消隐与同步的原理
当这种再生图像在“明亮环境”下,也就是在其他白色物体的亮度与图像中白色部分的亮度几乎相同的环境下观看时,g =1的系统的确可使图像看起来像“原始场景”一样。但是某些图像有时在“黑暗环境”下观看所获得的效果会更好,放映电影和投影幻灯片就属于这种情况。在这种情况下,g 值不是等于1而通常认为g »1.5,人的视角系统所看到的场景就好像是“原始场景”。根据这种观点,投影幻灯片的g 值就设计为1.5左右,而不是1。
还有一种环境称为中间环境的“暗淡环境”,这种环境就像房间中的其他东西能够看到,但比图像中白色部分的亮度更暗。看电视的环境和计算机房的环境就属于这种情况。在这种情况下,通常认为再现图像需要g »1.25才能看起来像“原始场景”。
(二)g校正
所有CRT显示设备都有幂-律转换特性,如果生产厂家不加说明,那么它的g 值大约等于2.5。用户对发光的磷光材料的特性可能无能为力去改变,因而也很难改变它的g 值。为使整个系统的g 值接近于使用所要求的g 值,起码就要有一个能够提供g 校正的非线性部件,用来补偿CRT的非线性特性。
在所有广播电视系统中,g 校正是在摄像机中完成的。最初的NTSC电视标准需要摄像机具有g =1/2.2=0.45的幂函数,现在采纳g =0.5的幂函数。PAL和SECAM电视标准指定摄像机需要具有g =1/2.8=0.36的幂函数,但这个数值已显得太小,因此实际的摄像机很可能会设置成g =0.45或者0.5。使用这种摄像机得到的图像就预先做了校正,在g =2.5的CRT屏幕上显示图像时,屏幕图像相对于原始场景的g 大约等于1.25。这个值适合“暗淡环境”下观看。
过去的时代是“模拟时代”,而今已进入“数字时代”,进入计算机的电视图像依然带有g =0.5的校正,这一点可不要忘记。虽然带有g 值的电视在数字时代工作得很好,尤其是在特定环境下创建的图像在相同环境下工作。可是在其他环境下工作时,往往会使显示的图像让人看起来显得太亮或者太暗,因此在可能条件下就要做g 校正。
在什么地方做g 校正是人们所关心的问题。从获取图像、存储成图像文件、读出图像文件直到在某种类型的显示屏幕上显示图像,这些个环节中至少有5个地方可有非线性转换函数存在并可引入g 值。例如:
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camera_gamma:摄像机中图像传感器的g (通常g =0.4或者0.5)
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encoding_gamma:编码器编码图像文件时引入g
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decoding_gamma :译码器读图像文件时引入g
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LUT_gamma:图像帧缓存查找表中引入g
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CRT_gamma:CRT的g (通常g =2.5)
在数字图像显示系统中,由于要显示的图像不一定就是摄像机来的图像,假设这种图像的g 值等于1,如果encoding_gamma=0.5,CRT_gamma=2.5和decoding_gamma,LUT_gamma都为1.0时,整个系统的g 就近似等于1.25。
根据上面的分析,为了在不同环境下观看到“原始场景”可在适当的地方加入g 校正。
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