我们来看看你家里的平板电视。你可能记得这个电视是1080P,但售货员可能说1920×1080的分辨率。这个意思是说每个视频帧显示在这个平板电视上有1080行,并且每行有1920个像素。因此你早就在讨论像素,只是你没有注意到。

综上所述,因为每个像素需要24比特,并且视频每行有1920像素,每帧有1080行,这意味着你的平板电视在每帧图像显示的信息为24×1920×1080=49 766 400比特。近似为5千万比特,也就是50M比特,大多数的电视为每秒60帧,一些新的电视甚至可以达到每秒120帧。

为了给你带来观赏乐趣,我们需要在每秒钟内处理30亿比特,也就是3G比特。并且这只是每秒60 帧和8比特色深,这个数字还能更高。

表2.1显示了不同分辨率下每帧图像的比特数。其中每个像素用30比特表示,也显示了隔行扫描视频的影响——现在只需记住,当视频是隔行扫描时,其分辨率减半。这个表是为了让你了解当采用数字视频工作时,需要处理的比特数量。数字视频处理是计算密集型工作,特别是对高清分辨率,其主要原因是数字视频的像素数量是如此之多。


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