音响技术与家庭影院(5).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,音箱设备,话筒,“话筒”在汉英词典中的解释,(,来源：,百度词典,),：,1.,a microphone;a mike,2.a telephone transmitter,3.a megaphone;a loudhailer;a bullhorn,话筒图片,话筒,话筒又称,传声器,，一种电声器件，属传声器，是声电转换的换能器，通过声波作用到电声元件上产生电压，再转为电能。用于各种扩音设备中。话筒种类繁多，电路简单。分析话筒电路主要掌握两点：（,1,）信号传输回路分析，比较简单，分析各种话筒输入插口电路。（,2,）话筒信号放大器分析，话筒放大器是一种小信号低噪声音频放大器，分析话筒电平控制电路并不困难。,话筒种类,话筒通常按它转换能量的方式分类。这里我们还是按录音室对话筒最通用的分类法，把话筒分为动圈话筒和电容话筒。,动圈话筒,：由磁场中运动的导体产生电信号的话筒。是由振膜带动线圈振动，从而使在磁场中的线圈感应出电压。特点：结构牢固，性能稳定，经久耐用，价格较低；频率特性良好，,50-15000,Hz,频率范围内幅频特性曲线平坦；指向性好；无需直流工作电压，使用简便，噪声小。,电容话筒,：这类话筒的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话筒本身所带的前置放大器一起产生了信号电压。特点：频率特性好，在音频范围内幅频特性曲线平坦，这一点优于动圈话筒；无方向性；灵敏度高，噪声小，音色柔和；输出信号电平比较大，失真小，瞬态响应性能好，这是动圈话筒所达不到的优点；工作特性不够稳定，低频段灵敏度随着使用时间的增加而下降，寿命比较短，工作时需要直流电源造成使用不方便。,电容话筒中有前置放大器，当然就得有一个电源，由于体积关系，这个电源一般是放在话筒之外的。除了供给电容器振膜的极化电压外，也为前置放大器的电子管或晶体管供给必要的电压。我们称它为幻象电源。,由于有了这个前置放大器，所以电容话筒相对要灵敏一些，在使用时不可少的一些附属设备有：防震架（一般会随话筒赠送）、防风罩、防喷罩、优质的话筒架。如果要进行超近距离的录音工作，一个防喷罩是不可少的,驻极体话筒的工作原理,振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话筒本身所带的前置放大器一起产生了信号电压。,动圈式话筒,当线圈随着膜片的振动而在恒定的磁场中运动时，切割了磁力线，从而在线圈的两端感应出电动势。膜片的前后有声学网络，一边扩展传声器的工作频率范围。,特点：结构简单、稳定，被广泛应用在语言广播和扩音中。,确定：灵敏度较低，容易产生磁感应噪声，频响较窄,话筒的指向性,常见的单一指向式为,心型指向,(,Cardioid,),或,超心型指向,(,Hypercardioid,),，,对于来自麦克风前方的声音有最佳的收音效果，而来自其他方向的声音则会被衰减，常见于手持式麦克风和,卡拉,OK,场合，此类型的极端为,枪型指向,(,Shotgun),。,双指向式,(,Bi-directional,或,Figure-of-8),可接受来自麦克风前方和后方的声音，实际应用场合不多。,全向式,(,Omnidirectional,),对于来自不同角度的声音，其灵敏度是相同的。常见于需要收录整个环境声音的录音工程；或是声源在移动时，希望能保持良好收音的情况；演讲者在演说时配带的领夹式麦克风也属此类。全向式的缺点在于容易收到四周环境的,噪音,，而在价格方面相对较为便宜。,注：,指向性,描述麦克风对于来自不同角度声音的灵敏度，规格上常用如上的,polar pattern,来表示，在每个示意图中，虚线圆形的上方代表麦克风前方，下方则代表麦克风的后方,话筒的挑选,选择合适的话筒正变得越来越困难。话筒的种类越来越多，每种各有所长，质量也都很出色。因此选购时最大的影响因素除了价格之外就是个人的喜好了。,最平滑的响应,选择话筒时，用户首当其冲应关心其频率响应特性。频率响应必须足够宽广以拾取整个范围内的声音，自然声源质量没有可听的改变。,下一步是选择极性图形。,在价格相同的各类话筒中，全向话筒通常具有最宽广、最平滑的响应，同时对喘息、手持噪声和风的灵敏度也较低。如果无过多的外部噪声或太多的混响，它们都非常适用于大多数应用场合。,虽然全向话筒很好地接受来自所有方向的声波，但某些用户可能喜欢接受来自一个（单向）或两个（双向、,8,字形）方向的的声波。这意味着为了获得直接声与混响声的相同比率，心型和双向话筒、超心型话筒和高超心型话筒位置离声源的距离分别是全向话筒位置离声源的距离的,1.7,倍、,1.9,倍和,2,倍。,电输出阻抗非常重要，,因为它应该与调音台、磁带录音机或放大器的输入阻抗匹配。此阻抗单位为,，,通常在,1,kHz,的频率处。动圈式话筒典型阻抗值为,150,、,200,或,300,。,作为一个经验法则，设备的输入阻抗应该至少是话筒阻抗的,3,倍。目前市面上的所有调音台都满足这个要求。,此外，还有高阻抗话筒及可在低和高阻抗之间切换的双阻抗话筒,。与高阻抗话筒相连的电缆长度不应超过,7,m,，,因为电缆电容会导致高频衰减。,话筒的挑选,邻近效应,邻近效应是用近传声技术提升低音的效应，即话筒置于离声源几厘米的位置。,尽管在某些场合此效应会产生某些歌手喜欢的强烈丰满的声音，但有许多场合必须控制或完全避免低音提升，例如，在记录谈话时。邻近效应可能使谈话不可懂。有些话筒装备了低音滤波器以补偿邻近效应。,在录音或转播舞台节目时，工作距离通常非常近，近传声技术就有了用武之地。这样做的目的是为了避免声反馈。,在演播室类似这样的技术就不是必需的了，远传声技术占据主导地位。因此，在演播室内可能使用动圈式和电容式话筒。电容式话筒对瞬态声音具有出色的响应。当扬声器有过量的咝咝声时，动圈式话筒一般优于电容式话筒。,有目的使用话筒最重要。为帮助最终选择，用户应当心中有数：此话筒是用于广播和演播室录音，还是用于广播或舞台录音（带扩声）？,对于广播或演播室话音记录，将使用适于远传声的话筒。而对于广播或舞台录音（带扩声），将需要适于近传声的话筒。在近传声的情况中，用户应当在决定哪种话筒最适用之前决定是否需要邻近效应。,接下来，话筒是否要贴近人？如果是，就要在颈挂式话筒和其它专用话筒（如头戴式话筒）之间作出选择使颈挂式话筒与任何沙沙噪声（话筒外罩和电缆摩擦引起）隔离是非常重要的。,在使用挂在非专业演讲人（如演播室嘉宾）衣服上的颈挂式话筒时，声音工程师应该告诉演讲人不要在无意中碰到可能在领带别针上或项链上的话筒，否则听众可能会听到非常恼人的尖叫声。,话筒频响图：,上图：,Oktava 319(,电容式,),的频率响应下图：,Shure SM58(,动圈式,),的频率响应,自制话筒防喷罩,一、所用材料及价格预算,1,、,15*15,CM,的布匹一块，价格,0.16,元。最好采用音箱布，价格可能要高些，在音响市场可买到或索取到。或干脆使用薄一点的绫罗绸缎，女同志的丝袜也将就。也可用的是从一个计算机多媒体小音箱上扒下来的一块黑布。,2,、一次性纸杯一个，价格,0.03,元。,3,、橡皮筋一根，价格,0.01,元。,以上物品价格合计：,2,角。,以上内容为百度的结果,自制话筒防喷罩（,2,）,二、制作流程,1,、取小刀、小剪刀、大脚针各一，水彩笔若干支（可免）；,2,、视话筒粗细，小刀配合小剪刀将纸杯底部剪一个直径约,1.5-2,公分的圆洞；,3,、使用大脚针将纸杯四壁戳出密密麻麻的针眼，但不得破坏其整体的坚固性，（这么做是为了防止声音在纸杯内部产生反射和混响）；,4,、将话筒从纸杯口部穿进去，从纸杯底部伸出来，而后卡在一个合适的位置；,5,、将布蒙住纸杯口，用橡皮筋扎住，而后绷紧。,6,、将蒙住纸杯口的布修剪一下，而后用水彩笔在纸杯上画一幅抽象派的图画，目的是美化一下这个小东西，不那么爱美的朋友，可不做这一步。,至此，一个适合于圆头话筒的防喷罩制作完毕。（方头的话筒防喷罩制作，可以参照上述，或干脆找条长丝袜，往晾衣架、细铁弯成的框架等东西上一套，置于话筒前即可。）,调音台的原理和使用,调音台（,Audio,MixingConsole,）,在扩声系统和影音录音中是一种经常使用的设备。它具有多路输入，每路的声信号可以单独进行处理，例如：可放大，作高音、中音、低音方面的音质补偿，给输入的声音增加韵味，对该路声源泉作空间定位等；还可以进行各种声音的混合，混合比例可调；拥有多种输出（包括左右立体声输出、编辑输出、混合单声输出、监听输出、录音输出以及各种辅助输出等）。,调音台在诸多系统中起着核心作用它既能创作立体声、美化声音，又可抑制噪声、控制音量，是声音艺术处理必不可少的一种机器。,雅马哈调音台,接头,由左至右,2.5,mm,单声道接头,3.5,mm,单声道接头,3.5,mm,立体声接头,6.3,mm,立体声接头,由左至右,2.5mm,单声道接头,3.5mm,单声道接头,3.5mm,立体声接头,6.3mm,立体声接头,3-pin XLR,接头,接头定义,1/4,吋,(6.3,mm),接头,以及,3.5,mm,接头,有分单声道,(,mono),和,立体声,(stereo),两种，简单的区分方式是看接头上有几个黑色的,绝缘环,，两个绝缘环代表立体声，一个绝缘环则代表单声道。在图,2,中，各个数字代表的部位功用如下：,接地,立体声时为右声道；平衡单声道时为反相讯号；或做为单声道的电源输入端,立体声时为左声道；平衡单声道时为正相讯号；非平衡单声道时的信号输出端,绝缘环,3-,pin XLR,接头,可以产生平衡输出信号，可有效消除外来的噪声干扰。三支针脚会标明,1,、,2,、,3,三个数字；在美规中，,1,代表接地线，,2,代表正相,(,hot),讯号，,3,代表反相,(,cold),讯号；欧规中，,1,代表接地线，,2,代表反相,(,cold),讯号，,3,代表正相,(,hot),讯号。,调音台的插座、功能键的作用,（一）调音台输入部分的插座、功能键,卡侬插座,MIC:,此即话筒插座，其上有三个插孔，分别标有,1,，,2,，,3,。标号,1,为接地（,GND,），,与机器机壳相连，把机壳作为,0,伏电平。标号,2,为热端（,Hot,）,或称高端（,Hi,），,它是传送信号的其中一端。标号,3,为冷端（,Cold,）,或称低端（,Low,），,它作为传输信号的另一端。由于,2,和,3,相对,1,的阻抗相同，并且从输入端看去，阻抗低，所以，称为低阻抗平衡输入插孔。它的抗干扰性强，噪声低，一般用于有线话筒的连接。,线路输入端（,Line,）,:,它是一种,1/4,大三芯插座，采用,1/4,大三芯插头（,TRS,），,尖端（,Tip,）、,环（,Ring,）、,套筒（,Sleeve,），,作为平衡信号的输入。也可以采用,1/4,大二芯插头（,TS,）,作为平衡信号的输入。其输入阻抗高，一般用于除话筒外的其他声源的输入插孔。,插入插座（,INS,）：,它是一种特殊使用的插座，平时其内部处于接通状态，当需要使用时，插入,1/4“,大三芯插头，将线路输入或话筒输入的声信号从尖端（,Tip,）,引出去，经外部设备处理后，再由环（,Ring,）,把声信号返回调音台，所以，这种插座又称为又出又进插座，有的调音台标成“,Send/Return”,或“,in/out”,插座。定值衰减（,PAD,）：,按下此键，输入的声信号（通常是对,Line,端输入的声信号）将衰减,20,dB,（,即,10,倍），有的调音台，其衰减值为,30,dB,。,它适用于大的声信号输入。,增益调节（,Gain,）,:,它是用来调节输入声信号的放大量，它与,PAD,结合可使输入的声信号进入调音台时处于信噪比高、失真小的最佳状态，也就是可调节该路峰值指示灯处于欲亮不亮的最佳状态。,低切按键（,100,Hz,）：,按下此键，可将输入声信号的频率成分中,100,Hz,以下的成分切除。此按键用于扩声环境欠佳，常有低频嗡嗡声的场合和低频声不易吸收的扩声环境。,均衡调节（,EQ,）：,它分为三个频段：高频段（,H.F.,）、,中频段（,M.F.,）、,低频段（,L.F.,），,主要用于音质补偿。,a.,高频段（,H.F.,）：,倾斜点频率为,10,kHz,，,提衰量为,15,dB,这个频段主要是补偿声音的清晰度。,b.,中频段（,M.F.,）,:,中心频率可调，范围为,250,Hz,8kHz,；,峰谷点的提衰量为,15,dB,；,这个频段的范围很宽，补偿是围绕某个中心频率进行。若中心频率落在中高频段，提衰旋钮补偿声音的明亮度。若中心频率落在中低频段，提衰旋钮补偿声音的力度。,c.,低频段（,L.F.,）,(,见图,1-2(,c):,倾斜点频率为,150,Hz,提衰量为,15,dB,，,这个频段主要用于补偿声音的丰满度。,声像调节（,PAN,）：,它用于调节该路声源在空间的分布图像。当往左调节时，相当于把该路声源放在听音的左边。当往右调节时，相当于把该路声源放在听音的右边。若把它置于中间位置时，相当于把该路声源放在听音的正中。实际上，这个旋钮是用来调节声源左右分布的旋钮，它对调音台创作立体声输出极为重要。,衰减器（推子,Fader,）：,该功能键的调节起两方面作用：一方面用来调节该路声音在混合混合中的比例，往上推比例大，往下拉比例小；另一方面，用来调节该路声源的远近分布，往上推声音大，相当于将该路声源放在较近的位置发声，往下拉，声音小，相当于将该路声源放在较远的位置发声。它与,PAN,结合可创作出各个声源的空间面分布。调音台创作立体声输出，用的是,Fader,和,PAN,功能键。,11,监听按键,PFL,（,Pre-,FadeListen,的缩定）：衰减前的监听，按下它，用耳机插在调音台的耳机插孔便能听见该路推子前的声音信号。,12,接通按键,On,：,按下它，该路声音信号接入调音台进行混合。,13,L-R,按键：按下它，该路声音信号经推子、,PAN,之后送往左右声道母线。,14 1-2,按键：按下它，该路声音信号经推子和,PAN,之后送往编组母线,1,和,2,。,15 3-4,按键：按下它，该路声音信号经推子和,PAN,之后送往编组母线,3,和,4,。调音台种类足很多，但主要的功能键都是相同的。值得一提的是调音台每一路输入只能进一个声源，否则，会相互干扰，阻抗不配，声音造成失真。,音箱摆放,音箱应如何放置？,音箱位置的正确放置是获得良好放音效果的因素之一，在摆放时必须注意以下几个问题：,1,两只音箱之间的距离不小于,1.52,米，并保持同一水平。音箱的左右两边与墙壁的距离应该相同。音箱的前面不应有任何杂物。,2,音箱的高音单元与听音者的耳朵应保持同一水平线，听音者与两只音箱之间应为,60,度夹角，听音者的身后要留有一定的空间。,3,两个音箱两侧的墙壁在声学上应保持一致，即两侧的墙壁对声波的反射应相同。,4,如果音箱声波的方向性不宽，可将两只音箱略向内侧摆放。,5,对于小型音箱如果感觉低频不够，可将音箱靠近墙角摆放。,录音,无论人声、歌声，还是乐器的声音，它们都不是一个单音，而是一个复合音。也就是由声音的基音和一系列的泛音所构成。这些泛音都是基音频率的位数，物理学叫分音，电声学叫谐波，音乐中叫泛音。它对音色的特性有非常重要的影响。这些泛音的数量和泛音幅茺的不同构成音色的频率特性曲线。这条曲线就体再了音色的表 现力。例如，钢琴的最低音频率是,27.5,Hz,最高音频率是,4186,Hz,，,而钢琴有十几个泛音，它的高频可达,10,kHx,20kHz,，,一般可测到,16,个泛音或,24,个泛音。这些泛音可分为低频泛音、中频泛音和高频泛音，。如果低频泛音的幅度较强，音色就表现得混厚；中频泛音的幅度比较强，音色就表现得圆润、自然、和谐；高频泛音的幅度比较强，音色就表现得明亮、清透、解析力强。,频谱曲线,频谱曲线，就是将音色的各泛凌晨幅度的顶点在坐标上连接起来，这个包路线就是这个凌晨色的频谱曲线。,一个音色的频谱曲线各不相同，这和发声体的物质结构、状态和发声的力度以及共振体的不同而各不相同。,什么是最佳的音色呢？根据意大利美声学的观点，就是将基音到第,16,个泛音的强度在坐标上连成一条直线，这条直线就被称为最佳美声线，如图,2,所示。那么，哪个音色的频率特性曲线越接近这条直线，哪个音色的低、中、高频泛音的比例也最为均衡，其音色的艺术表现力也最为尚佳。,在对人声的美化、修饰上，可以通过调音台上面的输入通道中的四段均衡器，对音色进行频率处理，来提高音色的艺术表现力。,各段频率的特征,HF,：,6-16 kHz,，,影响音色的表现力、解析力。,MID HF,：,600Hz6 kHz,，,影响音色的明亮度、清晰度。,MID HF,：,200600Hz,，,影响音色和力茺和结实度。,LF,：,20200Hz,，,影响音色的混厚度和丰满度。,各段频率的特征（,2,）,如果高频段频率过弱，其音色就变得色彩、韵味、个性的失落；如果高频段频率过强，音色就会变得尖噪、嘶哑、刺耳。,如果中高频段的频率过弱，音色就变得暗淡、朦胧；如果中高频段的频率过强其音色就会变得呆板。,如果中低频段的频率过弱，音色会变得空虚、无力、软绵绵的；如果中低频段的频率过强，音色会变得生硬、失去活力。,如果低频段的频率过弱，音色将会变得单薄、苍白；如果低频段的频率过强，音色会变得浑浊不清。,频率调整的影响,要使音色有美感，就要泛音丰富、有层次，使歌声有音响美，听众听起来悦耳动听，提升量不易过强。,LF,（,低音）过量，声音混浊不清；,HF,（,高音）过量，声音尖,噪刺耳。提升某一频段后，还工考虑对其他频段的影响，要总体地考虑歌声的清晰度和丰满度。,1,对主持人的调音,主持人多为女性，其语音特性是清晰流畅，富于表情。她可以影响观众的情绪。,低语调型：轻声细语、感情细腻，可采取近距离拾音，话筒与口型很近，这样可增加亲切感，可拾取纤细、微弱的声调。其缺点是存在近讲效应，低频过强。,具体处理手段：,（,1,）要衰减,LF,：,在,100,Hz,附近衰减,6,dB,左右，最大可衰减到,10,dB,。,（,2,）,对于,MID,：,在,250,Hz-2kHz,提升,3-6,dB,。,250Hz-2kHz,是语言的重要频段。,（,3,）对,HF,：,6KHz,以上频段衰减,3-6,dB,，,以减小高频噪声。,（,4,）主持人的话筒不要使用效果处理器进行混响（,REV,）,和回声（,ECHO,）,处理，否则会失去真实感和亲切感。,2,对普通人的调音,在歌厅里，有一些歌唱爱好者和业余歌手，也有一些人仅是娱乐消遗，他们多为自己演唱。其中有的人没有受过基本专业训练，缺乏演唱技巧，甚至有噪音不好和不 会使用话筒的人，其中，男声易出现喉音和沙哑，女声易出现气息噪音和声带噪声。为消除以上现象采用如下具体处理手段。,（,1,）在,100,Hz,以下要切除，消除低频噪声，使音色更加纯净。,（,2,）在,500-800,Hz,要小量衰减，使音色不要太生硬。,（,3,）在,MID,频段提升,3-6,dB,，,以增强明亮度，使声音清晰、明亮；,（,4,）一般人声音都较低，而且缺乏响度，所以音量要开得大一些；亦可把,200-300,Hz,范围频率加以提升，以增加声音的响度。,3对专业歌手的调音,歌厅里常有专业歌手，被朋友邀请到歌厅里做客，有时唱上两曲为朋友和客人们助 兴。专业歌手有响亮的歌喉，从发声、叹息、吐字、共鸣演唱基本功都具有一定的 水平，而每人都具有一定的演唱风格。,调音要求：,（,1,）要了解歌手的音色特点、网络流派，高、中、低泛音特性；,（,2,）要了解歌手的音域宽度和动态范围；,（,3,）要熟悉歌曲、歌词感情，调凌晨的基本手法要与歌曲的意境直辖市一致；,（,4,）要注意歌曲的风格和歌手的演唱情绪；,（,5,）话筒的档次要高：宽频响、小失真、大动态。,3,对专业歌手的调音,演员站在歌坛上，利用歌坛声场，使其音色既有电声，也有自然声。所以，要求歌,坛具有良好的声学特性。,女声：,女声在高频部分容易产生,S,音（嘶声）；在,7-10,KHz,衰减了,3,dB,，,可以消除,S,音。,男声：,男声音域比女声低一个,8,度音程，频率低一个倍频，在,100,Hz,衰减了,3,dB,左右，可以,增加清晰度。,当代录音的特点,1,、新技术高科技的应用：,1887,年爱迪生的留声机和以后的唱片都是机械的记录方式，其音质很差。,1904,年英国的,J.A.,弗莱明发明了二极电子管；,1906,年美国人,L,德福雷斯特发明了电子三极管。人们利用电子三极管制成放大器，将声音放大成千上万倍。,1924,年以后电磁刻纹头和传声器相继发明出来，录音技术才成熟起来。今天录音技术广泛应用于新闻广播、文化娱乐、广告信息等各个领域。电子技术、计算机技术、激光技术、信息技术的最新成果。代表性的体现在数字多轨录音机、激光电唱机、数字调音台、音频工作站等。,当代录音的特点,当代录音的特点,2,、技术与艺术的融合：录音工作既不是单纯的技术工作，也不是单纯的艺术工作。录音工作体现了技术与艺术的全面融合。我们使用技术的手段来创作艺术的产品，必须遵循技术的规范和艺术的创作规律，要求录音师必须具备多种素质，如：声学、音乐、录音设备、电脑等等。,当代录音的特点,3,、录制手段与艺术创作：录音的基础是了解声源，声源的种类很多如：人声、自然声、机械声、乐器声等。声源的特点。拾音就是如何选择和摆放话筒，根据要求设置话筒的参数，将声音信号经过换能器（传声器）转换为电信号的过程。调音就是将音频信号进行效果的处理、混合和分配的过程。录音就是将电信号的声音信号转换为磁信号或光信号记录在相应的媒质上。还音就是将记录在媒质上的信号重新还原为声音的过程。,当代录音的特点,目前很多录音棚的录音器材采用模拟与数字相结合的录音系统，通常采用了数字音频工作站，在音乐的音色和音高上作了一些特殊处理。通过使用效果器和调整调音台的,EQ,均衡器，使音色圆润饱满；应用,Spectral,音频工作站,8,进,8,出（,A/D,转换器同时,8,轨进，,8,轨出）的功能，对各声部采取分轨录制。在录制合唱乐段时有时会出现合唱加倍的乐句对位不是很整齐的情况，细听之下，有杂乱无章之感，此时，可以运用工作站的移位及复制功能，进行逐字逐句的对位缩轨和多轨复制，再适当调整各轨的音量和相互间的先后次序，这样，几十人的合唱便有了百人大合唱的恢弘气势，且整齐划一，效果卓著。,人能看到的颜色的波段,电磁辐射中只有一小部分能够引起眼睛的兴奋而被感觉，其波长在,380,780,nm,的范围里。眼睛感知到的颜色和波长之间的对应关系如图所示。,牛顿色圆,在光和颜色的实验中，牛顿认识到了每一种颜色和它相邻颜色之间的关系，把红色和紫色首尾相接就形成了一个圆，这个圆称为色圆,(,color circle),或者称为色轮,(,color wheel),，,如图所示。人们为纪念他所作的贡献，把这种颜色圆称为牛顿色圆,(,Newton color circle),。,显示彩色图像用,RGB,相加混色模型,一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由该物体发出的光波决定，并且使用,RGB,相加混色模型。电视机和计算机显示器使用的阴极射线管,(,cathode ray tube,，,CRT),就是一个有源物体。,RGB,颜色模型,(,VB,实例）,CMY,相减混色模型,用彩色墨水或颜料进行混合，这样得到的颜色称为相减色。在理论上说，任何一种颜色都可以用三种基本颜料按一定比例混合得到。这三种颜色是青色,(,Cyan),、,品红,Magenta),和黄色,(,Yellow),，,通常,写成,CMY,，,称为,CMY,模型。用这种方法产生的颜色之所以称为相减色，乃是因为它减少了为视觉系统识别颜色所需要的反射光。,颜色模型,CMYK,分辨率,显示分辨率和图像分辨率,：,显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为,640480,表示显示屏分成,480,行，每行显示,640,个像素，整个显示屏就含有,307200,个显像点。屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图像质量也就越高。,图像分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法。对同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。相反，图像显得越粗糙。在用扫描仪扫描彩色图像时，通常要指定图像的分辨率，用每英寸多少点,(,dots per inch,，,DIP),表示。如果用,300,DIP,来扫描一幅,810,的彩色图像，就得到一幅,24003000,个像素的图像。分辨率越高，像素就越多。,图像的种类,矢量图,(,vector based image),法和点位图,(,bit mapped image),法,矢量图是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。这种方法实际上是数学方法来描述一幅图，然后变成许多的数学表达式，再编程，用语言来表达。目标图像的移动、缩小放大、旋转、拷贝、属性的改变,(,如线条变宽变细、颜色的改变,),也很容易做到；,它是把一幅彩色图分成许多的像素，每个像素用若干个二进制位来指定该像素的颜色、亮度和属性。因此一幅图由许多描述每个像素的数据组成，这些数据通常称为图像数据，而这些数据作为一个文件来存储，这种文件又称为图像文件。,RGB,图片实例,一幅彩色图像可以看成由许多的点组成的,图像中的单个点称为像素,(pixel),，,每个像素都有一个值，称为像素值，它表示特定颜色的强度。一个像素值往往用,R,，,G,，,B,三个分量表示。,BMP,文件格式,位图文件可看成由,4,个部分组成：位图文件头,(,bitmap-file header),、,位图信息头,(,bitmap-information header),、,彩色表,(,color table),和定义位图的字节阵列,位图文件结构内容摘要,(1),位图文件结构内容摘要,(2),Ultra-Edit,打开,BMP,文件实例,提取图形边框实例,知道了图像数据的格式，我们列举一个对图像数据进行处理的实例,其提取边缘的算法（算法有缺陷）是通过上一行的数据和下一行的数据进行异或，使相同的数据清零，不同的数据保留来实现,图片文件的压缩,从,上面的描述可以看出，,BMP,格式文件占用的空间是很大的。不考虑文件头，一幅,1024768,的图片相应的空间为,10247683,2359296,（,B,）,2.36M,几十年来，许多科技工作者一直在孜孜不倦地寻找更有效的方法，用比较少的数据量表达原始的图像。,图像的压缩方法,图像数据压缩主要根据下面两个基本事实来实现的：,一个事实是图像数据中有许多重复的数据，使用数学方法来表示这些重复数据就可以减少数据量；,另一个事实是人的眼睛对图像细节和颜色的辨认有一个极限，把超过极限的部分去掉，这也就达到压缩数据的目的。利用前一个事实的压缩技术叫做无损数据压缩技术，利用后一个事实的压缩技术叫做有损数据压缩技术。,实际的图像数据压缩是综合使用各种有损和无损压缩技术来实现的。,JPEG,JPEG(Joint Photographic Experts Group),是一个由,ISO,和,IEC,两个组织机构联合组成的一个专家组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准，这个专家组开发的算法称为,JPEG,算法，并且成为国际上通用的标准，因此又称为,JPEG,标准。,(1),使用正向离散余弦变换,(,forward discrete cosine transform,，,FDCT),把空间域表示的图变换成频率域表示的图。,(2),使用加权函数对,DCT,系数进行量化，这个加权函数对于人的视觉系统是最佳的。,(3),使用赫夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。,JPEG,文件压缩方式,JPEG,的卓越贡献,使用有损压缩算法时，在压缩比为,25:1,的情况下，压缩后还原得到的图像与原始图像相比较，非图像专家难于找出它们之间的区别，因此得到了广泛的应用。,例如，在,V-CD,和,DVD-Video,电视图像压缩技术中，就使用,JPEG,的有损压缩算法来取消空间方向上的冗余数据。为了在保证图像质量的前提下进一步提高压缩比，近年来,JPEG,专家组正在制定,JPEG 2000(,简称,JP 2000),标准，这个标准中将采用小波变换,(,wavelet),算法。,JPEG,压缩,JPEG,压缩是有损压缩，它利用了人的视觉系统的特性，使用量化和无损压缩编码相结合来去掉视觉的冗余信息和数据本身的冗余信息。,JPEG,算法框图所示，压缩编码大致分成三个步骤：,JPEG,压缩是有损压缩，它利用了人的视觉系统的特性，使用量化和无损压缩编码相结合来去掉视觉的冗余信息和数据本身的冗余信息,。,JPEG,算法框图如图所示，压缩编码大致分成三个步骤：,(1),使用正向离散余弦变换,(,forward discrete cosine transform,，,FDCT),把空间域表示的图变换成频率域表示的图。,(2),使用加权函数对,DCT,系数进行量化，这个加权函数对于人的视觉系统是最佳的。,(3),使用赫夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。,JPEG,压缩框图,小波变换图像压缩,JPEG2000,是采用小波压缩的典范，,在相同质量的前提下与,JPEG,标准相比，,JPEG2000,标准的压缩比可提高,20%,以上。,能实现渐进传输,(,progressive transmission),，,这是,JPEG2000,的一个重要特性。它可先传输低分辨率的图像或者是图像的轮廓，然后逐步传输其他数据，不断提高图像质量，以满足用户的需要。这个特性在多媒体网络应用中有重要的意义。,另一个重要特性是支持兴趣区,(,region of interest,ROI),的编码。用户利用这个特性可指定感兴趣的图像区域，在压缩时对这些图像区指定特定的压缩质量，或在恢复时指定特定的解压缩要求，这给用户带来了极大的方便。,哈尔小,波,变换在,图像,中的应用,小波变换的基本思想是用一组小波函数或者基函数表示一个函数或者信号，例如图像信号。,9 7 3 5,-8,，,4-6,9 7 3 5-8 4 1-1-6 2 1-1,好处,变换过程中没有丢失信息，因为能够从所记录的数据中重构出原始图像。,对这个给定的变换，我们可以从所记录的数据中重构出各种分辨率的图像。例如，在分辨率为,1,的图像基础上重构出分辨率为,2,的图像，在分辨率为,2,的图像基础上重构出分辨率为,4,的图像。,通过变换之后产生的细节系数的幅度值比较小，这就为图像压缩提供了一种途径，例如去掉一些微不足道的细节系数并不影响对重构图像的理解。,二维图象,可以采用线性代数的方法解决,MM1*M2*M3=,分别对行列进行变换,设置一个阈值为,5,复原后的图象,真实图像的处理结果,(a),原始图像,(,b)5 (c),10 (d)20,