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《數字視頻和高清：算法和接口》一第3章 線性光和感知均勻性

第3章

線性光和感知均勻性

每一個灰度圖像的像素值代表了廣義上的明亮度。然而明亮度是根據該區域散發光的多少被正式定義為視覺感官的屬性。這種定義顯然是很主觀的：明亮度不能被測量，因此不能作為數據圖像的度量。而且，根據色彩表現理論，明亮度沒有最大值：明亮度跟任何值沒有關係。
光強（intensity）是某個方向上的輻射功率，也就是每單位立體角的功率［W·sr-2］； 輻射(radiance)是指每單位投影麵積的光強度。這些術語都忽略了波長因素，但是在彩色圖像中，波長是非常重要的！這些都不適合作為彩色圖像數據的度量單位。
參閱附錄B有關於輻射度和光度的介紹。聲音強度與光強在概念上有很大的不同。
照度是指光中與視覺明度感知相關的光譜靈敏度的加權值，照度與光強度成正比；在SI係統中，它代表了每平方米的坎德拉量［cd·m-2］，通常稱為nit［nt］，圖像係統中很少采用正比於照度的像素值，而經常采用與照度非線性相關的數值。
照度描述了落在物體上的光，從技術上講，是集成在一個半球上的照度。
明度是被CIE定義為某個區域的明亮程度，與被照亮區域的明度相似，其表現為白色或者強放射性。純化論者可能會說這個判定方法太主觀了。然而，客觀量L定義為相對照度感觀反應的標準估計。它是用相對照度的非線性特征方程模擬在特定情況下的視覺反應來計算的。一些灰度級成像係統中有正比於L的像素值。
測量明度的值大致相當於CIE L(通常在0～10，不是100)。在圖像科學領域，與標準圖像一致的情況很少。
遺憾的是，有很多從事於數字圖像處理和計算機圖形處理的人都對這些條款視而不見。在HSB, HSI, HSL和HSV係統中B代表著明亮度（brightness），I代表著強度(intensity)，L代表著明度（lightness)，V代表著數值；然而，這裏沒有一個與色彩科學領域公認的明亮度、強度、照度或者數值相關。
彩色圖像是以三基色值來感應和傳播的，它的幅度正比於強度，其光譜成分是根據彩色圖像領域精心挑選的。相對照度可以看做是一個非常有用的三基色值，除了那些特點，三基色值是以三個為一組的。
數碼相機傳感器產生的值，正比於輻射強度，接近於紅綠藍（RGB）三色值。我們把這些值稱為線性光。然而，在大部分成像係統，RGB三色值采用非線性編碼——伽馬修正——來模仿人類的視覺係統。大部分圖像編碼係統使用的R′G′B′值並不正比於強度，在這裏的標記符號表示施加的感知驅動的非線性參數。
亮度信號（“Y′”）是R′G′B′的加權和，它是視頻、 MPEG、JPEG和類似圖像編碼係統的亮度/色彩差分編碼的基礎。在視頻中，伽馬修正中的非線性變換形成R′G′B′分量隨後融入到亮度和色度（Y′CBCR）分量中。

最後更新：2017-09-20 16:32:55

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