【音视频原理】图像相关概念 ① ( 像素 | 分辨率 | 位深 )

一、图像相关概念

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图像相关概念 :

• 像素 : 图片基本单位 ;
• 分辨率 : 图像的像素尺寸 ;
• 位深 : 记录每个像素点颜色时使用的位数 ;
• 帧率 : 一秒钟传输图片的帧数 , 单位 fps , Frame Per Second ;
• 码率 : 单位时间内视频的数据流量 , 如 1Mbps ;
• Stride : 内存中每行像素占用的空间 , 不一定是图像的宽度 ;

1、像素

" 像素 " 的英文全称是 " Picture Element " , 又称为 " Pixel " , 是 计算机图形学 中的一个基本概念 , 是图像的最小单位 ;

像素 是 图片 的基本单位 , 是图片中不可分割的最小元素 , 一个像素只有一个单一的颜色值 ;

$100\times 100$ 像素的照片 , 指的是 水平方向 上有 $100$ 个像素点 , 垂直方向 上有 $100$ 个像素点 ,

该图片的 总像素点 个数是 $100\times 100=10000$ 个像素点 ,

该图片又称为 " 一万像素图片 " , 如果摄像头能拍摄出 一万像素的图片 , 那么该摄像头又称为 一万像素的摄像头 ;

原图为 :

将一张图片放大后 , 就可以看到该图片的像素 :

2、分辨率

" 分辨率 " 指的是 图片的 尺寸 , 一般使用 像素 表示 ;

分辨率为 $100\times 100$ 的图片 , 指的是 水平方向 上有 $100$ 个像素点 , 垂直方向 上有 $100$ 个像素点 ;

常见的视频分辨率 :

• 360P : $640\times 320$
• 480P : $640\times 480$
• 720P : $1280\times 720$
• 1080P : $1920\times 1080$
• 2K : $2560\times 1440$
• 4K : $3840\times 2160$
• 8K : $7680\times 4320$

上述 视频分辨率 分别代表了视频的 横向像素数量 和 纵向像素数量 ,

视频像素值表示 : $横向像素数量\times 纵向像素数量$ ;

同一部视频 , 视频分辨率越高 , 视频图片的像素点个数越多 , 视频图像越清晰 , 但是视频文件所占用的空间也越大 ;

3、位深

彩色图片 , 每个像素都有 $3$ 个通道 , 分别是

• 红色通道 , Red , 简写 R
• 绿色通道 , Green , 简写 G
• 蓝色通道 , Blue , 简写 B

就是 RGB 三原色 , 如果需要透明背景 , 再加上 透明通道 , Alpha , 简称 A , 透明度分量 ;

如果 每个像素 的 每个通道 都使用 8 bit 表示 , 8 bit 的取值范围是 $0$ ~ $255$ , 也就是有 256 种取值 , 表示一个颜色 由浅到深 的 256 个级别的变化;

$3$ 个通道 , 每个通道有 $256$ 种颜色值 , 那么一个像素值有 $256^3=16777216$ 种颜色值 , 约为 1677 万 ;

上述 8 bit 就是位深 ;

图像的 " 位深 " 指的是 每个像素 的 每个通道 所使用的位数 ;

" 位深 " 决定了 图像中 颜色的数量 和 灰度等级 ;

常见的 " 位深 " 如下 :

• 1 bit : 黑白图像
• 8 bit : 灰度图像
• 24 bit : 彩色图像
• 32 bit : 透明通道彩色图像

位深 越高 , 图像的颜色和灰度等级就越丰富 , 同时文件大小也会相应增加 ;