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《数字视频和高清:算法和接口》一1.5感知均匀性

简介: 本节书摘来华章计算机《数字视频和高清:算法和接口》一书中的第1章 ,第1.5节, [加]查尔斯·波因顿(Charles Poynton)著 刘开华 褚晶辉 马永涛 吕卫 宫霄霖 等译 译更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
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1.5感知均匀性
如果小扰动编码值在感知量的取值范围内是近似相等可察觉的,那么该感知量可以以感知均匀方式进行编码。考虑收音机的音量控制。如果它物理上是线性的,那么响度感知的对数性质将大部分的感知“动作”控制在取值范围的底部。相反,控制的目的是均匀感知。图17所示的为带有标准音量锥形调节器的电位器的传递函数。

2017_09_20_144721

音量锥形调节器在音量调节上采用感知均匀的方式
转动角映射到声压级,这样旋转旋钮10°产生一个在控制范围内的近似声音知觉增量。这是许多内建于电子系统工程中的感知考虑的例子之一(另一个例子参见图1-8)。

相较于线性结构光编码而言,使用模仿人类明度感知的非线性图像编码,能使信噪比性能得到一个动态的提高。

理想情况是,在物理光功率下对于分配的编码安排,像素成分值间的步长应与最小可觉差(JND)成比例。CIE于1976年标准化了L2017_09_20_111004函数,将其作为人的视觉明度敏感性的最佳估计。L2017_09_20_111004是个有效的幂函数,其指数约为0.42;在相对亮度中的18%“中间灰度”对应于L2017_09_20_111004从0到100刻度中的约50。L2017_09_20_111004的逆函数是一个指数约为2.4的幂函数。大多数商用图像系统集成了一个从数字编码值到线性光亮度的映射,其接近L2017_09_20_111004的逆函数。

2017_09_20_144904

灰色绘图样点表现出感知的均匀性。制造商的目的是使反射率涵盖相当广泛的范围,以致人做视觉判断时,样点是均匀间隔的。每个芯片的制造商编码通常包括一个近似的L2017_09_20_111004值。在图像编码中,我们使用一个相似的方案,用编码值(像素)V代替L2017_09_20_111004,并且用数量为100或1000个编码而不是6个

不同的电光转换函数(EOCF)在不同的产业中已经被标准化。
●在数字影院,DCI/SMPTE标准化了参考(审批)放映机;这些标准是近似商业电影院的标准。标准的数字影院参考放映机的EOCF是一个纯2.6次幂函数。
●在标清和高清中,EOCF在过去标准化很差甚至几乎

没有标准化。只有使用事实上的行业标准CRT工
作室参考显示器实现了EOCF与2.4次幂函数的近似一致性。在2011年,采用BT.1886形式化了2.4次幂函数,但是参考白照度和观看条件没有标准化。
●在高端图形艺术中,使用了行业标准Adobe RGB1998。该标准建立了参考显示器观看条件。其EOCF是一个纯2.2次幂函数。
●在商品桌面计算和低端图形艺术中,使用sRGB标准。sRGB标准建立了一个参考显示器及其观看条件。它的EOCF纯粹是一个纯2.2次幂函数。

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