
【計】 Y signal
brightness; brilliance
【計】 brightness; lightness; lum; luminance; luminosity
【化】 brightness; luminance
semaphore; signal
【計】 semaphore; signal
【化】 sign; signal
【醫】 signal
【經】 call letter; signal
在電子工程和視頻技術領域,亮度信號(Luminance Signal) 指攜帶圖像亮度(明暗)信息的電信號,是構成視頻信號的基礎分量之一。它與色度信號(Chrominance Signal)共同傳輸彩色圖像信息,在黑白電視系統中可獨立顯示完整圖像。其核心特征包括:
物理意義
亮度信號反映人眼對光強度的感知,與場景的照度分布直接相關。在YUV/YIQ色彩模型中,通常用Y分量表示,計算公式為:
$$
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
$$
其中R、G、B為三原色信號,系數基于人眼錐細胞對光譜的敏感度差異(來源:ITU-R BT.601标準)。
技術特性
現代應用
數字視頻(如HDMI/SDI接口)沿用亮度分離原理。H.264/HEVC編碼器優先壓縮亮度分量,因其占據約70%的視覺權重(來源:IEEE Transactions on Image Processing)。
注:亮度信號常标注為Y'(帶伽馬校正),區别于表示絕對亮度的Y(線性光亮度)。伽馬校正通過$Y' = Y^{1/gamma}$($gamma approx 2.2$)優化顯示設備的感知線性度。
亮度信號是視頻信號中表示圖像明暗信息的部分,在彩色電視系統中與色度信號共同構成完整的彩色視頻信號。其核心定義和技術特點可歸納如下:
section{1. 基本定義} 亮度信號(Luminance signal)主要反映場景的明暗強度,是人眼感知圖像細節和層次的關鍵參數。在彩色電視中,它與色度信號分離傳輸,确保與黑白電視兼容。物理上,亮度由發光體或反光體的強度、面積及觀察距離共同決定。
section{2. 組成與數學表達} 亮度信號通常由紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色信號加權組合而成,數學表達式為: $$ Y(t) = K_1R(t) + K_2G(t) + K_3B(t) $$ 其中系數 ( K_1/K_2/K_3 ) 根據國際标準設定(如BT.601标準中取0.299/0.587/0.114)。同步信號(場同步和行同步)被嵌入其中,用于控制掃描時序。
section{3. 技術參數}
• 幅度範圍:标準亮度信號幅度為0-0.7V,0V對應全黑,0.7V對應最亮
• 階梯量化:實際傳輸中采用階梯信號(如140mV-700mV)劃分不同灰度層次
• 動态範圍:通過ABL電路(自動亮度限制)防止信號過載
section{4. 應用場景} 在PAL D解碼器中,亮度信號需通過矩陣電路與色差信號還原三原色。當出現亮色串擾時,表現為圖像細節被彩色噪點覆蓋。現代數字視頻系統通過YUV編碼實現高效壓縮傳輸。
如需查看完整的亮度信號波形測試标準或具體解碼電路設計,可參考、4、6的原始技術文檔。
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