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《數字視訊和高清:算法和接口》一1.5感覺均勻性

1.5感覺均勻性

如果小擾動編碼值在感覺量的取值範圍内是近似相等可察覺的,那麼該感覺量可以以感覺均勻方式進行編碼。考慮收音機的音量控制。如果它實體上是線性的,那麼響度感覺的對數性質将大部分的感覺“動作”控制在取值範圍的底部。相反,控制的目的是均勻感覺。圖17所示的為帶有标準音量錐形調節器的電位器的傳遞函數。

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音量錐形調節器在音量調節上采用感覺均勻的方式

轉動角映射到聲壓級,這樣旋轉旋鈕10°産生一個在控制範圍内的近似聲音知覺增量。這是許多内建于電子系統工程中的感覺考慮的例子之一(另一個例子參見圖1-8)。

相較于線性結構光編碼而言,使用模仿人類明度感覺的非線性圖像編碼,能使信噪比性能得到一個動态的提高。

理想情況是,在實體光功率下對于配置設定的編碼安排,像素成分值間的步長應與最小可覺差(JND)成比例。CIE于1976年标準化了L

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函數,将其作為人的視覺明度敏感性的最佳估計。L

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是個有效的幂函數,其指數約為0.42;在相對亮度中的18%“中間灰階”對應于L

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從0到100刻度中的約50。L

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的逆函數是一個指數約為2.4的幂函數。大多數商用圖像系統內建了一個從數字編碼值到線性光亮度的映射,其接近L

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的逆函數。

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灰色繪圖樣點表現出感覺的均勻性。制造商的目的是使反射率涵蓋相當廣泛的範圍,以緻人做視覺判斷時,樣點是均勻間隔的。每個晶片的制造商編碼通常包括一個近似的L

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值。在圖像編碼中,我們使用一個相似的方案,用編碼值(像素)V代替L

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,并且用數量為100或1000個編碼而不是6個

不同的電光轉換函數(EOCF)在不同的産業中已經被标準化。

●在數字影院,DCI/SMPTE标準化了參考(審批)放映機;這些标準是近似商業電影院的标準。标準的數字影院參考放映機的EOCF是一個純2.6次幂函數。

●在标清和高清中,EOCF在過去标準化很差甚至幾乎

沒有标準化。隻有使用事實上的行業标準CRT工

作室參考顯示器實作了EOCF與2.4次幂函數的近似一緻性。在2011年,采用BT.1886形式化了2.4次幂函數,但是參考白照度和觀看條件沒有标準化。

●在高端圖形藝術中,使用了行業标準Adobe RGB1998。該标準建立了參考顯示器觀看條件。其EOCF是一個純2.2次幂函數。

●在商品桌面計算和低端圖形藝術中,使用sRGB标準。sRGB标準建立了一個參考顯示器及其觀看條件。它的EOCF純粹是一個純2.2次幂函數。

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