视频之一 ：背景知识（人类视觉感知）

从嵌入式开发者的角度看，视频技术就是一个具有不同的分辨率、格式、标准、信源和显示的复杂网络。

从今天开始，整理关于视频处理的一系列相关技术知识，先了解一点生理学上的知识，对眼睛工作原理的理解有助于对视频及成像技术的研究。

眼睛包含两种视觉细胞：杆状细胞和视锥细胞。

杆状细胞：主要对亮度信息敏感，而对颜色信息不敏感，它们使我们具备夜视能力。

视锥细胞：对亮度不敏感，但对400nm（紫光）～770nm（红光）波长范围内的光比较敏感。因此这些视锥细胞使我们能够感知色彩。

视锥细胞有三种，每一个都带有不同的色素，分别对红光、绿光或者蓝光波长敏感，虽然这3中细胞的响应特性有重叠区域，总的来说，视锥细胞对波长在555nm左右的绿光区域最为敏感。这也是为什么LCD显示器中绿色通道分辨率高于红色和蓝色通道。

红绿蓝色视锥细胞的发现大大促进了三色理论发展，该理论认为任何一种有色光，可以通过不同比例的红绿蓝（即物理学中的三原色）组合而成。

由于人眼含有的杆状细胞数量要远多于视锥细胞，故眼睛对亮度的敏感度高于对色彩的敏感度，这使得我们可以借助对色彩信息的子采样来节省视频和图像信息的带宽。

我们对亮度的感受特性是对数性的，而非线性的。比如用于产生50%灰度图（恰好黑白中间）所需的实际的光强仅为我们产生全白图像所需光强的18%。这一效应导致人眼对高亮度环境下的量化失真度下降，这一特性被许多媒体编码算法利用。（应用，伽马校正）

视觉方面的另一个新奇之处在于，人眼可以适应环境，创建自己的白光参考，即使在低照明或者人工照明的情况下也是如此，但摄像机传感器自身不具有这一特性，所以需要使用参考量作为绝对白色，并对传感器进行调整，这一过程叫白平衡控制。

人眼对高频信息的敏感性要低于低频信息，而且，虽然它可以检测出静态图像中细节和彩色部分的分辨率，但对于快速移动的图像，却无法做到这一点。于是人们可以利用变换编码（DCT、FFT等）以及低通滤波技术来降低呈现一幅图像或者视频序列时所需的总带宽。